rust: rename qemu-api modules to follow C code a bit more
authorPaolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Tue, 29 Oct 2024 13:15:27 +0000 (14:15 +0100)
committerPaolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Thu, 19 Dec 2024 18:36:37 +0000 (19:36 +0100)
A full match would mean calling them qom::object and hw::core::qdev.  For now,
keep the names shorter but still a bit easier to find.

Reviewed-by: Zhao Liu <zhao1.liu@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
12 files changed:
rust/hw/char/pl011/src/device.rs
rust/qemu-api-macros/src/lib.rs
rust/qemu-api/meson.build
rust/qemu-api/src/definitions.rs [deleted file]
rust/qemu-api/src/device_class.rs [deleted file]
rust/qemu-api/src/lib.rs
rust/qemu-api/src/module.rs [new file with mode: 0644]
rust/qemu-api/src/prelude.rs
rust/qemu-api/src/qdev.rs [new file with mode: 0644]
rust/qemu-api/src/qom.rs [new file with mode: 0644]
rust/qemu-api/src/sysbus.rs
rust/qemu-api/tests/tests.rs

index d9e9f35f4561aa1b91f26ad851f97ffe2b12d2f5..3fed8b4ad25881d12166c385fbb834df4f106dc6 100644 (file)
@@ -11,10 +11,10 @@ use std::{
 use qemu_api::{
     bindings::{self, *},
     c_str,
-    definitions::ObjectImpl,
-    device_class::DeviceImpl,
     irq::InterruptSource,
     prelude::*,
+    qdev::DeviceImpl,
+    qom::ObjectImpl,
 };
 
 use crate::{
index cf99ac04b8fa4ad37eac9fd6193ef70d1d828eeb..74a8bc7503e4fbd8a6093b8068f64238afa3aa49 100644 (file)
@@ -40,7 +40,7 @@ pub fn derive_object(input: TokenStream) -> TokenStream {
     let expanded = quote! {
         ::qemu_api::module_init! {
             MODULE_INIT_QOM => unsafe {
-                ::qemu_api::bindings::type_register_static(&<#name as ::qemu_api::definitions::ObjectImpl>::TYPE_INFO);
+                ::qemu_api::bindings::type_register_static(&<#name as ::qemu_api::qom::ObjectImpl>::TYPE_INFO);
             }
         }
     };
index adcee661150a697b2f1b98253f7a5a173e27dd2b..7ff408ad68eb73a722fcccf4daec92f7b295e0ee 100644 (file)
@@ -19,11 +19,12 @@ _qemu_api_rs = static_library(
       'src/bitops.rs',
       'src/cell.rs',
       'src/c_str.rs',
-      'src/definitions.rs',
-      'src/device_class.rs',
       'src/irq.rs',
+      'src/module.rs',
       'src/offset_of.rs',
       'src/prelude.rs',
+      'src/qdev.rs',
+      'src/qom.rs',
       'src/sysbus.rs',
       'src/vmstate.rs',
       'src/zeroable.rs',
diff --git a/rust/qemu-api/src/definitions.rs b/rust/qemu-api/src/definitions.rs
deleted file mode 100644 (file)
index a2481c1..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,275 +0,0 @@
-// Copyright 2024, Linaro Limited
-// Author(s): Manos Pitsidianakis <manos.pitsidianakis@linaro.org>
-// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
-
-//! Definitions required by QEMU when registering a device.
-
-use std::{ffi::CStr, os::raw::c_void};
-
-use crate::bindings::{self, Object, ObjectClass, TypeInfo};
-
-unsafe extern "C" fn rust_instance_init<T: ObjectImpl>(obj: *mut Object) {
-    // SAFETY: obj is an instance of T, since rust_instance_init<T>
-    // is called from QOM core as the instance_init function
-    // for class T
-    unsafe { T::INSTANCE_INIT.unwrap()(&mut *obj.cast::<T>()) }
-}
-
-unsafe extern "C" fn rust_instance_post_init<T: ObjectImpl>(obj: *mut Object) {
-    // SAFETY: obj is an instance of T, since rust_instance_post_init<T>
-    // is called from QOM core as the instance_post_init function
-    // for class T
-    //
-    // FIXME: it's not really guaranteed that there are no backpointers to
-    // obj; it's quite possible that they have been created by instance_init().
-    // The receiver should be &self, not &mut self.
-    T::INSTANCE_POST_INIT.unwrap()(unsafe { &mut *obj.cast::<T>() })
-}
-
-unsafe extern "C" fn rust_class_init<T: ObjectType + ClassInitImpl<T::Class>>(
-    klass: *mut ObjectClass,
-    _data: *mut c_void,
-) {
-    // SAFETY: klass is a T::Class, since rust_class_init<T>
-    // is called from QOM core as the class_init function
-    // for class T
-    T::class_init(unsafe { &mut *klass.cast::<T::Class>() })
-}
-
-/// Trait exposed by all structs corresponding to QOM objects.
-///
-/// # Safety
-///
-/// For classes declared in C:
-///
-/// - `Class` and `TYPE` must match the data in the `TypeInfo`;
-///
-/// - the first field of the struct must be of the instance type corresponding
-///   to the superclass, as declared in the `TypeInfo`
-///
-/// - likewise, the first field of the `Class` struct must be of the class type
-///   corresponding to the superclass
-///
-/// For classes declared in Rust and implementing [`ObjectImpl`]:
-///
-/// - the struct must be `#[repr(C)]`;
-///
-/// - the first field of the struct must be of the instance struct corresponding
-///   to the superclass, which is `ObjectImpl::ParentType`
-///
-/// - likewise, the first field of the `Class` must be of the class struct
-///   corresponding to the superclass, which is `ObjectImpl::ParentType::Class`.
-pub unsafe trait ObjectType: Sized {
-    /// The QOM class object corresponding to this struct.  This is used
-    /// to automatically generate a `class_init` method.
-    type Class;
-
-    /// The name of the type, which can be passed to `object_new()` to
-    /// generate an instance of this type.
-    const TYPE_NAME: &'static CStr;
-}
-
-/// Trait a type must implement to be registered with QEMU.
-pub trait ObjectImpl: ObjectType + ClassInitImpl<Self::Class> {
-    /// The parent of the type.  This should match the first field of
-    /// the struct that implements `ObjectImpl`:
-    type ParentType: ObjectType;
-
-    /// Whether the object can be instantiated
-    const ABSTRACT: bool = false;
-    const INSTANCE_FINALIZE: Option<unsafe extern "C" fn(obj: *mut Object)> = None;
-
-    /// Function that is called to initialize an object.  The parent class will
-    /// have already been initialized so the type is only responsible for
-    /// initializing its own members.
-    ///
-    /// FIXME: The argument is not really a valid reference. `&mut
-    /// MaybeUninit<Self>` would be a better description.
-    const INSTANCE_INIT: Option<unsafe fn(&mut Self)> = None;
-
-    /// Function that is called to finish initialization of an object, once
-    /// `INSTANCE_INIT` functions have been called.
-    const INSTANCE_POST_INIT: Option<fn(&mut Self)> = None;
-
-    /// Called on descendent classes after all parent class initialization
-    /// has occurred, but before the class itself is initialized.  This
-    /// is only useful if a class is not a leaf, and can be used to undo
-    /// the effects of copying the contents of the parent's class struct
-    /// to the descendants.
-    const CLASS_BASE_INIT: Option<
-        unsafe extern "C" fn(klass: *mut ObjectClass, data: *mut c_void),
-    > = None;
-
-    const TYPE_INFO: TypeInfo = TypeInfo {
-        name: Self::TYPE_NAME.as_ptr(),
-        parent: Self::ParentType::TYPE_NAME.as_ptr(),
-        instance_size: core::mem::size_of::<Self>(),
-        instance_align: core::mem::align_of::<Self>(),
-        instance_init: match Self::INSTANCE_INIT {
-            None => None,
-            Some(_) => Some(rust_instance_init::<Self>),
-        },
-        instance_post_init: match Self::INSTANCE_POST_INIT {
-            None => None,
-            Some(_) => Some(rust_instance_post_init::<Self>),
-        },
-        instance_finalize: Self::INSTANCE_FINALIZE,
-        abstract_: Self::ABSTRACT,
-        class_size: core::mem::size_of::<Self::Class>(),
-        class_init: Some(rust_class_init::<Self>),
-        class_base_init: Self::CLASS_BASE_INIT,
-        class_data: core::ptr::null_mut(),
-        interfaces: core::ptr::null_mut(),
-    };
-
-    // methods on ObjectClass
-    const UNPARENT: Option<fn(&Self)> = None;
-}
-
-/// Internal trait used to automatically fill in a class struct.
-///
-/// Each QOM class that has virtual methods describes them in a
-/// _class struct_.  Class structs include a parent field corresponding
-/// to the vtable of the parent class, all the way up to [`ObjectClass`].
-/// Each QOM type has one such class struct; this trait takes care of
-/// initializing the `T` part of the class struct, for the type that
-/// implements the trait.
-///
-/// Each struct will implement this trait with `T` equal to each
-/// superclass.  For example, a device should implement at least
-/// `ClassInitImpl<`[`DeviceClass`](crate::bindings::DeviceClass)`>` and
-/// `ClassInitImpl<`[`ObjectClass`](crate::bindings::ObjectClass)`>`.
-/// Such implementations are made in one of two ways.
-///
-/// For most superclasses, `ClassInitImpl` is provided by the `qemu-api`
-/// crate itself.  The Rust implementation of methods will come from a
-/// trait like [`ObjectImpl`] or
-/// [`DeviceImpl`](crate::device_class::DeviceImpl), and `ClassInitImpl` is
-/// provided by blanket implementations that operate on all implementors of the
-/// `*Impl`* trait.  For example:
-///
-/// ```ignore
-/// impl<T> ClassInitImpl<DeviceClass> for T
-/// where
-///     T: ClassInitImpl<ObjectClass> + DeviceImpl,
-/// ```
-///
-/// The bound on `ClassInitImpl<ObjectClass>` is needed so that,
-/// after initializing the `DeviceClass` part of the class struct,
-/// the parent [`ObjectClass`] is initialized as well.
-///
-/// The other case is when manual implementation of the trait is needed.
-/// This covers the following cases:
-///
-/// * if a class implements a QOM interface, the Rust code _has_ to define its
-///   own class struct `FooClass` and implement `ClassInitImpl<FooClass>`.
-///   `ClassInitImpl<FooClass>`'s `class_init` method will then forward to
-///   multiple other `class_init`s, for the interfaces as well as the
-///   superclass. (Note that there is no Rust example yet for using interfaces).
-///
-/// * for classes implemented outside the ``qemu-api`` crate, it's not possible
-///   to add blanket implementations like the above one, due to orphan rules. In
-///   that case, the easiest solution is to implement
-///   `ClassInitImpl<YourSuperclass>` for each subclass and not have a
-///   `YourSuperclassImpl` trait at all.
-///
-/// ```ignore
-/// impl ClassInitImpl<YourSuperclass> for YourSubclass {
-///     fn class_init(klass: &mut YourSuperclass) {
-///         klass.some_method = Some(Self::some_method);
-///         <Self as ClassInitImpl<SysBusDeviceClass>>::class_init(&mut klass.parent_class);
-///     }
-/// }
-/// ```
-///
-///   While this method incurs a small amount of code duplication,
-///   it is generally limited to the recursive call on the last line.
-///   This is because classes defined in Rust do not need the same
-///   glue code that is needed when the classes are defined in C code.
-///   You may consider using a macro if you have many subclasses.
-pub trait ClassInitImpl<T> {
-    /// Initialize `klass` to point to the virtual method implementations
-    /// for `Self`.  On entry, the virtual method pointers are set to
-    /// the default values coming from the parent classes; the function
-    /// can change them to override virtual methods of a parent class.
-    ///
-    /// The virtual method implementations usually come from another
-    /// trait, for example [`DeviceImpl`](crate::device_class::DeviceImpl)
-    /// when `T` is [`DeviceClass`](crate::bindings::DeviceClass).
-    ///
-    /// On entry, `klass`'s parent class is initialized, while the other fields
-    /// are all zero; it is therefore assumed that all fields in `T` can be
-    /// zeroed, otherwise it would not be possible to provide the class as a
-    /// `&mut T`.  TODO: add a bound of [`Zeroable`](crate::zeroable::Zeroable)
-    /// to T; this is more easily done once Zeroable does not require a manual
-    /// implementation (Rust 1.75.0).
-    fn class_init(klass: &mut T);
-}
-
-#[macro_export]
-macro_rules! module_init {
-    ($type:ident => $body:block) => {
-        const _: () = {
-            #[used]
-            #[cfg_attr(
-                not(any(target_vendor = "apple", target_os = "windows")),
-                link_section = ".init_array"
-            )]
-            #[cfg_attr(target_vendor = "apple", link_section = "__DATA,__mod_init_func")]
-            #[cfg_attr(target_os = "windows", link_section = ".CRT$XCU")]
-            pub static LOAD_MODULE: extern "C" fn() = {
-                extern "C" fn init_fn() {
-                    $body
-                }
-
-                extern "C" fn ctor_fn() {
-                    unsafe {
-                        $crate::bindings::register_module_init(
-                            Some(init_fn),
-                            $crate::bindings::module_init_type::$type,
-                        );
-                    }
-                }
-
-                ctor_fn
-            };
-        };
-    };
-
-    // shortcut because it's quite common that $body needs unsafe {}
-    ($type:ident => unsafe $body:block) => {
-        $crate::module_init! {
-            $type => { unsafe { $body } }
-        }
-    };
-}
-
-/// # Safety
-///
-/// We expect the FFI user of this function to pass a valid pointer that
-/// can be downcasted to type `T`. We also expect the device is
-/// readable/writeable from one thread at any time.
-unsafe extern "C" fn rust_unparent_fn<T: ObjectImpl>(dev: *mut Object) {
-    unsafe {
-        assert!(!dev.is_null());
-        let state = core::ptr::NonNull::new_unchecked(dev.cast::<T>());
-        T::UNPARENT.unwrap()(state.as_ref());
-    }
-}
-
-impl<T> ClassInitImpl<ObjectClass> for T
-where
-    T: ObjectImpl,
-{
-    fn class_init(oc: &mut ObjectClass) {
-        if <T as ObjectImpl>::UNPARENT.is_some() {
-            oc.unparent = Some(rust_unparent_fn::<T>);
-        }
-    }
-}
-
-unsafe impl ObjectType for Object {
-    type Class = ObjectClass;
-    const TYPE_NAME: &'static CStr =
-        unsafe { CStr::from_bytes_with_nul_unchecked(bindings::TYPE_OBJECT) };
-}
diff --git a/rust/qemu-api/src/device_class.rs b/rust/qemu-api/src/device_class.rs
deleted file mode 100644 (file)
index a9965d1..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,141 +0,0 @@
-// Copyright 2024, Linaro Limited
-// Author(s): Manos Pitsidianakis <manos.pitsidianakis@linaro.org>
-// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
-
-use std::ffi::CStr;
-
-use crate::{
-    bindings::{self, DeviceClass, DeviceState, Error, ObjectClass, Property, VMStateDescription},
-    definitions::ClassInitImpl,
-    prelude::*,
-};
-
-/// Trait providing the contents of [`DeviceClass`].
-pub trait DeviceImpl {
-    /// _Realization_ is the second stage of device creation. It contains
-    /// all operations that depend on device properties and can fail (note:
-    /// this is not yet supported for Rust devices).
-    ///
-    /// If not `None`, the parent class's `realize` method is overridden
-    /// with the function pointed to by `REALIZE`.
-    const REALIZE: Option<fn(&mut Self)> = None;
-
-    /// If not `None`, the parent class's `reset` method is overridden
-    /// with the function pointed to by `RESET`.
-    ///
-    /// Rust does not yet support the three-phase reset protocol; this is
-    /// usually okay for leaf classes.
-    const RESET: Option<fn(&mut Self)> = None;
-
-    /// An array providing the properties that the user can set on the
-    /// device.  Not a `const` because referencing statics in constants
-    /// is unstable until Rust 1.83.0.
-    fn properties() -> &'static [Property] {
-        &[]
-    }
-
-    /// A `VMStateDescription` providing the migration format for the device
-    /// Not a `const` because referencing statics in constants is unstable
-    /// until Rust 1.83.0.
-    fn vmsd() -> Option<&'static VMStateDescription> {
-        None
-    }
-}
-
-/// # Safety
-///
-/// This function is only called through the QOM machinery and
-/// used by the `ClassInitImpl<DeviceClass>` trait.
-/// We expect the FFI user of this function to pass a valid pointer that
-/// can be downcasted to type `T`. We also expect the device is
-/// readable/writeable from one thread at any time.
-unsafe extern "C" fn rust_realize_fn<T: DeviceImpl>(dev: *mut DeviceState, _errp: *mut *mut Error) {
-    assert!(!dev.is_null());
-    let state = dev.cast::<T>();
-    T::REALIZE.unwrap()(unsafe { &mut *state });
-}
-
-/// # Safety
-///
-/// We expect the FFI user of this function to pass a valid pointer that
-/// can be downcasted to type `T`. We also expect the device is
-/// readable/writeable from one thread at any time.
-unsafe extern "C" fn rust_reset_fn<T: DeviceImpl>(dev: *mut DeviceState) {
-    assert!(!dev.is_null());
-    let state = dev.cast::<T>();
-    T::RESET.unwrap()(unsafe { &mut *state });
-}
-
-impl<T> ClassInitImpl<DeviceClass> for T
-where
-    T: ClassInitImpl<ObjectClass> + DeviceImpl,
-{
-    fn class_init(dc: &mut DeviceClass) {
-        if <T as DeviceImpl>::REALIZE.is_some() {
-            dc.realize = Some(rust_realize_fn::<T>);
-        }
-        if <T as DeviceImpl>::RESET.is_some() {
-            unsafe {
-                bindings::device_class_set_legacy_reset(dc, Some(rust_reset_fn::<T>));
-            }
-        }
-        if let Some(vmsd) = <T as DeviceImpl>::vmsd() {
-            dc.vmsd = vmsd;
-        }
-        let prop = <T as DeviceImpl>::properties();
-        if !prop.is_empty() {
-            unsafe {
-                bindings::device_class_set_props_n(dc, prop.as_ptr(), prop.len());
-            }
-        }
-
-        <T as ClassInitImpl<ObjectClass>>::class_init(&mut dc.parent_class);
-    }
-}
-
-#[macro_export]
-macro_rules! define_property {
-    ($name:expr, $state:ty, $field:ident, $prop:expr, $type:ty, default = $defval:expr$(,)*) => {
-        $crate::bindings::Property {
-            // use associated function syntax for type checking
-            name: ::std::ffi::CStr::as_ptr($name),
-            info: $prop,
-            offset: $crate::offset_of!($state, $field) as isize,
-            set_default: true,
-            defval: $crate::bindings::Property__bindgen_ty_1 { u: $defval as u64 },
-            ..$crate::zeroable::Zeroable::ZERO
-        }
-    };
-    ($name:expr, $state:ty, $field:ident, $prop:expr, $type:ty$(,)*) => {
-        $crate::bindings::Property {
-            // use associated function syntax for type checking
-            name: ::std::ffi::CStr::as_ptr($name),
-            info: $prop,
-            offset: $crate::offset_of!($state, $field) as isize,
-            set_default: false,
-            ..$crate::zeroable::Zeroable::ZERO
-        }
-    };
-}
-
-#[macro_export]
-macro_rules! declare_properties {
-    ($ident:ident, $($prop:expr),*$(,)*) => {
-        pub static $ident: [$crate::bindings::Property; {
-            let mut len = 0;
-            $({
-                _ = stringify!($prop);
-                len += 1;
-            })*
-            len
-        }] = [
-            $($prop),*,
-        ];
-    };
-}
-
-unsafe impl ObjectType for DeviceState {
-    type Class = DeviceClass;
-    const TYPE_NAME: &'static CStr =
-        unsafe { CStr::from_bytes_with_nul_unchecked(bindings::TYPE_DEVICE) };
-}
index 9e007e163546a299eefb813305964a2d27fb9fc7..124bece04495d60c9957fa9e1b0d406aaea2433b 100644 (file)
@@ -15,10 +15,11 @@ pub mod prelude;
 pub mod bitops;
 pub mod c_str;
 pub mod cell;
-pub mod definitions;
-pub mod device_class;
 pub mod irq;
+pub mod module;
 pub mod offset_of;
+pub mod qdev;
+pub mod qom;
 pub mod sysbus;
 pub mod vmstate;
 pub mod zeroable;
diff --git a/rust/qemu-api/src/module.rs b/rust/qemu-api/src/module.rs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fa5cea3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,43 @@
+// Copyright 2024, Linaro Limited
+// Author(s): Manos Pitsidianakis <manos.pitsidianakis@linaro.org>
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
+
+//! Macro to register blocks of code that run as QEMU starts up.
+
+#[macro_export]
+macro_rules! module_init {
+    ($type:ident => $body:block) => {
+        const _: () = {
+            #[used]
+            #[cfg_attr(
+                not(any(target_vendor = "apple", target_os = "windows")),
+                link_section = ".init_array"
+            )]
+            #[cfg_attr(target_vendor = "apple", link_section = "__DATA,__mod_init_func")]
+            #[cfg_attr(target_os = "windows", link_section = ".CRT$XCU")]
+            pub static LOAD_MODULE: extern "C" fn() = {
+                extern "C" fn init_fn() {
+                    $body
+                }
+
+                extern "C" fn ctor_fn() {
+                    unsafe {
+                        $crate::bindings::register_module_init(
+                            Some(init_fn),
+                            $crate::bindings::module_init_type::$type,
+                        );
+                    }
+                }
+
+                ctor_fn
+            };
+        };
+    };
+
+    // shortcut because it's quite common that $body needs unsafe {}
+    ($type:ident => unsafe $body:block) => {
+        $crate::module_init! {
+            $type => { unsafe { $body } }
+        }
+    };
+}
index 1b8677b2d9a7f9f91e4f7532191214ceda4aefe1..5cc41f081f95d6de3d1d9b857d867584ebbf72b9 100644 (file)
@@ -7,4 +7,4 @@ pub use crate::bitops::IntegerExt;
 pub use crate::cell::BqlCell;
 pub use crate::cell::BqlRefCell;
 
-pub use crate::definitions::ObjectType;
+pub use crate::qom::ObjectType;
diff --git a/rust/qemu-api/src/qdev.rs b/rust/qemu-api/src/qdev.rs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ad4c12d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,143 @@
+// Copyright 2024, Linaro Limited
+// Author(s): Manos Pitsidianakis <manos.pitsidianakis@linaro.org>
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
+
+//! Bindings to create devices and access device functionality from Rust.
+
+use std::ffi::CStr;
+
+use crate::{
+    bindings::{self, DeviceClass, DeviceState, Error, ObjectClass, Property, VMStateDescription},
+    prelude::*,
+    qom::ClassInitImpl,
+};
+
+/// Trait providing the contents of [`DeviceClass`].
+pub trait DeviceImpl {
+    /// _Realization_ is the second stage of device creation. It contains
+    /// all operations that depend on device properties and can fail (note:
+    /// this is not yet supported for Rust devices).
+    ///
+    /// If not `None`, the parent class's `realize` method is overridden
+    /// with the function pointed to by `REALIZE`.
+    const REALIZE: Option<fn(&mut Self)> = None;
+
+    /// If not `None`, the parent class's `reset` method is overridden
+    /// with the function pointed to by `RESET`.
+    ///
+    /// Rust does not yet support the three-phase reset protocol; this is
+    /// usually okay for leaf classes.
+    const RESET: Option<fn(&mut Self)> = None;
+
+    /// An array providing the properties that the user can set on the
+    /// device.  Not a `const` because referencing statics in constants
+    /// is unstable until Rust 1.83.0.
+    fn properties() -> &'static [Property] {
+        &[]
+    }
+
+    /// A `VMStateDescription` providing the migration format for the device
+    /// Not a `const` because referencing statics in constants is unstable
+    /// until Rust 1.83.0.
+    fn vmsd() -> Option<&'static VMStateDescription> {
+        None
+    }
+}
+
+/// # Safety
+///
+/// This function is only called through the QOM machinery and
+/// used by the `ClassInitImpl<DeviceClass>` trait.
+/// We expect the FFI user of this function to pass a valid pointer that
+/// can be downcasted to type `T`. We also expect the device is
+/// readable/writeable from one thread at any time.
+unsafe extern "C" fn rust_realize_fn<T: DeviceImpl>(dev: *mut DeviceState, _errp: *mut *mut Error) {
+    assert!(!dev.is_null());
+    let state = dev.cast::<T>();
+    T::REALIZE.unwrap()(unsafe { &mut *state });
+}
+
+/// # Safety
+///
+/// We expect the FFI user of this function to pass a valid pointer that
+/// can be downcasted to type `T`. We also expect the device is
+/// readable/writeable from one thread at any time.
+unsafe extern "C" fn rust_reset_fn<T: DeviceImpl>(dev: *mut DeviceState) {
+    assert!(!dev.is_null());
+    let state = dev.cast::<T>();
+    T::RESET.unwrap()(unsafe { &mut *state });
+}
+
+impl<T> ClassInitImpl<DeviceClass> for T
+where
+    T: ClassInitImpl<ObjectClass> + DeviceImpl,
+{
+    fn class_init(dc: &mut DeviceClass) {
+        if <T as DeviceImpl>::REALIZE.is_some() {
+            dc.realize = Some(rust_realize_fn::<T>);
+        }
+        if <T as DeviceImpl>::RESET.is_some() {
+            unsafe {
+                bindings::device_class_set_legacy_reset(dc, Some(rust_reset_fn::<T>));
+            }
+        }
+        if let Some(vmsd) = <T as DeviceImpl>::vmsd() {
+            dc.vmsd = vmsd;
+        }
+        let prop = <T as DeviceImpl>::properties();
+        if !prop.is_empty() {
+            unsafe {
+                bindings::device_class_set_props_n(dc, prop.as_ptr(), prop.len());
+            }
+        }
+
+        <T as ClassInitImpl<ObjectClass>>::class_init(&mut dc.parent_class);
+    }
+}
+
+#[macro_export]
+macro_rules! define_property {
+    ($name:expr, $state:ty, $field:ident, $prop:expr, $type:ty, default = $defval:expr$(,)*) => {
+        $crate::bindings::Property {
+            // use associated function syntax for type checking
+            name: ::std::ffi::CStr::as_ptr($name),
+            info: $prop,
+            offset: $crate::offset_of!($state, $field) as isize,
+            set_default: true,
+            defval: $crate::bindings::Property__bindgen_ty_1 { u: $defval as u64 },
+            ..$crate::zeroable::Zeroable::ZERO
+        }
+    };
+    ($name:expr, $state:ty, $field:ident, $prop:expr, $type:ty$(,)*) => {
+        $crate::bindings::Property {
+            // use associated function syntax for type checking
+            name: ::std::ffi::CStr::as_ptr($name),
+            info: $prop,
+            offset: $crate::offset_of!($state, $field) as isize,
+            set_default: false,
+            ..$crate::zeroable::Zeroable::ZERO
+        }
+    };
+}
+
+#[macro_export]
+macro_rules! declare_properties {
+    ($ident:ident, $($prop:expr),*$(,)*) => {
+        pub static $ident: [$crate::bindings::Property; {
+            let mut len = 0;
+            $({
+                _ = stringify!($prop);
+                len += 1;
+            })*
+            len
+        }] = [
+            $($prop),*,
+        ];
+    };
+}
+
+unsafe impl ObjectType for DeviceState {
+    type Class = DeviceClass;
+    const TYPE_NAME: &'static CStr =
+        unsafe { CStr::from_bytes_with_nul_unchecked(bindings::TYPE_DEVICE) };
+}
diff --git a/rust/qemu-api/src/qom.rs b/rust/qemu-api/src/qom.rs
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2222d1a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,263 @@
+// Copyright 2024, Linaro Limited
+// Author(s): Manos Pitsidianakis <manos.pitsidianakis@linaro.org>
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
+
+//! Bindings to access QOM functionality from Rust.
+//!
+//! This module provides automatic creation and registration of `TypeInfo`
+//! for classes that are written in Rust, and mapping between Rust traits
+//! and QOM vtables.
+//!
+//! # Structure of a class
+//!
+//! A leaf class only needs a struct holding instance state. The struct must
+//! implement the [`ObjectType`] trait, as well as any `*Impl` traits that exist
+//! for its superclasses.
+//!
+//! If a class has subclasses, it will also provide a struct for instance data,
+//! with the same characteristics as for concrete classes, but it also needs
+//! additional components to support virtual methods:
+//!
+//! * a struct for class data, for example `DeviceClass`. This corresponds to
+//!   the C "class struct" and holds the vtable that is used by instances of the
+//!   class and its subclasses. It must start with its parent's class struct.
+//!
+//! * a trait for virtual method implementations, for example `DeviceImpl`.
+//!   Child classes implement this trait to provide their own behavior for
+//!   virtual methods. The trait's methods take `&self` to access instance data.
+//!
+//! * an implementation of [`ClassInitImpl`], for example
+//!   `ClassInitImpl<DeviceClass>`. This fills the vtable in the class struct;
+//!   the source for this is the `*Impl` trait; the associated consts and
+//!   functions if needed are wrapped to map C types into Rust types.
+
+use std::{ffi::CStr, os::raw::c_void};
+
+use crate::bindings::{self, Object, ObjectClass, TypeInfo};
+
+unsafe extern "C" fn rust_instance_init<T: ObjectImpl>(obj: *mut Object) {
+    // SAFETY: obj is an instance of T, since rust_instance_init<T>
+    // is called from QOM core as the instance_init function
+    // for class T
+    unsafe { T::INSTANCE_INIT.unwrap()(&mut *obj.cast::<T>()) }
+}
+
+unsafe extern "C" fn rust_instance_post_init<T: ObjectImpl>(obj: *mut Object) {
+    // SAFETY: obj is an instance of T, since rust_instance_post_init<T>
+    // is called from QOM core as the instance_post_init function
+    // for class T
+    //
+    // FIXME: it's not really guaranteed that there are no backpointers to
+    // obj; it's quite possible that they have been created by instance_init().
+    // The receiver should be &self, not &mut self.
+    T::INSTANCE_POST_INIT.unwrap()(unsafe { &mut *obj.cast::<T>() })
+}
+
+unsafe extern "C" fn rust_class_init<T: ObjectType + ClassInitImpl<T::Class>>(
+    klass: *mut ObjectClass,
+    _data: *mut c_void,
+) {
+    // SAFETY: klass is a T::Class, since rust_class_init<T>
+    // is called from QOM core as the class_init function
+    // for class T
+    T::class_init(unsafe { &mut *klass.cast::<T::Class>() })
+}
+
+/// Trait exposed by all structs corresponding to QOM objects.
+///
+/// # Safety
+///
+/// For classes declared in C:
+///
+/// - `Class` and `TYPE` must match the data in the `TypeInfo`;
+///
+/// - the first field of the struct must be of the instance type corresponding
+///   to the superclass, as declared in the `TypeInfo`
+///
+/// - likewise, the first field of the `Class` struct must be of the class type
+///   corresponding to the superclass
+///
+/// For classes declared in Rust and implementing [`ObjectImpl`]:
+///
+/// - the struct must be `#[repr(C)]`;
+///
+/// - the first field of the struct must be of the instance struct corresponding
+///   to the superclass, which is `ObjectImpl::ParentType`
+///
+/// - likewise, the first field of the `Class` must be of the class struct
+///   corresponding to the superclass, which is `ObjectImpl::ParentType::Class`.
+pub unsafe trait ObjectType: Sized {
+    /// The QOM class object corresponding to this struct.  This is used
+    /// to automatically generate a `class_init` method.
+    type Class;
+
+    /// The name of the type, which can be passed to `object_new()` to
+    /// generate an instance of this type.
+    const TYPE_NAME: &'static CStr;
+}
+
+/// Trait a type must implement to be registered with QEMU.
+pub trait ObjectImpl: ObjectType + ClassInitImpl<Self::Class> {
+    /// The parent of the type.  This should match the first field of
+    /// the struct that implements `ObjectImpl`:
+    type ParentType: ObjectType;
+
+    /// Whether the object can be instantiated
+    const ABSTRACT: bool = false;
+    const INSTANCE_FINALIZE: Option<unsafe extern "C" fn(obj: *mut Object)> = None;
+
+    /// Function that is called to initialize an object.  The parent class will
+    /// have already been initialized so the type is only responsible for
+    /// initializing its own members.
+    ///
+    /// FIXME: The argument is not really a valid reference. `&mut
+    /// MaybeUninit<Self>` would be a better description.
+    const INSTANCE_INIT: Option<unsafe fn(&mut Self)> = None;
+
+    /// Function that is called to finish initialization of an object, once
+    /// `INSTANCE_INIT` functions have been called.
+    const INSTANCE_POST_INIT: Option<fn(&mut Self)> = None;
+
+    /// Called on descendent classes after all parent class initialization
+    /// has occurred, but before the class itself is initialized.  This
+    /// is only useful if a class is not a leaf, and can be used to undo
+    /// the effects of copying the contents of the parent's class struct
+    /// to the descendants.
+    const CLASS_BASE_INIT: Option<
+        unsafe extern "C" fn(klass: *mut ObjectClass, data: *mut c_void),
+    > = None;
+
+    const TYPE_INFO: TypeInfo = TypeInfo {
+        name: Self::TYPE_NAME.as_ptr(),
+        parent: Self::ParentType::TYPE_NAME.as_ptr(),
+        instance_size: core::mem::size_of::<Self>(),
+        instance_align: core::mem::align_of::<Self>(),
+        instance_init: match Self::INSTANCE_INIT {
+            None => None,
+            Some(_) => Some(rust_instance_init::<Self>),
+        },
+        instance_post_init: match Self::INSTANCE_POST_INIT {
+            None => None,
+            Some(_) => Some(rust_instance_post_init::<Self>),
+        },
+        instance_finalize: Self::INSTANCE_FINALIZE,
+        abstract_: Self::ABSTRACT,
+        class_size: core::mem::size_of::<Self::Class>(),
+        class_init: Some(rust_class_init::<Self>),
+        class_base_init: Self::CLASS_BASE_INIT,
+        class_data: core::ptr::null_mut(),
+        interfaces: core::ptr::null_mut(),
+    };
+
+    // methods on ObjectClass
+    const UNPARENT: Option<fn(&Self)> = None;
+}
+
+/// Internal trait used to automatically fill in a class struct.
+///
+/// Each QOM class that has virtual methods describes them in a
+/// _class struct_.  Class structs include a parent field corresponding
+/// to the vtable of the parent class, all the way up to [`ObjectClass`].
+/// Each QOM type has one such class struct; this trait takes care of
+/// initializing the `T` part of the class struct, for the type that
+/// implements the trait.
+///
+/// Each struct will implement this trait with `T` equal to each
+/// superclass.  For example, a device should implement at least
+/// `ClassInitImpl<`[`DeviceClass`](crate::bindings::DeviceClass)`>` and
+/// `ClassInitImpl<`[`ObjectClass`](crate::bindings::ObjectClass)`>`.
+/// Such implementations are made in one of two ways.
+///
+/// For most superclasses, `ClassInitImpl` is provided by the `qemu-api`
+/// crate itself.  The Rust implementation of methods will come from a
+/// trait like [`ObjectImpl`] or [`DeviceImpl`](crate::qdev::DeviceImpl),
+/// and `ClassInitImpl` is provided by blanket implementations that
+/// operate on all implementors of the `*Impl`* trait.  For example:
+///
+/// ```ignore
+/// impl<T> ClassInitImpl<DeviceClass> for T
+/// where
+///     T: ClassInitImpl<ObjectClass> + DeviceImpl,
+/// ```
+///
+/// The bound on `ClassInitImpl<ObjectClass>` is needed so that,
+/// after initializing the `DeviceClass` part of the class struct,
+/// the parent [`ObjectClass`] is initialized as well.
+///
+/// The other case is when manual implementation of the trait is needed.
+/// This covers the following cases:
+///
+/// * if a class implements a QOM interface, the Rust code _has_ to define its
+///   own class struct `FooClass` and implement `ClassInitImpl<FooClass>`.
+///   `ClassInitImpl<FooClass>`'s `class_init` method will then forward to
+///   multiple other `class_init`s, for the interfaces as well as the
+///   superclass. (Note that there is no Rust example yet for using interfaces).
+///
+/// * for classes implemented outside the ``qemu-api`` crate, it's not possible
+///   to add blanket implementations like the above one, due to orphan rules. In
+///   that case, the easiest solution is to implement
+///   `ClassInitImpl<YourSuperclass>` for each subclass and not have a
+///   `YourSuperclassImpl` trait at all.
+///
+/// ```ignore
+/// impl ClassInitImpl<YourSuperclass> for YourSubclass {
+///     fn class_init(klass: &mut YourSuperclass) {
+///         klass.some_method = Some(Self::some_method);
+///         <Self as ClassInitImpl<SysBusDeviceClass>>::class_init(&mut klass.parent_class);
+///     }
+/// }
+/// ```
+///
+///   While this method incurs a small amount of code duplication,
+///   it is generally limited to the recursive call on the last line.
+///   This is because classes defined in Rust do not need the same
+///   glue code that is needed when the classes are defined in C code.
+///   You may consider using a macro if you have many subclasses.
+pub trait ClassInitImpl<T> {
+    /// Initialize `klass` to point to the virtual method implementations
+    /// for `Self`.  On entry, the virtual method pointers are set to
+    /// the default values coming from the parent classes; the function
+    /// can change them to override virtual methods of a parent class.
+    ///
+    /// The virtual method implementations usually come from another
+    /// trait, for example [`DeviceImpl`](crate::qdev::DeviceImpl)
+    /// when `T` is [`DeviceClass`](crate::bindings::DeviceClass).
+    ///
+    /// On entry, `klass`'s parent class is initialized, while the other fields
+    /// are all zero; it is therefore assumed that all fields in `T` can be
+    /// zeroed, otherwise it would not be possible to provide the class as a
+    /// `&mut T`.  TODO: add a bound of [`Zeroable`](crate::zeroable::Zeroable)
+    /// to T; this is more easily done once Zeroable does not require a manual
+    /// implementation (Rust 1.75.0).
+    fn class_init(klass: &mut T);
+}
+
+/// # Safety
+///
+/// We expect the FFI user of this function to pass a valid pointer that
+/// can be downcasted to type `T`. We also expect the device is
+/// readable/writeable from one thread at any time.
+unsafe extern "C" fn rust_unparent_fn<T: ObjectImpl>(dev: *mut Object) {
+    unsafe {
+        assert!(!dev.is_null());
+        let state = core::ptr::NonNull::new_unchecked(dev.cast::<T>());
+        T::UNPARENT.unwrap()(state.as_ref());
+    }
+}
+
+impl<T> ClassInitImpl<ObjectClass> for T
+where
+    T: ObjectImpl,
+{
+    fn class_init(oc: &mut ObjectClass) {
+        if <T as ObjectImpl>::UNPARENT.is_some() {
+            oc.unparent = Some(rust_unparent_fn::<T>);
+        }
+    }
+}
+
+unsafe impl ObjectType for Object {
+    type Class = ObjectClass;
+    const TYPE_NAME: &'static CStr =
+        unsafe { CStr::from_bytes_with_nul_unchecked(bindings::TYPE_OBJECT) };
+}
index 5d15b317405625a5310b201405b2fef135c6fb10..fa69cadd7c16eae8219f33ac9751c7badf40b320 100644 (file)
@@ -9,9 +9,9 @@ pub use bindings::{SysBusDevice, SysBusDeviceClass};
 use crate::{
     bindings::{self, DeviceClass},
     cell::bql_locked,
-    definitions::ClassInitImpl,
     irq::InterruptSource,
     prelude::*,
+    qom::ClassInitImpl,
 };
 
 unsafe impl ObjectType for SysBusDevice {
index ed3a555e76d4c7cc6abd26356e705d77183c4319..78f7da474b25afbc108e79f43f944bc397d1ad25 100644 (file)
@@ -5,8 +5,8 @@
 use std::ffi::CStr;
 
 use qemu_api::{
-    bindings::*, c_str, declare_properties, define_property, definitions::ObjectImpl,
-    device_class::DeviceImpl, impl_device_class, prelude::*, zeroable::Zeroable,
+    bindings::*, c_str, declare_properties, define_property, prelude::*, qdev::DeviceImpl,
+    qom::ObjectImpl, zeroable::Zeroable,
 };
 
 #[test]