126d84a31SYJwu2023 //! PCI transport for VirtIO. 278bf93f0SYJwu2023 use crate::arch::{PciArch, TraitPciArch}; 3e2841179SLoGin use crate::driver::base::device::DeviceId; 426d84a31SYJwu2023 use crate::driver::pci::pci::{ 578bf93f0SYJwu2023 BusDeviceFunction, PciDeviceStructure, PciDeviceStructureGeneralDevice, PciError, 678bf93f0SYJwu2023 PciStandardDeviceBar, PCI_CAP_ID_VNDR, 726d84a31SYJwu2023 }; 873c607aaSYJwu2023 9ce5850adSLoGin use crate::driver::pci::pci_irq::{IrqCommonMsg, IrqSpecificMsg, PciInterrupt, PciIrqMsg, IRQ}; 10e2841179SLoGin use crate::driver::virtio::irq::virtio_irq_manager; 11e2841179SLoGin use crate::exception::irqdata::IrqHandlerData; 12e2841179SLoGin use crate::exception::irqdesc::{IrqHandler, IrqReturn}; 13e2841179SLoGin 14e2841179SLoGin use crate::exception::IrqNumber; 15e2841179SLoGin 1673c607aaSYJwu2023 use crate::libs::volatile::{ 1773c607aaSYJwu2023 volread, volwrite, ReadOnly, Volatile, VolatileReadable, VolatileWritable, WriteOnly, 1873c607aaSYJwu2023 }; 192dd9f0c7SLoGin use crate::mm::VirtAddr; 20e2841179SLoGin 21e2841179SLoGin use alloc::string::ToString; 22e2841179SLoGin use alloc::sync::Arc; 2326d84a31SYJwu2023 use core::{ 2426d84a31SYJwu2023 fmt::{self, Display, Formatter}, 2526d84a31SYJwu2023 mem::{align_of, size_of}, 2626d84a31SYJwu2023 ptr::{self, addr_of_mut, NonNull}, 2726d84a31SYJwu2023 }; 28e2841179SLoGin use system_error::SystemError; 2926d84a31SYJwu2023 use virtio_drivers::{ 3026d84a31SYJwu2023 transport::{DeviceStatus, DeviceType, Transport}, 3173c607aaSYJwu2023 Error, Hal, PhysAddr, 3226d84a31SYJwu2023 }; 3326d84a31SYJwu2023 3426d84a31SYJwu2023 /// The PCI vendor ID for VirtIO devices. 3526d84a31SYJwu2023 /// PCI Virtio设备的vendor ID 3626d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_VENDOR_ID: u16 = 0x1af4; 3726d84a31SYJwu2023 3826d84a31SYJwu2023 /// The offset to add to a VirtIO device ID to get the corresponding PCI device ID. 3926d84a31SYJwu2023 /// PCI Virtio设备的DEVICE_ID 的offset 4026d84a31SYJwu2023 const PCI_DEVICE_ID_OFFSET: u16 = 0x1040; 4126d84a31SYJwu2023 /// PCI Virtio 设备的DEVICE_ID及其对应的设备类型 4226d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_NETWORK: u16 = 0x1000; 4326d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_BLOCK: u16 = 0x1001; 4426d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_MEMORY_BALLOONING: u16 = 0x1002; 4526d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_CONSOLE: u16 = 0x1003; 4626d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_SCSI_HOST: u16 = 0x1004; 4726d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_ENTROPY_SOURCE: u16 = 0x1005; 4826d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_9P_TRANSPORT: u16 = 0x1009; 4926d84a31SYJwu2023 5026d84a31SYJwu2023 /// The offset of the bar field within `virtio_pci_cap`. 5126d84a31SYJwu2023 const CAP_BAR_OFFSET: u8 = 4; 5226d84a31SYJwu2023 /// The offset of the offset field with `virtio_pci_cap`. 5326d84a31SYJwu2023 const CAP_BAR_OFFSET_OFFSET: u8 = 8; 5426d84a31SYJwu2023 /// The offset of the `length` field within `virtio_pci_cap`. 5526d84a31SYJwu2023 const CAP_LENGTH_OFFSET: u8 = 12; 5626d84a31SYJwu2023 /// The offset of the`notify_off_multiplier` field within `virtio_pci_notify_cap`. 5726d84a31SYJwu2023 const CAP_NOTIFY_OFF_MULTIPLIER_OFFSET: u8 = 16; 5826d84a31SYJwu2023 5926d84a31SYJwu2023 /// Common configuration. 6026d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG: u8 = 1; 6126d84a31SYJwu2023 /// Notifications. 6226d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG: u8 = 2; 6326d84a31SYJwu2023 /// ISR Status. 6426d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG: u8 = 3; 6526d84a31SYJwu2023 /// Device specific configuration. 6626d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG: u8 = 4; 6726d84a31SYJwu2023 680dd8ff43SYJwu2023 /// Virtio设备接收中断的设备号 69e2841179SLoGin const VIRTIO_RECV_VECTOR: IrqNumber = IrqNumber::new(56); 700dd8ff43SYJwu2023 /// Virtio设备接收中断的设备号的表项号 710dd8ff43SYJwu2023 const VIRTIO_RECV_VECTOR_INDEX: u16 = 0; 72afc95d5cSYJwu2023 // 接收的queue号 730dd8ff43SYJwu2023 const QUEUE_RECEIVE: u16 = 0; 7426d84a31SYJwu2023 ///@brief device id 转换为设备类型 7526d84a31SYJwu2023 ///@param pci_device_id,device_id 7626d84a31SYJwu2023 ///@return DeviceType 对应的设备类型 7726d84a31SYJwu2023 fn device_type(pci_device_id: u16) -> DeviceType { 7826d84a31SYJwu2023 match pci_device_id { 7926d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_NETWORK => DeviceType::Network, 8026d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_BLOCK => DeviceType::Block, 8126d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_MEMORY_BALLOONING => DeviceType::MemoryBalloon, 8226d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_CONSOLE => DeviceType::Console, 8326d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_SCSI_HOST => DeviceType::ScsiHost, 8426d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_ENTROPY_SOURCE => DeviceType::EntropySource, 8526d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_9P_TRANSPORT => DeviceType::_9P, 8626d84a31SYJwu2023 id if id >= PCI_DEVICE_ID_OFFSET => DeviceType::from(id - PCI_DEVICE_ID_OFFSET), 8726d84a31SYJwu2023 _ => DeviceType::Invalid, 8826d84a31SYJwu2023 } 8926d84a31SYJwu2023 } 9026d84a31SYJwu2023 9126d84a31SYJwu2023 /// PCI transport for VirtIO. 9226d84a31SYJwu2023 /// 9326d84a31SYJwu2023 /// Ref: 4.1 Virtio Over PCI Bus 94e2841179SLoGin #[allow(dead_code)] 9513776c11Slogin #[derive(Debug, Clone)] 9626d84a31SYJwu2023 pub struct PciTransport { 9726d84a31SYJwu2023 device_type: DeviceType, 9826d84a31SYJwu2023 /// The bus, device and function identifier for the VirtIO device. 991496ba7bSLoGin _bus_device_function: BusDeviceFunction, 10026d84a31SYJwu2023 /// The common configuration structure within some BAR. 10126d84a31SYJwu2023 common_cfg: NonNull<CommonCfg>, 10226d84a31SYJwu2023 /// The start of the queue notification region within some BAR. 10326d84a31SYJwu2023 notify_region: NonNull<[WriteOnly<u16>]>, 10426d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier: u32, 10526d84a31SYJwu2023 /// The ISR status register within some BAR. 10626d84a31SYJwu2023 isr_status: NonNull<Volatile<u8>>, 10726d84a31SYJwu2023 /// The VirtIO device-specific configuration within some BAR. 10826d84a31SYJwu2023 config_space: Option<NonNull<[u32]>>, 109e2841179SLoGin irq: IrqNumber, 110e2841179SLoGin dev_id: Arc<DeviceId>, 1110dd8ff43SYJwu2023 } 1120dd8ff43SYJwu2023 11326d84a31SYJwu2023 impl PciTransport { 11426d84a31SYJwu2023 /// Construct a new PCI VirtIO device driver for the given device function on the given PCI 11526d84a31SYJwu2023 /// root controller. 11626d84a31SYJwu2023 /// 117e2841179SLoGin /// ## 参数 11878bf93f0SYJwu2023 /// 119e2841179SLoGin /// - `device` - The PCI device structure for the VirtIO device. 120e2841179SLoGin /// - `irq_handler` - An optional handler for the device's interrupt. If `None`, a default 121e2841179SLoGin /// handler `DefaultVirtioIrqHandler` will be used. 122*b5b571e0SLoGin #[allow(clippy::extra_unused_type_parameters)] 12378bf93f0SYJwu2023 pub fn new<H: Hal>( 12478bf93f0SYJwu2023 device: &mut PciDeviceStructureGeneralDevice, 125e2841179SLoGin dev_id: Arc<DeviceId>, 12678bf93f0SYJwu2023 ) -> Result<Self, VirtioPciError> { 127e2841179SLoGin let irq = VIRTIO_RECV_VECTOR; 12878bf93f0SYJwu2023 let header = &device.common_header; 12978bf93f0SYJwu2023 let bus_device_function = header.bus_device_function; 13078bf93f0SYJwu2023 if header.vendor_id != VIRTIO_VENDOR_ID { 13178bf93f0SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::InvalidVendorId(header.vendor_id)); 13226d84a31SYJwu2023 } 13378bf93f0SYJwu2023 let device_type = device_type(header.device_id); 13426d84a31SYJwu2023 // Find the PCI capabilities we need. 13513776c11Slogin let mut common_cfg: Option<VirtioCapabilityInfo> = None; 13613776c11Slogin let mut notify_cfg: Option<VirtioCapabilityInfo> = None; 13726d84a31SYJwu2023 let mut notify_off_multiplier = 0; 13826d84a31SYJwu2023 let mut isr_cfg = None; 13926d84a31SYJwu2023 let mut device_cfg = None; 140cc36cf4aSYJwu2023 device.bar_ioremap().unwrap()?; 14178bf93f0SYJwu2023 device.enable_master(); 1420dd8ff43SYJwu2023 let standard_device = device.as_standard_device_mut().unwrap(); 1430dd8ff43SYJwu2023 // 目前缺少对PCI设备中断号的统一管理,所以这里需要指定一个中断号。不能与其他中断重复 1440dd8ff43SYJwu2023 let irq_vector = standard_device.irq_vector_mut().unwrap(); 145e2841179SLoGin irq_vector.push(irq); 1460dd8ff43SYJwu2023 standard_device 1470dd8ff43SYJwu2023 .irq_init(IRQ::PCI_IRQ_MSIX) 1480dd8ff43SYJwu2023 .expect("IRQ init failed"); 1490dd8ff43SYJwu2023 // 中断相关信息 150ce5850adSLoGin let msg = PciIrqMsg { 151afc95d5cSYJwu2023 irq_common_message: IrqCommonMsg::init_from( 152afc95d5cSYJwu2023 0, 153e2841179SLoGin "Virtio_IRQ".to_string(), 154e2841179SLoGin &DefaultVirtioIrqHandler, 155e2841179SLoGin dev_id.clone(), 156afc95d5cSYJwu2023 ), 1570dd8ff43SYJwu2023 irq_specific_message: IrqSpecificMsg::msi_default(), 1580dd8ff43SYJwu2023 }; 1590dd8ff43SYJwu2023 standard_device.irq_install(msg)?; 1600dd8ff43SYJwu2023 standard_device.irq_enable(true)?; 16126d84a31SYJwu2023 //device_capability为迭代器,遍历其相当于遍历所有的cap空间 16278bf93f0SYJwu2023 for capability in device.capabilities().unwrap() { 16326d84a31SYJwu2023 if capability.id != PCI_CAP_ID_VNDR { 16426d84a31SYJwu2023 continue; 16526d84a31SYJwu2023 } 16626d84a31SYJwu2023 let cap_len = capability.private_header as u8; 16726d84a31SYJwu2023 let cfg_type = (capability.private_header >> 8) as u8; 16826d84a31SYJwu2023 if cap_len < 16 { 16926d84a31SYJwu2023 continue; 17026d84a31SYJwu2023 } 17126d84a31SYJwu2023 let struct_info = VirtioCapabilityInfo { 17278bf93f0SYJwu2023 bar: PciArch::read_config(&bus_device_function, capability.offset + CAP_BAR_OFFSET) 17378bf93f0SYJwu2023 as u8, 17478bf93f0SYJwu2023 offset: PciArch::read_config( 17578bf93f0SYJwu2023 &bus_device_function, 17626d84a31SYJwu2023 capability.offset + CAP_BAR_OFFSET_OFFSET, 17778bf93f0SYJwu2023 ), 17878bf93f0SYJwu2023 length: PciArch::read_config( 17978bf93f0SYJwu2023 &bus_device_function, 18026d84a31SYJwu2023 capability.offset + CAP_LENGTH_OFFSET, 18178bf93f0SYJwu2023 ), 18226d84a31SYJwu2023 }; 18326d84a31SYJwu2023 18426d84a31SYJwu2023 match cfg_type { 18526d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG if common_cfg.is_none() => { 18626d84a31SYJwu2023 common_cfg = Some(struct_info); 18726d84a31SYJwu2023 } 18826d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG if cap_len >= 20 && notify_cfg.is_none() => { 18926d84a31SYJwu2023 notify_cfg = Some(struct_info); 19078bf93f0SYJwu2023 notify_off_multiplier = PciArch::read_config( 19178bf93f0SYJwu2023 &bus_device_function, 19226d84a31SYJwu2023 capability.offset + CAP_NOTIFY_OFF_MULTIPLIER_OFFSET, 19326d84a31SYJwu2023 ); 19426d84a31SYJwu2023 } 19526d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG if isr_cfg.is_none() => { 19626d84a31SYJwu2023 isr_cfg = Some(struct_info); 19726d84a31SYJwu2023 } 19826d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG if device_cfg.is_none() => { 19926d84a31SYJwu2023 device_cfg = Some(struct_info); 20026d84a31SYJwu2023 } 20126d84a31SYJwu2023 _ => {} 20226d84a31SYJwu2023 } 20326d84a31SYJwu2023 } 20426d84a31SYJwu2023 20526d84a31SYJwu2023 let common_cfg = get_bar_region::<_>( 20678bf93f0SYJwu2023 &device.standard_device_bar, 20726d84a31SYJwu2023 &common_cfg.ok_or(VirtioPciError::MissingCommonConfig)?, 20826d84a31SYJwu2023 )?; 20926d84a31SYJwu2023 21026d84a31SYJwu2023 let notify_cfg = notify_cfg.ok_or(VirtioPciError::MissingNotifyConfig)?; 21126d84a31SYJwu2023 if notify_off_multiplier % 2 != 0 { 21226d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::InvalidNotifyOffMultiplier( 21326d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier, 21426d84a31SYJwu2023 )); 21526d84a31SYJwu2023 } 21673c607aaSYJwu2023 //kdebug!("notify.offset={},notify.length={}",notify_cfg.offset,notify_cfg.length); 21778bf93f0SYJwu2023 let notify_region = get_bar_region_slice::<_>(&device.standard_device_bar, ¬ify_cfg)?; 21826d84a31SYJwu2023 let isr_status = get_bar_region::<_>( 21978bf93f0SYJwu2023 &device.standard_device_bar, 22026d84a31SYJwu2023 &isr_cfg.ok_or(VirtioPciError::MissingIsrConfig)?, 22126d84a31SYJwu2023 )?; 22226d84a31SYJwu2023 let config_space = if let Some(device_cfg) = device_cfg { 22378bf93f0SYJwu2023 Some(get_bar_region_slice::<_>( 22478bf93f0SYJwu2023 &device.standard_device_bar, 22578bf93f0SYJwu2023 &device_cfg, 22678bf93f0SYJwu2023 )?) 22726d84a31SYJwu2023 } else { 22826d84a31SYJwu2023 None 22926d84a31SYJwu2023 }; 23026d84a31SYJwu2023 Ok(Self { 23126d84a31SYJwu2023 device_type, 2321496ba7bSLoGin _bus_device_function: bus_device_function, 23326d84a31SYJwu2023 common_cfg, 23426d84a31SYJwu2023 notify_region, 23526d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier, 23626d84a31SYJwu2023 isr_status, 23726d84a31SYJwu2023 config_space, 238e2841179SLoGin irq, 239e2841179SLoGin dev_id, 24026d84a31SYJwu2023 }) 24126d84a31SYJwu2023 } 24226d84a31SYJwu2023 } 24326d84a31SYJwu2023 24426d84a31SYJwu2023 impl Transport for PciTransport { 24526d84a31SYJwu2023 fn device_type(&self) -> DeviceType { 24626d84a31SYJwu2023 self.device_type 24726d84a31SYJwu2023 } 24826d84a31SYJwu2023 24926d84a31SYJwu2023 fn read_device_features(&mut self) -> u64 { 25026d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 25126d84a31SYJwu2023 // was aligned. 25226d84a31SYJwu2023 unsafe { 25326d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, device_feature_select, 0); 25426d84a31SYJwu2023 let mut device_features_bits = volread!(self.common_cfg, device_feature) as u64; 25526d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, device_feature_select, 1); 25626d84a31SYJwu2023 device_features_bits |= (volread!(self.common_cfg, device_feature) as u64) << 32; 25726d84a31SYJwu2023 device_features_bits 25826d84a31SYJwu2023 } 25926d84a31SYJwu2023 } 26026d84a31SYJwu2023 26126d84a31SYJwu2023 fn write_driver_features(&mut self, driver_features: u64) { 26226d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 26326d84a31SYJwu2023 // was aligned. 26426d84a31SYJwu2023 unsafe { 26526d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, driver_feature_select, 0); 26626d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, driver_feature, driver_features as u32); 26726d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, driver_feature_select, 1); 26826d84a31SYJwu2023 volwrite!( 26926d84a31SYJwu2023 self.common_cfg, 27026d84a31SYJwu2023 driver_feature, 27126d84a31SYJwu2023 (driver_features >> 32) as u32 27226d84a31SYJwu2023 ); 27326d84a31SYJwu2023 } 27426d84a31SYJwu2023 } 27526d84a31SYJwu2023 27626d84a31SYJwu2023 fn max_queue_size(&self) -> u32 { 27726d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 27826d84a31SYJwu2023 // was aligned. 27926d84a31SYJwu2023 unsafe { volread!(self.common_cfg, queue_size) }.into() 28026d84a31SYJwu2023 } 28126d84a31SYJwu2023 28226d84a31SYJwu2023 fn notify(&mut self, queue: u16) { 28326d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config and notify region pointers are valid and we checked in 28426d84a31SYJwu2023 // get_bar_region that they were aligned. 28526d84a31SYJwu2023 unsafe { 28626d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 28726d84a31SYJwu2023 // TODO: Consider caching this somewhere (per queue). 28826d84a31SYJwu2023 let queue_notify_off = volread!(self.common_cfg, queue_notify_off); 28926d84a31SYJwu2023 29026d84a31SYJwu2023 let offset_bytes = usize::from(queue_notify_off) * self.notify_off_multiplier as usize; 29126d84a31SYJwu2023 let index = offset_bytes / size_of::<u16>(); 29226d84a31SYJwu2023 addr_of_mut!((*self.notify_region.as_ptr())[index]).vwrite(queue); 29326d84a31SYJwu2023 } 29426d84a31SYJwu2023 } 29526d84a31SYJwu2023 29626d84a31SYJwu2023 fn set_status(&mut self, status: DeviceStatus) { 29726d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 29826d84a31SYJwu2023 // was aligned. 29926d84a31SYJwu2023 unsafe { 30026d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, device_status, status.bits() as u8); 30126d84a31SYJwu2023 } 30226d84a31SYJwu2023 } 30326d84a31SYJwu2023 30426d84a31SYJwu2023 fn set_guest_page_size(&mut self, _guest_page_size: u32) { 30526d84a31SYJwu2023 // No-op, the PCI transport doesn't care. 30626d84a31SYJwu2023 } 30773c607aaSYJwu2023 fn requires_legacy_layout(&self) -> bool { 30873c607aaSYJwu2023 false 30973c607aaSYJwu2023 } 31026d84a31SYJwu2023 fn queue_set( 31126d84a31SYJwu2023 &mut self, 31226d84a31SYJwu2023 queue: u16, 31326d84a31SYJwu2023 size: u32, 31426d84a31SYJwu2023 descriptors: PhysAddr, 31526d84a31SYJwu2023 driver_area: PhysAddr, 31626d84a31SYJwu2023 device_area: PhysAddr, 31726d84a31SYJwu2023 ) { 31826d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 31926d84a31SYJwu2023 // was aligned. 32026d84a31SYJwu2023 unsafe { 32126d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 32226d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_size, size as u16); 32326d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_desc, descriptors as u64); 32426d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_driver, driver_area as u64); 32526d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_device, device_area as u64); 326afc95d5cSYJwu2023 // 这里设置队列中断对应的中断项 3270dd8ff43SYJwu2023 if queue == QUEUE_RECEIVE { 3280dd8ff43SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_msix_vector, VIRTIO_RECV_VECTOR_INDEX); 3290dd8ff43SYJwu2023 let vector = volread!(self.common_cfg, queue_msix_vector); 3300dd8ff43SYJwu2023 if vector != VIRTIO_RECV_VECTOR_INDEX { 3310dd8ff43SYJwu2023 panic!("Vector set failed"); 3320dd8ff43SYJwu2023 } 3330dd8ff43SYJwu2023 } 33426d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_enable, 1); 33526d84a31SYJwu2023 } 33626d84a31SYJwu2023 } 33726d84a31SYJwu2023 33826d84a31SYJwu2023 fn queue_unset(&mut self, queue: u16) { 33926d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 34026d84a31SYJwu2023 // was aligned. 34126d84a31SYJwu2023 unsafe { 34226d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 34326d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_size, 0); 34426d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_desc, 0); 34526d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_driver, 0); 34626d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_device, 0); 34726d84a31SYJwu2023 } 34826d84a31SYJwu2023 } 34926d84a31SYJwu2023 35026d84a31SYJwu2023 fn queue_used(&mut self, queue: u16) -> bool { 35126d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 35226d84a31SYJwu2023 // was aligned. 35326d84a31SYJwu2023 unsafe { 35426d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 35526d84a31SYJwu2023 volread!(self.common_cfg, queue_enable) == 1 35626d84a31SYJwu2023 } 35726d84a31SYJwu2023 } 35826d84a31SYJwu2023 35926d84a31SYJwu2023 fn ack_interrupt(&mut self) -> bool { 36026d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 36126d84a31SYJwu2023 // was aligned. 36226d84a31SYJwu2023 // Reading the ISR status resets it to 0 and causes the device to de-assert the interrupt. 36326d84a31SYJwu2023 let isr_status = unsafe { self.isr_status.as_ptr().vread() }; 36426d84a31SYJwu2023 // TODO: Distinguish between queue interrupt and device configuration interrupt. 36526d84a31SYJwu2023 isr_status & 0x3 != 0 36626d84a31SYJwu2023 } 36726d84a31SYJwu2023 36826d84a31SYJwu2023 fn config_space<T>(&self) -> Result<NonNull<T>, Error> { 36926d84a31SYJwu2023 if let Some(config_space) = self.config_space { 37026d84a31SYJwu2023 if size_of::<T>() > config_space.len() * size_of::<u32>() { 37126d84a31SYJwu2023 Err(Error::ConfigSpaceTooSmall) 37226d84a31SYJwu2023 } else if align_of::<T>() > 4 { 37326d84a31SYJwu2023 // Panic as this should only happen if the driver is written incorrectly. 37426d84a31SYJwu2023 panic!( 37526d84a31SYJwu2023 "Driver expected config space alignment of {} bytes, but VirtIO only guarantees 4 byte alignment.", 37626d84a31SYJwu2023 align_of::<T>() 37726d84a31SYJwu2023 ); 37826d84a31SYJwu2023 } else { 37926d84a31SYJwu2023 // TODO: Use NonNull::as_non_null_ptr once it is stable. 38026d84a31SYJwu2023 let config_space_ptr = NonNull::new(config_space.as_ptr() as *mut u32).unwrap(); 38126d84a31SYJwu2023 Ok(config_space_ptr.cast()) 38226d84a31SYJwu2023 } 38326d84a31SYJwu2023 } else { 38426d84a31SYJwu2023 Err(Error::ConfigSpaceMissing) 38526d84a31SYJwu2023 } 38626d84a31SYJwu2023 } 38726d84a31SYJwu2023 } 38826d84a31SYJwu2023 38973c607aaSYJwu2023 impl Drop for PciTransport { 39073c607aaSYJwu2023 fn drop(&mut self) { 39173c607aaSYJwu2023 // Reset the device when the transport is dropped. 392e2841179SLoGin self.set_status(DeviceStatus::empty()); 393e2841179SLoGin 394e2841179SLoGin // todo: 调用pci的中断释放函数,并且在virtio_irq_manager里面删除对应的设备的中断 39573c607aaSYJwu2023 } 39673c607aaSYJwu2023 } 39773c607aaSYJwu2023 39826d84a31SYJwu2023 #[repr(C)] 39926d84a31SYJwu2023 struct CommonCfg { 40026d84a31SYJwu2023 device_feature_select: Volatile<u32>, 40126d84a31SYJwu2023 device_feature: ReadOnly<u32>, 40226d84a31SYJwu2023 driver_feature_select: Volatile<u32>, 40326d84a31SYJwu2023 driver_feature: Volatile<u32>, 40426d84a31SYJwu2023 msix_config: Volatile<u16>, 40526d84a31SYJwu2023 num_queues: ReadOnly<u16>, 40626d84a31SYJwu2023 device_status: Volatile<u8>, 40726d84a31SYJwu2023 config_generation: ReadOnly<u8>, 40826d84a31SYJwu2023 queue_select: Volatile<u16>, 40926d84a31SYJwu2023 queue_size: Volatile<u16>, 41026d84a31SYJwu2023 queue_msix_vector: Volatile<u16>, 41126d84a31SYJwu2023 queue_enable: Volatile<u16>, 41226d84a31SYJwu2023 queue_notify_off: Volatile<u16>, 41326d84a31SYJwu2023 queue_desc: Volatile<u64>, 41426d84a31SYJwu2023 queue_driver: Volatile<u64>, 41526d84a31SYJwu2023 queue_device: Volatile<u64>, 41626d84a31SYJwu2023 } 41726d84a31SYJwu2023 41826d84a31SYJwu2023 /// Information about a VirtIO structure within some BAR, as provided by a `virtio_pci_cap`. 41926d84a31SYJwu2023 /// cfg空间在哪个bar的多少偏移处,长度多少 42026d84a31SYJwu2023 #[derive(Clone, Debug, Eq, PartialEq)] 42126d84a31SYJwu2023 struct VirtioCapabilityInfo { 42226d84a31SYJwu2023 /// The bar in which the structure can be found. 42326d84a31SYJwu2023 bar: u8, 42426d84a31SYJwu2023 /// The offset within the bar. 42526d84a31SYJwu2023 offset: u32, 42626d84a31SYJwu2023 /// The length in bytes of the structure within the bar. 42726d84a31SYJwu2023 length: u32, 42826d84a31SYJwu2023 } 42926d84a31SYJwu2023 43026d84a31SYJwu2023 /// An error encountered initialising a VirtIO PCI transport. 43126d84a31SYJwu2023 /// VirtIO PCI transport 初始化时的错误 43226d84a31SYJwu2023 #[derive(Clone, Debug, Eq, PartialEq)] 43326d84a31SYJwu2023 pub enum VirtioPciError { 43426d84a31SYJwu2023 /// PCI device vender ID was not the VirtIO vendor ID. 43526d84a31SYJwu2023 InvalidVendorId(u16), 43626d84a31SYJwu2023 /// No valid `VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG` capability was found. 43726d84a31SYJwu2023 MissingCommonConfig, 43826d84a31SYJwu2023 /// No valid `VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability was found. 43926d84a31SYJwu2023 MissingNotifyConfig, 44026d84a31SYJwu2023 /// `VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability has a `notify_off_multiplier` that is not a multiple 44126d84a31SYJwu2023 /// of 2. 44226d84a31SYJwu2023 InvalidNotifyOffMultiplier(u32), 44326d84a31SYJwu2023 /// No valid `VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG` capability was found. 44426d84a31SYJwu2023 MissingIsrConfig, 44526d84a31SYJwu2023 /// An IO BAR was provided rather than a memory BAR. 44626d84a31SYJwu2023 UnexpectedBarType, 44726d84a31SYJwu2023 /// A BAR which we need was not allocated an address. 44826d84a31SYJwu2023 BarNotAllocated(u8), 44926d84a31SYJwu2023 /// The offset for some capability was greater than the length of the BAR. 45026d84a31SYJwu2023 BarOffsetOutOfRange, 45126d84a31SYJwu2023 /// The virtual address was not aligned as expected. 45226d84a31SYJwu2023 Misaligned { 45326d84a31SYJwu2023 /// The virtual address in question. 45426d84a31SYJwu2023 vaddr: VirtAddr, 45526d84a31SYJwu2023 /// The expected alignment in bytes. 45626d84a31SYJwu2023 alignment: usize, 45726d84a31SYJwu2023 }, 45826d84a31SYJwu2023 ///获取虚拟地址失败 45926d84a31SYJwu2023 BarGetVaddrFailed, 46026d84a31SYJwu2023 /// A generic PCI error, 46126d84a31SYJwu2023 Pci(PciError), 46226d84a31SYJwu2023 } 46326d84a31SYJwu2023 46426d84a31SYJwu2023 impl Display for VirtioPciError { 46526d84a31SYJwu2023 fn fmt(&self, f: &mut Formatter) -> fmt::Result { 46626d84a31SYJwu2023 match self { 46726d84a31SYJwu2023 Self::InvalidVendorId(vendor_id) => write!( 46826d84a31SYJwu2023 f, 46926d84a31SYJwu2023 "PCI device vender ID {:#06x} was not the VirtIO vendor ID {:#06x}.", 47026d84a31SYJwu2023 vendor_id, VIRTIO_VENDOR_ID 47126d84a31SYJwu2023 ), 47226d84a31SYJwu2023 Self::MissingCommonConfig => write!( 47326d84a31SYJwu2023 f, 47426d84a31SYJwu2023 "No valid `VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG` capability was found." 47526d84a31SYJwu2023 ), 47626d84a31SYJwu2023 Self::MissingNotifyConfig => write!( 47726d84a31SYJwu2023 f, 47826d84a31SYJwu2023 "No valid `VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability was found." 47926d84a31SYJwu2023 ), 48026d84a31SYJwu2023 Self::InvalidNotifyOffMultiplier(notify_off_multiplier) => { 48126d84a31SYJwu2023 write!( 48226d84a31SYJwu2023 f, 48326d84a31SYJwu2023 "`VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability has a `notify_off_multiplier` that is not a multiple of 2: {}", 48426d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier 48526d84a31SYJwu2023 ) 48626d84a31SYJwu2023 } 48726d84a31SYJwu2023 Self::MissingIsrConfig => { 48826d84a31SYJwu2023 write!(f, "No valid `VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG` capability was found.") 48926d84a31SYJwu2023 } 49026d84a31SYJwu2023 Self::UnexpectedBarType => write!(f, "Unexpected BAR (expected memory BAR)."), 49126d84a31SYJwu2023 Self::BarNotAllocated(bar_index) => write!(f, "Bar {} not allocated.", bar_index), 49226d84a31SYJwu2023 Self::BarOffsetOutOfRange => write!(f, "Capability offset greater than BAR length."), 49326d84a31SYJwu2023 Self::Misaligned { vaddr, alignment } => write!( 49426d84a31SYJwu2023 f, 4952dd9f0c7SLoGin "Virtual address {:?} was not aligned to a {} byte boundary as expected.", 49626d84a31SYJwu2023 vaddr, alignment 49726d84a31SYJwu2023 ), 49826d84a31SYJwu2023 Self::BarGetVaddrFailed => write!(f, "Get bar virtaddress failed"), 49926d84a31SYJwu2023 Self::Pci(pci_error) => pci_error.fmt(f), 50026d84a31SYJwu2023 } 50126d84a31SYJwu2023 } 50226d84a31SYJwu2023 } 50313776c11Slogin 50426d84a31SYJwu2023 /// PCI error到VirtioPciError的转换,层层上报 50526d84a31SYJwu2023 impl From<PciError> for VirtioPciError { 50626d84a31SYJwu2023 fn from(error: PciError) -> Self { 50726d84a31SYJwu2023 Self::Pci(error) 50826d84a31SYJwu2023 } 50926d84a31SYJwu2023 } 51026d84a31SYJwu2023 51126d84a31SYJwu2023 /// @brief 获取虚拟地址并将其转化为对应类型的指针 51226d84a31SYJwu2023 /// @param device_bar 存储bar信息的结构体 struct_info 存储cfg空间的位置信息 51326d84a31SYJwu2023 /// @return Result<NonNull<T>, VirtioPciError> 成功则返回对应类型的指针,失败则返回Error 51426d84a31SYJwu2023 fn get_bar_region<T>( 51578bf93f0SYJwu2023 device_bar: &PciStandardDeviceBar, 51626d84a31SYJwu2023 struct_info: &VirtioCapabilityInfo, 51726d84a31SYJwu2023 ) -> Result<NonNull<T>, VirtioPciError> { 51826d84a31SYJwu2023 let bar_info = device_bar.get_bar(struct_info.bar)?; 51926d84a31SYJwu2023 let (bar_address, bar_size) = bar_info 52026d84a31SYJwu2023 .memory_address_size() 52126d84a31SYJwu2023 .ok_or(VirtioPciError::UnexpectedBarType)?; 52226d84a31SYJwu2023 if bar_address == 0 { 52326d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::BarNotAllocated(struct_info.bar)); 52426d84a31SYJwu2023 } 52526d84a31SYJwu2023 if struct_info.offset + struct_info.length > bar_size 52626d84a31SYJwu2023 || size_of::<T>() > struct_info.length as usize 52726d84a31SYJwu2023 { 52826d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::BarOffsetOutOfRange); 52926d84a31SYJwu2023 } 53073c607aaSYJwu2023 //kdebug!("Chossed bar ={},used={}",struct_info.bar,struct_info.offset + struct_info.length); 53126d84a31SYJwu2023 let vaddr = (bar_info 53226d84a31SYJwu2023 .virtual_address() 5332dd9f0c7SLoGin .ok_or(VirtioPciError::BarGetVaddrFailed)?) 53426d84a31SYJwu2023 + struct_info.offset as usize; 5352dd9f0c7SLoGin if vaddr.data() % align_of::<T>() != 0 { 53626d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::Misaligned { 53726d84a31SYJwu2023 vaddr, 53826d84a31SYJwu2023 alignment: align_of::<T>(), 53926d84a31SYJwu2023 }); 54026d84a31SYJwu2023 } 5412dd9f0c7SLoGin let vaddr = NonNull::new(vaddr.data() as *mut u8).unwrap(); 54273c607aaSYJwu2023 Ok(vaddr.cast()) 54326d84a31SYJwu2023 } 54426d84a31SYJwu2023 545cc36cf4aSYJwu2023 /// @brief 获取虚拟地址并将其转化为对应类型的切片的指针 54673c607aaSYJwu2023 /// @param device_bar 存储bar信息的结构体 struct_info 存储cfg空间的位置信息切片的指针 54726d84a31SYJwu2023 /// @return Result<NonNull<[T]>, VirtioPciError> 成功则返回对应类型的指针切片,失败则返回Error 54826d84a31SYJwu2023 fn get_bar_region_slice<T>( 54978bf93f0SYJwu2023 device_bar: &PciStandardDeviceBar, 55026d84a31SYJwu2023 struct_info: &VirtioCapabilityInfo, 55126d84a31SYJwu2023 ) -> Result<NonNull<[T]>, VirtioPciError> { 55226d84a31SYJwu2023 let ptr = get_bar_region::<T>(device_bar, struct_info)?; 55373c607aaSYJwu2023 // let raw_slice = 55473c607aaSYJwu2023 // ptr::slice_from_raw_parts_mut(ptr.as_ptr(), struct_info.length as usize / size_of::<T>()); 55573c607aaSYJwu2023 Ok(nonnull_slice_from_raw_parts( 55673c607aaSYJwu2023 ptr, 55773c607aaSYJwu2023 struct_info.length as usize / size_of::<T>(), 55873c607aaSYJwu2023 )) 55973c607aaSYJwu2023 } 56013776c11Slogin 56173c607aaSYJwu2023 fn nonnull_slice_from_raw_parts<T>(data: NonNull<T>, len: usize) -> NonNull<[T]> { 56273c607aaSYJwu2023 NonNull::new(ptr::slice_from_raw_parts_mut(data.as_ptr(), len)).unwrap() 56326d84a31SYJwu2023 } 564e2841179SLoGin 565e2841179SLoGin /// `DefaultVirtioIrqHandler` 是一个默认的virtio设备中断处理程序。 566e2841179SLoGin /// 567e2841179SLoGin /// 当虚拟设备产生中断时,该处理程序会被调用。 568e2841179SLoGin /// 569e2841179SLoGin /// 它首先检查设备ID是否存在,然后尝试查找与设备ID关联的设备。 570e2841179SLoGin /// 如果找到设备,它会调用设备的 `handle_irq` 方法来处理中断。 571e2841179SLoGin /// 如果没有找到设备,它会记录一条警告并返回 `IrqReturn::NotHandled`,表示中断未被处理。 572e2841179SLoGin #[derive(Debug)] 573e2841179SLoGin struct DefaultVirtioIrqHandler; 574e2841179SLoGin 575e2841179SLoGin impl IrqHandler for DefaultVirtioIrqHandler { 576e2841179SLoGin fn handle( 577e2841179SLoGin &self, 578e2841179SLoGin irq: IrqNumber, 579e2841179SLoGin _static_data: Option<&dyn IrqHandlerData>, 580e2841179SLoGin dev_id: Option<Arc<dyn IrqHandlerData>>, 581e2841179SLoGin ) -> Result<IrqReturn, SystemError> { 582e2841179SLoGin let dev_id = dev_id.ok_or(SystemError::EINVAL)?; 583e2841179SLoGin let dev_id = dev_id 584e2841179SLoGin .arc_any() 585e2841179SLoGin .downcast::<DeviceId>() 586e2841179SLoGin .map_err(|_| SystemError::EINVAL)?; 587e2841179SLoGin 588e2841179SLoGin if let Some(dev) = virtio_irq_manager().lookup_device(&dev_id) { 589e2841179SLoGin return dev.handle_irq(irq); 590e2841179SLoGin } else { 591e2841179SLoGin // 未绑定具体设备,因此无法处理中断 592e2841179SLoGin 593e2841179SLoGin return Ok(IrqReturn::NotHandled); 594e2841179SLoGin } 595e2841179SLoGin } 596e2841179SLoGin } 597