Quelle  virtio_console.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Copyright (C) 2006, 2007, 2009 Rusty Russell, IBM Corporation
 * Copyright (C) 2009, 2010, 2011 Red Hat, Inc.
 * Copyright (C) 2009, 2010, 2011 Amit Shah <amit.shah@redhat.com>
 */
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/completion.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/freezer.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/splice.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/idr.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/virtio.h>
#include <linux/virtio_console.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/string_choices.h>
#include "../tty/hvc/hvc_console.h"

#define is_rproc_enabled IS_ENABLED(CONFIG_REMOTEPROC)
#define VIRTCONS_MAX_PORTS 0x8000

/*
 * This is a global struct for storing common data for all the devices
 * this driver handles.
 *
 * Mainly, it has a linked list for all the consoles in one place so
 * that callbacks from hvc for get_chars(), put_chars() work properly
 * across multiple devices and multiple ports per device.
 */
struct ports_driver_data {
 /* Used for exporting per-port information to debugfs */
 struct dentry *debugfs_dir;

 /* List of all the devices we're handling */
 struct list_head portdevs;

 /* All the console devices handled by this driver */
 struct list_head consoles;
};

static struct ports_driver_data pdrvdata;

static const struct class port_class = {
 .name = "virtio-ports",
};

static DEFINE_SPINLOCK(pdrvdata_lock);
static DECLARE_COMPLETION(early_console_added);

/* This struct holds information that's relevant only for console ports */
struct console {
 /* We'll place all consoles in a list in the pdrvdata struct */
 struct list_head list;

 /* The hvc device associated with this console port */
 struct hvc_struct *hvc;

 /* The size of the console */
 struct winsize ws;

 /*
 * This number identifies the number that we used to register
 * with hvc in hvc_instantiate() and hvc_alloc(); this is the
 * number passed on by the hvc callbacks to us to
 * differentiate between the other console ports handled by
 * this driver
 */
 u32 vtermno;
};

static DEFINE_IDA(vtermno_ida);

struct port_buffer {
 char *buf;

 /* size of the buffer in *buf above */
 size_t size;

 /* used length of the buffer */
 size_t len;
 /* offset in the buf from which to consume data */
 size_t offset;

 /* DMA address of buffer */
 dma_addr_t dma;

 /* Device we got DMA memory from */
 struct device *dev;

 /* List of pending dma buffers to free */
 struct list_head list;

 /* If sgpages == 0 then buf is used */
 unsigned int sgpages;

 /* sg is used if spages > 0. sg must be the last in is struct */
 struct scatterlist sg[] __counted_by(sgpages);
};

/*
 * This is a per-device struct that stores data common to all the
 * ports for that device (vdev->priv).
 */
struct ports_device {
 /* Next portdev in the list, head is in the pdrvdata struct */
 struct list_head list;

 /*
 * Workqueue handlers where we process deferred work after
 * notification
 */
 struct work_struct control_work;
 struct work_struct config_work;

 struct list_head ports;

 /* To protect the list of ports */
 spinlock_t ports_lock;

 /* To protect the vq operations for the control channel */
 spinlock_t c_ivq_lock;
 spinlock_t c_ovq_lock;

 /* max. number of ports this device can hold */
 u32 max_nr_ports;

 /* The virtio device we're associated with */
 struct virtio_device *vdev;

 /*
 * A couple of virtqueues for the control channel: one for
 * guest->host transfers, one for host->guest transfers
 */
 struct virtqueue *c_ivq, *c_ovq;

 /*
 * A control packet buffer for guest->host requests, protected
 * by c_ovq_lock.
 */
 struct virtio_console_control cpkt;

 /* Array of per-port IO virtqueues */
 struct virtqueue **in_vqs, **out_vqs;

 /* Major number for this device.  Ports will be created as minors. */
 int chr_major;
};

struct port_stats {
 unsigned long bytes_sent, bytes_received, bytes_discarded;
};

/* This struct holds the per-port data */
struct port {
 /* Next port in the list, head is in the ports_device */
 struct list_head list;

 /* Pointer to the parent virtio_console device */
 struct ports_device *portdev;

 /* The current buffer from which data has to be fed to readers */
 struct port_buffer *inbuf;

 /*
 * To protect the operations on the in_vq associated with this
 * port.  Has to be a spinlock because it can be called from
 * interrupt context (get_char()).
 */
 spinlock_t inbuf_lock;

 /* Protect the operations on the out_vq. */
 spinlock_t outvq_lock;

 /* The IO vqs for this port */
 struct virtqueue *in_vq, *out_vq;

 /* File in the debugfs directory that exposes this port's information */
 struct dentry *debugfs_file;

 /*
 * Keep count of the bytes sent, received and discarded for
 * this port for accounting and debugging purposes.  These
 * counts are not reset across port open / close events.
 */
 struct port_stats stats;

 /*
 * The entries in this struct will be valid if this port is
 * hooked up to an hvc console
 */
 struct console cons;

 /* Each port associates with a separate char device */
 struct cdev *cdev;
 struct device *dev;

 /* Reference-counting to handle port hot-unplugs and file operations */
 struct kref kref;

 /* A waitqueue for poll() or blocking read operations */
 wait_queue_head_t waitqueue;

 /* The 'name' of the port that we expose via sysfs properties */
 char *name;

 /* We can notify apps of host connect / disconnect events via SIGIO */
 struct fasync_struct *async_queue;

 /* The 'id' to identify the port with the Host */
 u32 id;

 bool outvq_full;

 /* Is the host device open */
 bool host_connected;

 /* We should allow only one process to open a port */
 bool guest_connected;
};

static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
{
 struct port *port;
 struct console *cons;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
 list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
  if (cons->vtermno == vtermno) {
   port = container_of(cons, struct port, cons);
   goto out;
  }
 }
 port = NULL;
out:
 spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
 return port;
}

static struct port *find_port_by_devt_in_portdev(struct ports_device *portdev,
       dev_t dev)
{
 struct port *port;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
 list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
  if (port->cdev->dev == dev) {
   kref_get(&port->kref);
   goto out;
  }
 }
 port = NULL;
out:
 spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);

 return port;
}

static struct port *find_port_by_devt(dev_t dev)
{
 struct ports_device *portdev;
 struct port *port;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
 list_for_each_entry(portdev, &pdrvdata.portdevs, list) {
  port = find_port_by_devt_in_portdev(portdev, dev);
  if (port)
   goto out;
 }
 port = NULL;
out:
 spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
 return port;
}

static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
{
 struct port *port;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
 list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
  if (port->id == id)
   goto out;
 port = NULL;
out:
 spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);

 return port;
}

static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
        struct virtqueue *vq)
{
 struct port *port;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
 list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
  if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
   goto out;
 port = NULL;
out:
 spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
 return port;
}

static bool is_console_port(struct port *port)
{
 if (port->cons.hvc)
  return true;
 return false;
}

static bool is_rproc_serial(const struct virtio_device *vdev)
{
 return is_rproc_enabled && vdev->id.device == VIRTIO_ID_RPROC_SERIAL;
}

static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
{
 /*
 * This condition can be true when put_chars is called from
 * early_init
 */
 if (!portdev->vdev)
  return false;
 return __virtio_test_bit(portdev->vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
}

static DEFINE_SPINLOCK(dma_bufs_lock);
static LIST_HEAD(pending_free_dma_bufs);

static void free_buf(struct port_buffer *buf, bool can_sleep)
{
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < buf->sgpages; i++) {
  struct page *page = sg_page(&buf->sg[i]);
  if (!page)
   break;
  put_page(page);
 }

 if (!buf->dev) {
  kfree(buf->buf);
 } else if (is_rproc_enabled) {
  unsigned long flags;

  /* dma_free_coherent requires interrupts to be enabled. */
  if (!can_sleep) {
   /* queue up dma-buffers to be freed later */
   spin_lock_irqsave(&dma_bufs_lock, flags);
   list_add_tail(&buf->list, &pending_free_dma_bufs);
   spin_unlock_irqrestore(&dma_bufs_lock, flags);
   return;
  }
  dma_free_coherent(buf->dev, buf->size, buf->buf, buf->dma);

  /* Release device refcnt and allow it to be freed */
  put_device(buf->dev);
 }

 kfree(buf);
}

static void reclaim_dma_bufs(void)
{
 unsigned long flags;
 struct port_buffer *buf, *tmp;
 LIST_HEAD(tmp_list);

 if (list_empty(&pending_free_dma_bufs))
  return;

 /* Create a copy of the pending_free_dma_bufs while holding the lock */
 spin_lock_irqsave(&dma_bufs_lock, flags);
 list_cut_position(&tmp_list, &pending_free_dma_bufs,
     pending_free_dma_bufs.prev);
 spin_unlock_irqrestore(&dma_bufs_lock, flags);

 /* Release the dma buffers, without irqs enabled */
 list_for_each_entry_safe(buf, tmp, &tmp_list, list) {
  list_del(&buf->list);
  free_buf(buf, true);
 }
}

static struct port_buffer *alloc_buf(struct virtio_device *vdev, size_t buf_size,
         int pages)
{
 struct port_buffer *buf;

 reclaim_dma_bufs();

 /*
 * Allocate buffer and the sg list. The sg list array is allocated
 * directly after the port_buffer struct.
 */
 buf = kmalloc(struct_size(buf, sg, pages), GFP_KERNEL);
 if (!buf)
  goto fail;

 buf->sgpages = pages;
 if (pages > 0) {
  buf->dev = NULL;
  buf->buf = NULL;
  return buf;
 }

 if (is_rproc_serial(vdev)) {
  /*
 * Allocate DMA memory from ancestor. When a virtio
 * device is created by remoteproc, the DMA memory is
 * associated with the parent device:
 * virtioY => remoteprocX#vdevYbuffer.
 */
  buf->dev = vdev->dev.parent;
  if (!buf->dev)
   goto free_buf;

  /* Increase device refcnt to avoid freeing it */
  get_device(buf->dev);
  buf->buf = dma_alloc_coherent(buf->dev, buf_size, &buf->dma,
           GFP_KERNEL);
 } else {
  buf->dev = NULL;
  buf->buf = kmalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
 }

 if (!buf->buf)
  goto free_buf;
 buf->len = 0;
 buf->offset = 0;
 buf->size = buf_size;
 return buf;

free_buf:
 kfree(buf);
fail:
 return NULL;
}

/* Callers should take appropriate locks */
static struct port_buffer *get_inbuf(struct port *port)
{
 struct port_buffer *buf;
 unsigned int len;

 if (port->inbuf)
  return port->inbuf;

 buf = virtqueue_get_buf(port->in_vq, &len);
 if (buf) {
  buf->len = min_t(size_t, len, buf->size);
  buf->offset = 0;
  port->stats.bytes_received += len;
 }
 return buf;
}

/*
 * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
 * it in the queue.
 *
 * Callers should take appropriate locks.
 */
static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
{
 struct scatterlist sg[1];
 int ret;

 sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);

 ret = virtqueue_add_inbuf(vq, sg, 1, buf, GFP_ATOMIC);
 virtqueue_kick(vq);
 if (!ret)
  ret = vq->num_free;
 return ret;
}

/* Discard any unread data this port has. Callers lockers. */
static void discard_port_data(struct port *port)
{
 struct port_buffer *buf;
 unsigned int err;

 if (!port->portdev) {
  /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
  return;
 }
 buf = get_inbuf(port);

 err = 0;
 while (buf) {
  port->stats.bytes_discarded += buf->len - buf->offset;
  if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0) {
   err++;
   free_buf(buf, false);
  }
  port->inbuf = NULL;
  buf = get_inbuf(port);
 }
 if (err)
  dev_warn(port->dev, "Errors adding %d buffers back to vq\n",
    err);
}

static bool port_has_data(struct port *port)
{
 unsigned long flags;
 bool ret;

 ret = false;
 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
 port->inbuf = get_inbuf(port);
 if (port->inbuf)
  ret = true;

 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
 return ret;
}

static ssize_t __send_control_msg(struct ports_device *portdev, u32 port_id,
      unsigned int event, unsigned int value)
{
 struct scatterlist sg[1];
 struct virtqueue *vq;
 unsigned int len;

 if (!use_multiport(portdev))
  return 0;

 vq = portdev->c_ovq;

 spin_lock(&portdev->c_ovq_lock);

 portdev->cpkt.id = cpu_to_virtio32(portdev->vdev, port_id);
 portdev->cpkt.event = cpu_to_virtio16(portdev->vdev, event);
 portdev->cpkt.value = cpu_to_virtio16(portdev->vdev, value);

 sg_init_one(sg, &portdev->cpkt, sizeof(struct virtio_console_control));

 if (virtqueue_add_outbuf(vq, sg, 1, &portdev->cpkt, GFP_ATOMIC) == 0) {
  virtqueue_kick(vq);
  while (!virtqueue_get_buf(vq, &len)
   && !virtqueue_is_broken(vq))
   cpu_relax();
 }

 spin_unlock(&portdev->c_ovq_lock);
 return 0;
}

static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
    unsigned int value)
{
 /* Did the port get unplugged before userspace closed it? */
 if (port->portdev)
  return __send_control_msg(port->portdev, port->id, event, value);
 return 0;
}


/* Callers must take the port->outvq_lock */
static void reclaim_consumed_buffers(struct port *port)
{
 struct port_buffer *buf;
 unsigned int len;

 if (!port->portdev) {
  /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
  return;
 }
 while ((buf = virtqueue_get_buf(port->out_vq, &len))) {
  free_buf(buf, false);
  port->outvq_full = false;
 }
}

static ssize_t __send_to_port(struct port *port, struct scatterlist *sg,
         int nents, size_t in_count,
         void *data, bool nonblock)
{
 struct virtqueue *out_vq;
 int err;
 unsigned long flags;
 unsigned int len;

 out_vq = port->out_vq;

 spin_lock_irqsave(&port->outvq_lock, flags);

 reclaim_consumed_buffers(port);

 err = virtqueue_add_outbuf(out_vq, sg, nents, data, GFP_ATOMIC);

 /* Tell Host to go! */
 virtqueue_kick(out_vq);

 if (err) {
  in_count = 0;
  goto done;
 }

 if (out_vq->num_free == 0)
  port->outvq_full = true;

 if (nonblock)
  goto done;

 /*
 * Wait till the host acknowledges it pushed out the data we
 * sent.  This is done for data from the hvc_console; the tty
 * operations are performed with spinlocks held so we can't
 * sleep here.  An alternative would be to copy the data to a
 * buffer and relax the spinning requirement.  The downside is
 * we need to kmalloc a GFP_ATOMIC buffer each time the
 * console driver writes something out.
 */
 while (!virtqueue_get_buf(out_vq, &len)
  && !virtqueue_is_broken(out_vq))
  cpu_relax();
done:
 spin_unlock_irqrestore(&port->outvq_lock, flags);

 port->stats.bytes_sent += in_count;
 /*
 * We're expected to return the amount of data we wrote -- all
 * of it
 */
 return in_count;
}

/*
 * Give out the data that's requested from the buffer that we have
 * queued up.
 */
static ssize_t fill_readbuf(struct port *port, u8 __user *out_buf,
       size_t out_count, bool to_user)
{
 struct port_buffer *buf;
 unsigned long flags;

 if (!out_count || !port_has_data(port))
  return 0;

 buf = port->inbuf;
 out_count = min(out_count, buf->len - buf->offset);

 if (to_user) {
  ssize_t ret;

  ret = copy_to_user(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
  if (ret)
   return -EFAULT;
 } else {
  memcpy((__force u8 *)out_buf, buf->buf + buf->offset,
         out_count);
 }

 buf->offset += out_count;

 if (buf->offset == buf->len) {
  /*
 * We're done using all the data in this buffer.
 * Re-queue so that the Host can send us more data.
 */
  spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
  port->inbuf = NULL;

  if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0)
   dev_warn(port->dev, "failed add_buf\n");

  spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
 }
 /* Return the number of bytes actually copied */
 return out_count;
}

/* The condition that must be true for polling to end */
static bool will_read_block(struct port *port)
{
 if (!port->guest_connected) {
  /* Port got hot-unplugged. Let's exit. */
  return false;
 }
 return !port_has_data(port) && port->host_connected;
}

static bool will_write_block(struct port *port)
{
 bool ret;

 if (!port->guest_connected) {
  /* Port got hot-unplugged. Let's exit. */
  return false;
 }
 if (!port->host_connected)
  return true;

 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
 /*
 * Check if the Host has consumed any buffers since we last
 * sent data (this is only applicable for nonblocking ports).
 */
 reclaim_consumed_buffers(port);
 ret = port->outvq_full;
 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);

 return ret;
}

static ssize_t port_fops_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
         size_t count, loff_t *offp)
{
 struct port *port;
 ssize_t ret;

 port = filp->private_data;

 /* Port is hot-unplugged. */
 if (!port->guest_connected)
  return -ENODEV;

 if (!port_has_data(port)) {
  /*
 * If nothing's connected on the host just return 0 in
 * case of list_empty; this tells the userspace app
 * that there's no connection
 */
  if (!port->host_connected)
   return 0;
  if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
   return -EAGAIN;

  ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
        !will_read_block(port));
  if (ret < 0)
   return ret;
 }
 /* Port got hot-unplugged while we were waiting above. */
 if (!port->guest_connected)
  return -ENODEV;
 /*
 * We could've received a disconnection message while we were
 * waiting for more data.
 *
 * This check is not clubbed in the if() statement above as we
 * might receive some data as well as the host could get
 * disconnected after we got woken up from our wait.  So we
 * really want to give off whatever data we have and only then
 * check for host_connected.
 */
 if (!port_has_data(port) && !port->host_connected)
  return 0;

 return fill_readbuf(port, ubuf, count, true);
}

static int wait_port_writable(struct port *port, bool nonblock)
{
 int ret;

 if (will_write_block(port)) {
  if (nonblock)
   return -EAGAIN;

  ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
        !will_write_block(port));
  if (ret < 0)
   return ret;
 }
 /* Port got hot-unplugged. */
 if (!port->guest_connected)
  return -ENODEV;

 return 0;
}

static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
          size_t count, loff_t *offp)
{
 struct port *port;
 struct port_buffer *buf;
 ssize_t ret;
 bool nonblock;
 struct scatterlist sg[1];

 /* Userspace could be out to fool us */
 if (!count)
  return 0;

 port = filp->private_data;

 nonblock = filp->f_flags & O_NONBLOCK;

 ret = wait_port_writable(port, nonblock);
 if (ret < 0)
  return ret;

 count = min((size_t)(32 * 1024), count);

 buf = alloc_buf(port->portdev->vdev, count, 0);
 if (!buf)
  return -ENOMEM;

 ret = copy_from_user(buf->buf, ubuf, count);
 if (ret) {
  ret = -EFAULT;
  goto free_buf;
 }

 /*
 * We now ask send_buf() to not spin for generic ports -- we
 * can re-use the same code path that non-blocking file
 * descriptors take for blocking file descriptors since the
 * wait is already done and we're certain the write will go
 * through to the host.
 */
 nonblock = true;
 sg_init_one(sg, buf->buf, count);
 ret = __send_to_port(port, sg, 1, count, buf, nonblock);

 if (nonblock && ret > 0)
  goto out;

free_buf:
 free_buf(buf, true);
out:
 return ret;
}

struct sg_list {
 unsigned int n;
 unsigned int size;
 size_t len;
 struct scatterlist *sg;
};

static int pipe_to_sg(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
   struct splice_desc *sd)
{
 struct sg_list *sgl = sd->u.data;
 unsigned int offset, len;

 if (sgl->n == sgl->size)
  return 0;

 /* Try lock this page */
 if (pipe_buf_try_steal(pipe, buf)) {
  /* Get reference and unlock page for moving */
  get_page(buf->page);
  unlock_page(buf->page);

  len = min(buf->len, sd->len);
  sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), buf->page, len, buf->offset);
 } else {
  /* Failback to copying a page */
  struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL);
  char *src;

  if (!page)
   return -ENOMEM;

  offset = sd->pos & ~PAGE_MASK;

  len = sd->len;
  if (len + offset > PAGE_SIZE)
   len = PAGE_SIZE - offset;

  src = kmap_local_page(buf->page);
  memcpy(page_address(page) + offset, src + buf->offset, len);
  kunmap_local(src);

  sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), page, len, offset);
 }
 sgl->n++;
 sgl->len += len;

 return len;
}

/* Faster zero-copy write by splicing */
static ssize_t port_fops_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe,
          struct file *filp, loff_t *ppos,
          size_t len, unsigned int flags)
{
 struct port *port = filp->private_data;
 struct sg_list sgl;
 ssize_t ret;
 struct port_buffer *buf;
 struct splice_desc sd = {
  .total_len = len,
  .flags = flags,
  .pos = *ppos,
  .u.data = &sgl,
 };
 unsigned int occupancy;

 /*
 * Rproc_serial does not yet support splice. To support splice
 * pipe_to_sg() must allocate dma-buffers and copy content from
 * regular pages to dma pages. And alloc_buf and free_buf must
 * support allocating and freeing such a list of dma-buffers.
 */
 if (is_rproc_serial(port->out_vq->vdev))
  return -EINVAL;

 pipe_lock(pipe);
 ret = 0;
 if (pipe_is_empty(pipe))
  goto error_out;

 ret = wait_port_writable(port, filp->f_flags & O_NONBLOCK);
 if (ret < 0)
  goto error_out;

 occupancy = pipe_buf_usage(pipe);
 buf = alloc_buf(port->portdev->vdev, 0, occupancy);

 if (!buf) {
  ret = -ENOMEM;
  goto error_out;
 }

 sgl.n = 0;
 sgl.len = 0;
 sgl.size = occupancy;
 sgl.sg = buf->sg;
 sg_init_table(sgl.sg, sgl.size);
 ret = __splice_from_pipe(pipe, &sd, pipe_to_sg);
 pipe_unlock(pipe);
 if (likely(ret > 0))
  ret = __send_to_port(port, buf->sg, sgl.n, sgl.len, buf, true);

 if (unlikely(ret <= 0))
  free_buf(buf, true);
 return ret;

error_out:
 pipe_unlock(pipe);
 return ret;
}

static __poll_t port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
{
 struct port *port;
 __poll_t ret;

 port = filp->private_data;
 poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);

 if (!port->guest_connected) {
  /* Port got unplugged */
  return EPOLLHUP;
 }
 ret = 0;
 if (!will_read_block(port))
  ret |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 if (!will_write_block(port))
  ret |= EPOLLOUT;
 if (!port->host_connected)
  ret |= EPOLLHUP;

 return ret;
}

static void remove_port(struct kref *kref);

static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 struct port *port;

 port = filp->private_data;

 /* Notify host of port being closed */
 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);

 spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
 port->guest_connected = false;

 discard_port_data(port);

 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);

 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
 reclaim_consumed_buffers(port);
 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);

 reclaim_dma_bufs();
 /*
 * Locks aren't necessary here as a port can't be opened after
 * unplug, and if a port isn't unplugged, a kref would already
 * exist for the port.  Plus, taking ports_lock here would
 * create a dependency on other locks taken by functions
 * inside remove_port if we're the last holder of the port,
 * creating many problems.
 */
 kref_put(&port->kref, remove_port);

 return 0;
}

static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
 struct port *port;
 int ret;

 /* We get the port with a kref here */
 port = find_port_by_devt(cdev->dev);
 if (!port) {
  /* Port was unplugged before we could proceed */
  return -ENXIO;
 }
 filp->private_data = port;

 /*
 * Don't allow opening of console port devices -- that's done
 * via /dev/hvc
 */
 if (is_console_port(port)) {
  ret = -ENXIO;
  goto out;
 }

 /* Allow only one process to open a particular port at a time */
 spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
 if (port->guest_connected) {
  spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
  ret = -EBUSY;
  goto out;
 }

 port->guest_connected = true;
 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);

 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
 /*
 * There might be a chance that we missed reclaiming a few
 * buffers in the window of the port getting previously closed
 * and opening now.
 */
 reclaim_consumed_buffers(port);
 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);

 nonseekable_open(inode, filp);

 /* Notify host of port being opened */
 send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);

 return 0;
out:
 kref_put(&port->kref, remove_port);
 return ret;
}

static int port_fops_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
{
 struct port *port;

 port = filp->private_data;
 return fasync_helper(fd, filp, mode, &port->async_queue);
}

/*
 * The file operations that we support: programs in the guest can open
 * a console device, read from it, write to it, poll for data and
 * close it.  The devices are at
 *   /dev/vport<device number>p<port number>
 */
static const struct file_operations port_fops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .open  = port_fops_open,
 .read  = port_fops_read,
 .write = port_fops_write,
 .splice_write = port_fops_splice_write,
 .poll  = port_fops_poll,
 .release = port_fops_release,
 .fasync = port_fops_fasync,
};

/*
 * The put_chars() callback is pretty straightforward.
 *
 * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
 * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
 * it to finish: inefficient in theory, but in practice
 * implementations will do it immediately.
 */
static ssize_t put_chars(u32 vtermno, const u8 *buf, size_t count)
{
 struct port *port;
 struct scatterlist sg[1];
 void *data;
 int ret;

 port = find_port_by_vtermno(vtermno);
 if (!port)
  return -EPIPE;

 data = kmemdup(buf, count, GFP_ATOMIC);
 if (!data)
  return -ENOMEM;

 sg_init_one(sg, data, count);
 ret = __send_to_port(port, sg, 1, count, data, false);
 kfree(data);
 return ret;
}

/*
 * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
 * when an interrupt is received.
 *
 * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
 * buffers that are queued up.
 */
static ssize_t get_chars(u32 vtermno, u8 *buf, size_t count)
{
 struct port *port;

 port = find_port_by_vtermno(vtermno);
 if (!port)
  return -EPIPE;

 /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
 BUG_ON(!port->in_vq);

 return fill_readbuf(port, (__force u8 __user *)buf, count, false);
}

static void resize_console(struct port *port)
{
 struct virtio_device *vdev;

 /* The port could have been hot-unplugged */
 if (!port || !is_console_port(port))
  return;

 vdev = port->portdev->vdev;

 /* Don't test F_SIZE at all if we're rproc: not a valid feature! */
 if (!is_rproc_serial(vdev) &&
     virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE))
  hvc_resize(port->cons.hvc, port->cons.ws);
}

/* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
{
 struct port *port;

 port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
 if (!port)
  return -EINVAL;

 hp->irq_requested = 1;
 resize_console(port);

 return 0;
}

static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
{
 hp->irq_requested = 0;
}

/* The operations for console ports. */
static const struct hv_ops hv_ops = {
 .get_chars = get_chars,
 .put_chars = put_chars,
 .notifier_add = notifier_add_vio,
 .notifier_del = notifier_del_vio,
 .notifier_hangup = notifier_del_vio,
};

static int init_port_console(struct port *port)
{
 int ret;

 /*
 * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
 * up with an hvc console.
 *
 * To set up and manage our virtual console, we call
 * hvc_alloc().
 *
 * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
 * number.  The second argument is the parameter for the
 * notification mechanism (like irq number).  We currently
 * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
 *
 * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
 * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
 * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
 * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
 */
 ret = ida_alloc_min(&vtermno_ida, 1, GFP_KERNEL);
 if (ret < 0)
  return ret;

 port->cons.vtermno = ret;
 port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
 if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
  ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
  dev_err(port->dev,
   "error %d allocating hvc for port\n", ret);
  port->cons.hvc = NULL;
  ida_free(&vtermno_ida, port->cons.vtermno);
  return ret;
 }
 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
 list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
 port->guest_connected = true;

 /* Notify host of port being opened */
 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);

 return 0;
}

static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
         struct device_attribute *attr, char *buffer)
{
 struct port *port;

 port = dev_get_drvdata(dev);

 return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
}

static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);

static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
 &dev_attr_name.attr,
 NULL
};

static const struct attribute_group port_attribute_group = {
 .name = NULL,  /* put in device directory */
 .attrs = port_sysfs_entries,
};

static int port_debugfs_show(struct seq_file *s, void *data)
{
 struct port *port = s->private;

 seq_printf(s, "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
 seq_printf(s, "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
 seq_printf(s, "host_connected: %d\n", port->host_connected);
 seq_printf(s, "outvq_full: %d\n", port->outvq_full);
 seq_printf(s, "bytes_sent: %lu\n", port->stats.bytes_sent);
 seq_printf(s, "bytes_received: %lu\n", port->stats.bytes_received);
 seq_printf(s, "bytes_discarded: %lu\n", port->stats.bytes_discarded);
 seq_printf(s, "is_console: %s\n", str_yes_no(is_console_port(port)));
 seq_printf(s, "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);

 return 0;
}

DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(port_debugfs);

static void set_console_size(struct port *port, u16 rows, u16 cols)
{
 if (!port || !is_console_port(port))
  return;

 port->cons.ws.ws_row = rows;
 port->cons.ws.ws_col = cols;
}

static int fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
{
 struct port_buffer *buf;
 int nr_added_bufs;
 int ret;

 nr_added_bufs = 0;
 do {
  buf = alloc_buf(vq->vdev, PAGE_SIZE, 0);
  if (!buf)
   return -ENOMEM;

  spin_lock_irq(lock);
  ret = add_inbuf(vq, buf);
  if (ret < 0) {
   spin_unlock_irq(lock);
   free_buf(buf, true);
   return ret;
  }
  nr_added_bufs++;
  spin_unlock_irq(lock);
 } while (ret > 0);

 return nr_added_bufs;
}

static void send_sigio_to_port(struct port *port)
{
 if (port->async_queue && port->guest_connected)
  kill_fasync(&port->async_queue, SIGIO, POLL_OUT);
}

static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
{
 struct port *port;
 dev_t devt;
 int err;

 port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
 if (!port) {
  err = -ENOMEM;
  goto fail;
 }
 kref_init(&port->kref);

 port->portdev = portdev;
 port->id = id;

 port->name = NULL;
 port->inbuf = NULL;
 port->cons.hvc = NULL;
 port->async_queue = NULL;

 port->cons.ws.ws_row = port->cons.ws.ws_col = 0;
 port->cons.vtermno = 0;

 port->host_connected = port->guest_connected = false;
 port->stats = (struct port_stats) { 0 };

 port->outvq_full = false;

 port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
 port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];

 port->cdev = cdev_alloc();
 if (!port->cdev) {
  dev_err(&port->portdev->vdev->dev, "Error allocating cdev\n");
  err = -ENOMEM;
  goto free_port;
 }
 port->cdev->ops = &port_fops;

 devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
 err = cdev_add(port->cdev, devt, 1);
 if (err < 0) {
  dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
   "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
  goto free_cdev;
 }
 port->dev = device_create(&port_class, &port->portdev->vdev->dev,
      devt, port, "vport%up%u",
      port->portdev->vdev->index, id);
 if (IS_ERR(port->dev)) {
  err = PTR_ERR(port->dev);
  dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
   "Error %d creating device for port %u\n",
   err, id);
  goto free_cdev;
 }

 spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
 spin_lock_init(&port->outvq_lock);
 init_waitqueue_head(&port->waitqueue);

 /* We can safely ignore ENOSPC because it means
 * the queue already has buffers. Buffers are removed
 * only by virtcons_remove(), not by unplug_port()
 */
 err = fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
 if (err < 0 && err != -ENOSPC) {
  dev_err(port->dev, "Error allocating inbufs\n");
  goto free_device;
 }

 if (is_rproc_serial(port->portdev->vdev))
  /*
 * For rproc_serial assume remote processor is connected.
 * rproc_serial does not want the console port, only
 * the generic port implementation.
 */
  port->host_connected = true;
 else if (!use_multiport(port->portdev)) {
  /*
 * If we're not using multiport support,
 * this has to be a console port.
 */
  err = init_port_console(port);
  if (err)
   goto free_inbufs;
 }

 spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
 list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
 spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);

 /*
 * Tell the Host we're set so that it can send us various
 * configuration parameters for this port (eg, port name,
 * caching, whether this is a console port, etc.)
 */
 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);

 /*
 * Finally, create the debugfs file that we can use to
 * inspect a port's state at any time
 */
 port->debugfs_file = debugfs_create_file(dev_name(port->dev), 0444,
       pdrvdata.debugfs_dir,
       port, &port_debugfs_fops);
 return 0;

free_inbufs:
free_device:
 device_destroy(&port_class, port->dev->devt);
free_cdev:
 cdev_del(port->cdev);
free_port:
 kfree(port);
fail:
 /* The host might want to notify management sw about port add failure */
 __send_control_msg(portdev, id, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 0);
 return err;
}

/* No users remain, remove all port-specific data. */
static void remove_port(struct kref *kref)
{
 struct port *port;

 port = container_of(kref, struct port, kref);

 kfree(port);
}

static void remove_port_data(struct port *port)
{
 spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
 /* Remove unused data this port might have received. */
 discard_port_data(port);
 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);

 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
 reclaim_consumed_buffers(port);
 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
}

/*
 * Port got unplugged.  Remove port from portdev's list and drop the
 * kref reference.  If no userspace has this port opened, it will
 * result in immediate removal the port.
 */
static void unplug_port(struct port *port)
{
 spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
 list_del(&port->list);
 spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);

 spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
 if (port->guest_connected) {
  /* Let the app know the port is going down. */
  send_sigio_to_port(port);

  /* Do this after sigio is actually sent */
  port->guest_connected = false;
  port->host_connected = false;

  wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
 }
 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);

 if (is_console_port(port)) {
  spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
  list_del(&port->cons.list);
  spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
  hvc_remove(port->cons.hvc);
  ida_free(&vtermno_ida, port->cons.vtermno);
 }

 remove_port_data(port);

 /*
 * We should just assume the device itself has gone off --
 * else a close on an open port later will try to send out a
 * control message.
 */
 port->portdev = NULL;

 sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
 device_destroy(&port_class, port->dev->devt);
 cdev_del(port->cdev);

 debugfs_remove(port->debugfs_file);
 kfree(port->name);

 /*
 * Locks around here are not necessary - a port can't be
 * opened after we removed the port struct from ports_list
 * above.
 */
 kref_put(&port->kref, remove_port);
}

/* Any private messages that the Host and Guest want to share */
static void handle_control_message(struct virtio_device *vdev,
       struct ports_device *portdev,
       struct port_buffer *buf)
{
 struct virtio_console_control *cpkt;
 struct port *port;
 size_t name_size;
 int err;

 cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);

 port = find_port_by_id(portdev, virtio32_to_cpu(vdev, cpkt->id));
 if (!port &&
     cpkt->event != cpu_to_virtio16(vdev, VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD)) {
  /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
  dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
   "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
  return;
 }

 switch (virtio16_to_cpu(vdev, cpkt->event)) {
 case VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD:
  if (port) {
   dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
    "Port %u already added\n", port->id);
   send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
   break;
  }
  if (virtio32_to_cpu(vdev, cpkt->id) >=
      portdev->max_nr_ports) {
   dev_warn(&portdev->vdev->dev,
    "Request for adding port with "
    "out-of-bound id %u, max. supported id: %u\n",
    cpkt->id, portdev->max_nr_ports - 1);
   break;
  }
  add_port(portdev, virtio32_to_cpu(vdev, cpkt->id));
  break;
 case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
  unplug_port(port);
  break;
 case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
  if (!cpkt->value)
   break;
  if (is_console_port(port))
   break;

  init_port_console(port);
  complete(&early_console_added);
  /*
 * Could remove the port here in case init fails - but
 * have to notify the host first.
 */
  break;
 case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE: {
  struct {
   __virtio16 cols;
   __virtio16 rows;
  } size;

  if (!is_console_port(port))
   break;

  memcpy(&size, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
         sizeof(size));
  set_console_size(port, virtio16_to_cpu(vdev, size.rows),
     virtio16_to_cpu(vdev, size.cols));

  port->cons.hvc->irq_requested = 1;
  resize_console(port);
  break;
 }
 case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
  port->host_connected = virtio16_to_cpu(vdev, cpkt->value);
  wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
  /*
 * If the host port got closed and the host had any
 * unconsumed buffers, we'll be able to reclaim them
 * now.
 */
  spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
  reclaim_consumed_buffers(port);
  spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);

  /*
 * If the guest is connected, it'll be interested in
 * knowing the host connection state changed.
 */
  spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
  send_sigio_to_port(port);
  spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
  break;
 case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
  /*
 * If we woke up after hibernation, we can get this
 * again.  Skip it in that case.
 */
  if (port->name)
   break;

  /*
 * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
 * of the name that was sent
 */
  name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;

  port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
  if (!port->name) {
   dev_err(port->dev,
    "Not enough space to store port name\n");
   break;
  }
  strscpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
   name_size);

  /*
 * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
 * create it only if we have a name for the port.
 */
  err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
      &port_attribute_group);
  if (err) {
   dev_err(port->dev,
    "Error %d creating sysfs device attributes\n",
    err);
  } else {
   /*
 * Generate a udev event so that appropriate
 * symlinks can be created based on udev
 * rules.
 */
   kobject_uevent(&port->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
  }
  break;
 }
}

static void control_work_handler(struct work_struct *work)
{
 struct ports_device *portdev;
 struct virtqueue *vq;
 struct port_buffer *buf;
 unsigned int len;

 portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
 vq = portdev->c_ivq;

 spin_lock(&portdev->c_ivq_lock);
 while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
  spin_unlock(&portdev->c_ivq_lock);

  buf->len = min_t(size_t, len, buf->size);
  buf->offset = 0;

  handle_control_message(vq->vdev, portdev, buf);

  spin_lock(&portdev->c_ivq_lock);
  if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
   dev_warn(&portdev->vdev->dev,
     "Error adding buffer to queue\n");
   free_buf(buf, false);
  }
 }
 spin_unlock(&portdev->c_ivq_lock);
}

static void flush_bufs(struct virtqueue *vq, bool can_sleep)
{
 struct port_buffer *buf;
 unsigned int len;

 while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len)))
  free_buf(buf, can_sleep);
}

static void out_intr(struct virtqueue *vq)
{
 struct port *port;

 port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
 if (!port) {
  flush_bufs(vq, false);
  return;
 }

 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
}

static void in_intr(struct virtqueue *vq)
{
 struct port *port;
 unsigned long flags;

 port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
 if (!port) {
  flush_bufs(vq, false);
  return;
 }

 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
 port->inbuf = get_inbuf(port);

 /*
 * Normally the port should not accept data when the port is
 * closed. For generic serial ports, the host won't (shouldn't)
 * send data till the guest is connected. But this condition
 * can be reached when a console port is not yet connected (no
 * tty is spawned) and the other side sends out data over the
 * vring, or when a remote devices start sending data before
 * the ports are opened.
 *
 * A generic serial port will discard data if not connected,
 * while console ports and rproc-serial ports accepts data at
 * any time. rproc-serial is initiated with guest_connected to
 * false because port_fops_open expects this. Console ports are
 * hooked up with an HVC console and is initialized with
 * guest_connected to true.
 */

 if (!port->guest_connected && !is_rproc_serial(port->portdev->vdev))
  discard_port_data(port);

 /* Send a SIGIO indicating new data in case the process asked for it */
 send_sigio_to_port(port);

 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);

 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);

 if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
  hvc_kick();
}

static void control_intr(struct virtqueue *vq)
{
 struct ports_device *portdev;

 portdev = vq->vdev->priv;
 schedule_work(&portdev->control_work);
}

static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
{
 struct ports_device *portdev;

 portdev = vdev->priv;

 if (!use_multiport(portdev))
  schedule_work(&portdev->config_work);
}

static void config_work_handler(struct work_struct *work)
{
 struct ports_device *portdev;

 portdev = container_of(work, struct ports_device, config_work);
 if (!use_multiport(portdev)) {
  struct virtio_device *vdev;
  struct port *port;
  u16 rows, cols;

  vdev = portdev->vdev;
  virtio_cread(vdev, struct virtio_console_config, cols, &cols);
  virtio_cread(vdev, struct virtio_console_config, rows, &rows);

  port = find_port_by_id(portdev, 0);
  set_console_size(port, rows, cols);

  /*
 * We'll use this way of resizing only for legacy
 * support.  For newer userspace
 * (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use control messages
 * to indicate console size changes so that it can be
 * done per-port.
 */
  resize_console(port);
 }
}

static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
{
 struct virtqueue_info *vqs_info;
 struct virtqueue **vqs;
 u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
 int err;

 nr_ports = portdev->max_nr_ports;
 nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;

 vqs = kmalloc_array(nr_queues, sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
 vqs_info = kcalloc(nr_queues, sizeof(*vqs_info), GFP_KERNEL);
 portdev->in_vqs = kmalloc_array(nr_ports, sizeof(struct virtqueue *),
     GFP_KERNEL);
 portdev->out_vqs = kmalloc_array(nr_ports, sizeof(struct virtqueue *),
      GFP_KERNEL);
 if (!vqs || !vqs_info || !portdev->in_vqs || !portdev->out_vqs) {
  err = -ENOMEM;
  goto free;
 }

 /*
 * For backward compat (newer host but older guest), the host
 * spawns a console port first and also inits the vqs for port
 * 0 before others.
 */
 j = 0;
 vqs_info[j].callback = in_intr;
 vqs_info[j + 1].callback = out_intr;
 vqs_info[j].name = "input";
 vqs_info[j + 1].name = "output";
 j += 2;

 if (use_multiport(portdev)) {
  vqs_info[j].callback = control_intr;
  vqs_info[j].name = "control-i";
  vqs_info[j + 1].name = "control-o";

  for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
   j += 2;
   vqs_info[j].callback = in_intr;
   vqs_info[j + 1].callback = out_intr;
   vqs_info[j].name = "input";
   vqs_info[j + 1].name = "output";
  }
 }
 /* Find the queues. */
 err = virtio_find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs, vqs_info, NULL);
 if (err)
  goto free;

 j = 0;
 portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
 portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
 j += 2;
 if (use_multiport(portdev)) {
  portdev->c_ivq = vqs[j];
  portdev->c_ovq = vqs[j + 1];

  for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
   j += 2;
   portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
   portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
  }
 }
 kfree(vqs_info);
 kfree(vqs);

 return 0;

free:
 kfree(portdev->out_vqs);
 kfree(portdev->in_vqs);
 kfree(vqs_info);
 kfree(vqs);

 return err;
}

static const struct file_operations portdev_fops = {
 .owner = THIS_MODULE,
};

static void remove_vqs(struct ports_device *portdev)
{
 struct virtqueue *vq;

 virtio_device_for_each_vq(portdev->vdev, vq) {
  struct port_buffer *buf;

  flush_bufs(vq, true);
  while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(vq)))
   free_buf(buf, true);
  cond_resched();
 }
 portdev->vdev->config->del_vqs(portdev->vdev);
 kfree(portdev->in_vqs);
 kfree(portdev->out_vqs);
}

static void virtcons_remove(struct virtio_device *vdev)
{
 struct ports_device *portdev;
 struct port *port, *port2;

 portdev = vdev->priv;

 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
 list_del(&portdev->list);
 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);

 /* Device is going away, exit any polling for buffers */
 virtio_break_device(vdev);
 if (use_multiport(portdev))
  flush_work(&portdev->control_work);
 else
  flush_work(&portdev->config_work);

 /* Disable interrupts for vqs */
 virtio_reset_device(vdev);
 /* Finish up work that's lined up */
 if (use_multiport(portdev))
  cancel_work_sync(&portdev->control_work);
 else
  cancel_work_sync(&portdev->config_work);

 list_for_each_entry_safe(port, port2, &portdev->ports, list)
  unplug_port(port);

 unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");

 /*
 * When yanking out a device, we immediately lose the
 * (device-side) queues.  So there's no point in keeping the
 * guest side around till we drop our final reference.  This
 * also means that any ports which are in an open state will
 * have to just stop using the port, as the vqs are going
 * away.
 */
 remove_vqs(portdev);
 kfree(portdev);
}

/*
 * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
 * device.
 *
 * If the host also supports multiple console ports, we check the
 * config space to see how many ports the host has spawned.  We
 * initialize each port found.
 */
static int virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
{
 struct ports_device *portdev;
 int err;
 bool multiport;

 /* We only need a config space if features are offered */
 if (!vdev->config->get &&
     (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE)
      || virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT))) {
  dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
   __func__);
  return -EINVAL;
 }

 portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
 if (!portdev) {
  err = -ENOMEM;
  goto fail;
 }

 /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
 portdev->vdev = vdev;
 vdev->priv = portdev;

 portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
          &portdev_fops);
 if (portdev->chr_major < 0) {
  dev_err(&vdev->dev,
   "Error %d registering chrdev for device %u\n",
   portdev->chr_major, vdev->index);
  err = portdev->chr_major;
  goto free;
 }

 multiport = false;
 portdev->max_nr_ports = 1;

 /* Don't test MULTIPORT at all if we're rproc: not a valid feature! */
 if (!is_rproc_serial(vdev) &&
     virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
     struct virtio_console_config, max_nr_ports,
     &portdev->max_nr_ports) == 0) {
  if (portdev->max_nr_ports == 0 ||
      portdev->max_nr_ports > VIRTCONS_MAX_PORTS) {
   dev_err(&vdev->dev,
    "Invalidate max_nr_ports %d",
    portdev->max_nr_ports);
   err = -EINVAL;
   goto free;
  }
  multiport = true;
 }

 spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
 INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
 INIT_LIST_HEAD(&portdev->list);

 INIT_WORK(&portdev->config_work, &config_work_handler);
 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);

 if (multiport) {
  spin_lock_init(&portdev->c_ivq_lock);
  spin_lock_init(&portdev->c_ovq_lock);
 }

 err = init_vqs(portdev);
 if (err < 0) {
  dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
  goto free_chrdev;
 }

 virtio_device_ready(portdev->vdev);

 if (multiport) {
  err = fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->c_ivq_lock);
  if (err < 0) {
   dev_err(&vdev->dev,
    "Error allocating buffers for control queue\n");
   /*
 * The host might want to notify mgmt sw about device
 * add failure.
 */
   __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
        VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 0);
   /* Device was functional: we need full cleanup. */
   virtcons_remove(vdev);
   return err;
  }
 } else {
  /*
 * For backward compatibility: Create a console port
 * if we're running on older host.
 */
  add_port(portdev, 0);
 }

 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
 list_add_tail(&portdev->list, &pdrvdata.portdevs);
 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);

 __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
      VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 1);

 return 0;

free_chrdev:
 unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
free:
 kfree(portdev);
fail:
 return err;
}

static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 { 0 },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);

static const unsigned int features[] = {
 VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
 VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
};

static const struct virtio_device_id rproc_serial_id_table[] = {
#if IS_ENABLED(CONFIG_REMOTEPROC)
 { VIRTIO_ID_RPROC_SERIAL, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
#endif
 { 0 },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, rproc_serial_id_table);

static const unsigned int rproc_serial_features[] = {
};

#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
static int virtcons_freeze(struct virtio_device *vdev)
{
 struct ports_device *portdev;
 struct port *port;

 portdev = vdev->priv;

 virtio_reset_device(vdev);

 if (use_multiport(portdev))
  virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
 cancel_work_sync(&portdev->control_work);
 cancel_work_sync(&portdev->config_work);
 /*
 * Once more: if control_work_handler() was running, it would
 * enable the cb as the last step.
 */
 if (use_multiport(portdev))
  virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);

 list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
  virtqueue_disable_cb(port->in_vq);
  virtqueue_disable_cb(port->out_vq);
  /*
 * We'll ask the host later if the new invocation has
 * the port opened or closed.
 */
  port->host_connected = false;
  remove_port_data(port);
 }
 remove_vqs(portdev);

 return 0;
}

static int virtcons_restore(struct virtio_device *vdev)
{
 struct ports_device *portdev;
 struct port *port;
 int ret;

 portdev = vdev->priv;

 ret = init_vqs(portdev);
 if (ret)
  return ret;

 virtio_device_ready(portdev->vdev);

 if (use_multiport(portdev))
  fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->c_ivq_lock);

 list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
  port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
  port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];

  fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);

  /* Get port open/close status on the host */
  send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);

  /*
 * If a port was open at the time of suspending, we
 * have to let the host know that it's still open.
 */
  if (port->guest_connected)
   send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
 }
 return 0;
}
#endif

static struct virtio_driver virtio_console = {
 .feature_table = features,
 .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
 .driver.name = KBUILD_MODNAME,
 .id_table = id_table,
 .probe = virtcons_probe,
 .remove = virtcons_remove,
 .config_changed = config_intr,
#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 .freeze = virtcons_freeze,
 .restore = virtcons_restore,
#endif
};

static struct virtio_driver virtio_rproc_serial = {
 .feature_table = rproc_serial_features,
 .feature_table_size = ARRAY_SIZE(rproc_serial_features),
 .driver.name = "virtio_rproc_serial",
 .id_table = rproc_serial_id_table,
 .probe = virtcons_probe,
 .remove = virtcons_remove,
};

static int __init virtio_console_init(void)
{
 int err;

 err = class_register(&port_class);
 if (err)
  return err;

 pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
 INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
 INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.portdevs);

 err = register_virtio_driver(&virtio_console);
 if (err < 0) {
  pr_err("Error %d registering virtio driver\n", err);
  goto free;
 }
 err = register_virtio_driver(&virtio_rproc_serial);
 if (err < 0) {
  pr_err("Error %d registering virtio rproc serial driver\n",
         err);
  goto unregister;
 }
 return 0;
unregister:
 unregister_virtio_driver(&virtio_console);
free:
 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
 class_unregister(&port_class);
 return err;
}

static void __exit virtio_console_fini(void)
{
 reclaim_dma_bufs();

 unregister_virtio_driver(&virtio_console);
 unregister_virtio_driver(&virtio_rproc_serial);

 class_unregister(&port_class);
 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
}
module_init(virtio_console_init);
module_exit(virtio_console_fini);

MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
MODULE_LICENSE("GPL");