Quelle  virtio_test.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#define _GNU_SOURCE
#include <getopt.h>
#include <limits.h>
#include <string.h>
#include <poll.h>
#include <sys/eventfd.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdbool.h>
#include <linux/virtio_types.h>
#include <linux/vhost.h>
#include <linux/virtio.h>
#include <linux/virtio_ring.h>
#include "../../drivers/vhost/test.h"

#define RANDOM_BATCH -1

/* Unused */
void *__kmalloc_fake, *__kfree_ignore_start, *__kfree_ignore_end;

struct vq_info {
 int kick;
 int call;
 int num;
 int idx;
 void *ring;
 /* copy used for control */
 struct vring vring;
 struct virtqueue *vq;
};

struct vdev_info {
 struct virtio_device vdev;
 int control;
 struct pollfd fds[1];
 struct vq_info vqs[1];
 int nvqs;
 void *buf;
 size_t buf_size;
 struct vhost_memory *mem;
};

static const struct vhost_vring_file no_backend = { .fd = -1 },
         backend = { .fd = 1 };
static const struct vhost_vring_state null_state = {};

bool vq_notify(struct virtqueue *vq)
{
 struct vq_info *info = vq->priv;
 unsigned long long v = 1;
 int r;
 r = write(info->kick, &v, sizeof v);
 assert(r == sizeof v);
 return true;
}

void vq_callback(struct virtqueue *vq)
{
}


void vhost_vq_setup(struct vdev_info *dev, struct vq_info *info)
{
 struct vhost_vring_state state = { .index = info->idx };
 struct vhost_vring_file file = { .index = info->idx };
 unsigned long long features = dev->vdev.features;
 struct vhost_vring_addr addr = {
  .index = info->idx,
  .desc_user_addr = (uint64_t)(unsigned long)info->vring.desc,
  .avail_user_addr = (uint64_t)(unsigned long)info->vring.avail,
  .used_user_addr = (uint64_t)(unsigned long)info->vring.used,
 };
 int r;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_FEATURES, &features);
 assert(r >= 0);
 state.num = info->vring.num;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_VRING_NUM, &state);
 assert(r >= 0);
 state.num = 0;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_VRING_BASE, &state);
 assert(r >= 0);
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_VRING_ADDR, &addr);
 assert(r >= 0);
 file.fd = info->kick;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_VRING_KICK, &file);
 assert(r >= 0);
 file.fd = info->call;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_VRING_CALL, &file);
 assert(r >= 0);
}

static void vq_reset(struct vq_info *info, int num, struct virtio_device *vdev)
{
 if (info->vq)
  vring_del_virtqueue(info->vq);

 memset(info->ring, 0, vring_size(num, 4096));
 vring_init(&info->vring, num, info->ring, 4096);
 info->vq = vring_new_virtqueue(info->idx, num, 4096, vdev, true, false,
           info->ring, vq_notify, vq_callback, "test");
 assert(info->vq);
 info->vq->priv = info;
}

static void vq_info_add(struct vdev_info *dev, int num)
{
 struct vq_info *info = &dev->vqs[dev->nvqs];
 int r;
 info->idx = dev->nvqs;
 info->kick = eventfd(0, EFD_NONBLOCK);
 info->call = eventfd(0, EFD_NONBLOCK);
 r = posix_memalign(&info->ring, 4096, vring_size(num, 4096));
 assert(r >= 0);
 vq_reset(info, num, &dev->vdev);
 vhost_vq_setup(dev, info);
 dev->fds[info->idx].fd = info->call;
 dev->fds[info->idx].events = POLLIN;
 dev->nvqs++;
}

static void vdev_info_init(struct vdev_info* dev, unsigned long long features)
{
 int r;
 memset(dev, 0, sizeof *dev);
 dev->vdev.features = features;
 INIT_LIST_HEAD(&dev->vdev.vqs);
 spin_lock_init(&dev->vdev.vqs_list_lock);
 dev->buf_size = 1024;
 dev->buf = malloc(dev->buf_size);
 assert(dev->buf);
 dev->control = open("/dev/vhost-test", O_RDWR);
 assert(dev->control >= 0);
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_OWNER, NULL);
 assert(r >= 0);
 dev->mem = malloc(offsetof(struct vhost_memory, regions) +
     sizeof dev->mem->regions[0]);
 assert(dev->mem);
 memset(dev->mem, 0, offsetof(struct vhost_memory, regions) +
                          sizeof dev->mem->regions[0]);
 dev->mem->nregions = 1;
 dev->mem->regions[0].guest_phys_addr = (long)dev->buf;
 dev->mem->regions[0].userspace_addr = (long)dev->buf;
 dev->mem->regions[0].memory_size = dev->buf_size;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_MEM_TABLE, dev->mem);
 assert(r >= 0);
}

/* TODO: this is pretty bad: we get a cache line bounce
 * for the wait queue on poll and another one on read,
 * plus the read which is there just to clear the
 * current state. */
static void wait_for_interrupt(struct vdev_info *dev)
{
 int i;
 unsigned long long val;
 poll(dev->fds, dev->nvqs, -1);
 for (i = 0; i < dev->nvqs; ++i)
  if (dev->fds[i].revents & POLLIN) {
   read(dev->fds[i].fd, &val, sizeof val);
  }
}

static void run_test(struct vdev_info *dev, struct vq_info *vq,
       bool delayed, int batch, int reset_n, int bufs)
{
 struct scatterlist sl;
 long started = 0, completed = 0, next_reset = reset_n;
 long completed_before, started_before;
 int r, test = 1;
 unsigned int len;
 long long spurious = 0;
 const bool random_batch = batch == RANDOM_BATCH;

 r = ioctl(dev->control, VHOST_TEST_RUN, &test);
 assert(r >= 0);
 if (!reset_n) {
  next_reset = INT_MAX;
 }

 for (;;) {
  virtqueue_disable_cb(vq->vq);
  completed_before = completed;
  started_before = started;
  do {
   const bool reset = completed > next_reset;
   if (random_batch)
    batch = (random() % vq->vring.num) + 1;

   while (started < bufs &&
          (started - completed) < batch) {
    sg_init_one(&sl, dev->buf, dev->buf_size);
    r = virtqueue_add_outbuf(vq->vq, &sl, 1,
        dev->buf + started,
        GFP_ATOMIC);
    if (unlikely(r != 0)) {
     if (r == -ENOSPC &&
         started > started_before)
      r = 0;
     else
      r = -1;
     break;
    }

    ++started;

    if (unlikely(!virtqueue_kick(vq->vq))) {
     r = -1;
     break;
    }
   }

   if (started >= bufs)
    r = -1;

   if (reset) {
    r = ioctl(dev->control, VHOST_TEST_SET_BACKEND,
       &no_backend);
    assert(!r);
   }

   /* Flush out completed bufs if any */
   while (virtqueue_get_buf(vq->vq, &len)) {
    ++completed;
    r = 0;
   }

   if (reset) {
    struct vhost_vring_state s = { .index = 0 };

    vq_reset(vq, vq->vring.num, &dev->vdev);

    r = ioctl(dev->control, VHOST_GET_VRING_BASE,
       &s);
    assert(!r);

    s.num = 0;
    r = ioctl(dev->control, VHOST_SET_VRING_BASE,
       &null_state);
    assert(!r);

    r = ioctl(dev->control, VHOST_TEST_SET_BACKEND,
       &backend);
    assert(!r);

    started = completed;
    while (completed > next_reset)
     next_reset += completed;
   }
  } while (r == 0);
  if (completed == completed_before && started == started_before)
   ++spurious;
  assert(completed <= bufs);
  assert(started <= bufs);
  if (completed == bufs)
   break;
  if (delayed) {
   if (virtqueue_enable_cb_delayed(vq->vq))
    wait_for_interrupt(dev);
  } else {
   if (virtqueue_enable_cb(vq->vq))
    wait_for_interrupt(dev);
  }
 }
 test = 0;
 r = ioctl(dev->control, VHOST_TEST_RUN, &test);
 assert(r >= 0);
 fprintf(stderr,
  "spurious wakeups: 0x%llx started=0x%lx completed=0x%lx\n",
  spurious, started, completed);
}

const char optstring[] = "h";
const struct option longopts[] = {
 {
  .name = "help",
  .val = 'h',
 },
 {
  .name = "event-idx",
  .val = 'E',
 },
 {
  .name = "no-event-idx",
  .val = 'e',
 },
 {
  .name = "indirect",
  .val = 'I',
 },
 {
  .name = "no-indirect",
  .val = 'i',
 },
 {
  .name = "virtio-1",
  .val = '1',
 },
 {
  .name = "no-virtio-1",
  .val = '0',
 },
 {
  .name = "delayed-interrupt",
  .val = 'D',
 },
 {
  .name = "no-delayed-interrupt",
  .val = 'd',
 },
 {
  .name = "batch",
  .val = 'b',
  .has_arg = required_argument,
 },
 {
  .name = "reset",
  .val = 'r',
  .has_arg = optional_argument,
 },
 {
 }
};

static void help(int status)
{
 fprintf(stderr, "Usage: virtio_test [--help]"
  " [--no-indirect]"
  " [--no-event-idx]"
  " [--no-virtio-1]"
  " [--delayed-interrupt]"
  " [--batch=random/N]"
  " [--reset=N]"
  "\n");

 exit(status);
}

int main(int argc, char **argv)
{
 struct vdev_info dev;
 unsigned long long features = (1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC) |
  (1ULL << VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX) | (1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1);
 long batch = 1, reset = 0;
 int o;
 bool delayed = false;

 for (;;) {
  o = getopt_long(argc, argv, optstring, longopts, NULL);
  switch (o) {
  case -1:
   goto done;
  case '?':
   help(2);
  case 'e':
   features &= ~(1ULL << VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX);
   break;
  case 'h':
   help(0);
  case 'i':
   features &= ~(1ULL << VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC);
   break;
  case '0':
   features &= ~(1ULL << VIRTIO_F_VERSION_1);
   break;
  case 'D':
   delayed = true;
   break;
  case 'b':
   if (0 == strcmp(optarg, "random")) {
    batch = RANDOM_BATCH;
   } else {
    batch = strtol(optarg, NULL, 10);
    assert(batch > 0);
    assert(batch < (long)INT_MAX + 1);
   }
   break;
  case 'r':
   if (!optarg) {
    reset = 1;
   } else {
    reset = strtol(optarg, NULL, 10);
    assert(reset > 0);
    assert(reset < (long)INT_MAX + 1);
   }
   break;
  default:
   assert(0);
   break;
  }
 }

done:
 vdev_info_init(&dev, features);
 vq_info_add(&dev, 256);
 run_test(&dev, &dev.vqs[0], delayed, batch, reset, 0x100000);
 return 0;
}