drivers/block/virtio_blk.c

   1 //#define DEBUG
   2 #include <linux/spinlock.h>
   3 #include <linux/slab.h>
   4 #include <linux/blkdev.h>
   5 #include <linux/hdreg.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/mutex.h>
   8 #include <linux/virtio.h>
   9 #include <linux/virtio_blk.h>
  10 #include <linux/scatterlist.h>
  11 #include <linux/string_helpers.h>
  12 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
  13 #include <linux/idr.h>
  14 #include <linux/blk-mq.h>
  15 #include <linux/numa.h>
  16
  17 #define PART_BITS 4
  18 #define VQ_NAME_LEN 16
  19
  20 static int major;
  21 static DEFINE_IDA(vd_index_ida);
  22
  23 static struct workqueue_struct *virtblk_wq;
  24
  25 struct virtio_blk_vq {
  26         struct virtqueue *vq;
  27         spinlock_t lock;
  28         char name[VQ_NAME_LEN];
  29 } ____cacheline_aligned_in_smp;
  30
  31 struct virtio_blk {
  32         struct virtio_device *vdev;
  33
  34         /* The disk structure for the kernel. */
  35         struct gendisk *disk;
  36
  37         /* Block layer tags. */
  38         struct blk_mq_tag_set tag_set;
  39
  40         /* Process context for config space updates */
  41         struct work_struct config_work;
  42
  43         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  44         unsigned int sg_elems;
  45
  46         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  47         int index;
  48
  49         /* num of vqs */
  50         int num_vqs;
  51         struct virtio_blk_vq *vqs;
  52 };
  53
  54 struct virtblk_req {
  55 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
  56         struct scsi_request sreq;       /* for SCSI passthrough, must be first */
  57         u8 sense[SCSI_SENSE_BUFFERSIZE];
  58         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  59 #endif
  60         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  61         u8 status;
  62         struct scatterlist sg[];
  63 };
  64
  65 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  66 {
  67         switch (vbr->status) {
  68         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  69                 return 0;
  70         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  71                 return -ENOTTY;
  72         default:
  73                 return -EIO;
  74         }
  75 }
  76
  77 /*
  78  * If this is a packet command we need a couple of additional headers.  Behind
  79  * the normal outhdr we put a segment with the scsi command block, and before
  80  * the normal inhdr we put the sense data and the inhdr with additional status
  81  * information.
  82  */
  83 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
  84 static int virtblk_add_req_scsi(struct virtqueue *vq, struct virtblk_req *vbr,
  85                 struct scatterlist *data_sg, bool have_data)
  86 {
  87         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  88         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  89
  90         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  91         sgs[num_out++] = &hdr;
  92         sg_init_one(&cmd, vbr->sreq.cmd, vbr->sreq.cmd_len);
  93         sgs[num_out++] = &cmd;
  94
  95         if (have_data) {
  96                 if (vbr->out_hdr.type & cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT))
  97                         sgs[num_out++] = data_sg;
  98                 else
  99                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 100         }
 101
 102         sg_init_one(&sense, vbr->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 103         sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 104         sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 105         sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 106         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 107         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 108
 109         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 110 }
 111
 112 static inline void virtblk_scsi_reques_done(struct request *req)
 113 {
 114         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 115         struct virtio_blk *vblk = req->q->queuedata;
 116         struct scsi_request *sreq = &vbr->sreq;
 117
 118         sreq->resid_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.residual);
 119         sreq->sense_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.sense_len);
 120         req->errors = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.errors);
 121 }
 122
 123 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 124                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 125 {
 126         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 127         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 128
 129         /*
 130          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 131          */
 132         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 133                 return -ENOTTY;
 134
 135         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 136                                   (void __user *)data);
 137 }
 138 #else
 139 static inline int virtblk_add_req_scsi(struct virtqueue *vq,
 140                 struct virtblk_req *vbr, struct scatterlist *data_sg,
 141                 bool have_data)
 142 {
 143         return -EIO;
 144 }
 145 static inline void virtblk_scsi_reques_done(struct request *req)
 146 {
 147 }
 148 #define virtblk_ioctl   NULL
 149 #endif /* CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI */
 150
 151 static int virtblk_add_req(struct virtqueue *vq, struct virtblk_req *vbr,
 152                 struct scatterlist *data_sg, bool have_data)
 153 {
 154         struct scatterlist hdr, status, *sgs[3];
 155         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
 156
 157         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
 158         sgs[num_out++] = &hdr;
 159
 160         if (have_data) {
 161                 if (vbr->out_hdr.type & cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT))
 162                         sgs[num_out++] = data_sg;
 163                 else
 164                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 165         }
 166
 167         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 168         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 169
 170         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 171 }
 172
 173 static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
 174 {
 175         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 176         int error = virtblk_result(vbr);
 177
 178         switch (req_op(req)) {
 179         case REQ_OP_SCSI_IN:
 180         case REQ_OP_SCSI_OUT:
 181                 virtblk_scsi_reques_done(req);
 182                 break;
 183         case REQ_OP_DRV_IN:
 184                 req->errors = (error != 0);
 185                 break;
 186         }
 187
 188         blk_mq_end_request(req, error);
 189 }
 190
 191 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 192 {
 193         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 194         bool req_done = false;
 195         int qid = vq->index;
 196         struct virtblk_req *vbr;
 197         unsigned long flags;
 198         unsigned int len;
 199
 200         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 201         do {
 202                 virtqueue_disable_cb(vq);
 203                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 204                         struct request *req = blk_mq_rq_from_pdu(vbr);
 205
 206                         blk_mq_complete_request(req, req->errors);
 207                         req_done = true;
 208                 }
 209                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 210                         break;
 211         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 212
 213         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 214         if (req_done)
 215                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 216         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 217 }
 218
 219 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 220                            const struct blk_mq_queue_data *bd)
 221 {
 222         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 223         struct request *req = bd->rq;
 224         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 225         unsigned long flags;
 226         unsigned int num;
 227         int qid = hctx->queue_num;
 228         int err;
 229         bool notify = false;
 230         u32 type;
 231
 232         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 233
 234         switch (req_op(req)) {
 235         case REQ_OP_READ:
 236         case REQ_OP_WRITE:
 237                 type = 0;
 238                 break;
 239         case REQ_OP_FLUSH:
 240                 type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 241                 break;
 242         case REQ_OP_SCSI_IN:
 243         case REQ_OP_SCSI_OUT:
 244                 type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 245                 break;
 246         case REQ_OP_DRV_IN:
 247                 type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 248                 break;
 249         default:
 250                 WARN_ON_ONCE(1);
 251                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 252         }
 253
 254         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, type);
 255         vbr->out_hdr.sector = type ?
 256                 0 : cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(req));
 257         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(req));
 258
 259         blk_mq_start_request(req);
 260
 261         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, req, vbr->sg);
 262         if (num) {
 263                 if (rq_data_dir(req) == WRITE)
 264                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
 265                 else
 266                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
 267         }
 268
 269         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 270         if (req_op(req) == REQ_OP_SCSI_IN || req_op(req) == REQ_OP_SCSI_OUT)
 271                 err = virtblk_add_req_scsi(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 272         else
 273                 err = virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 274         if (err) {
 275                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 276                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 277                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 278                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 279                  * to direct descriptors */
 280                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 281                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 282                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 283         }
 284
 285         if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 286                 notify = true;
 287         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 288
 289         if (notify)
 290                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 291         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 292 }
 293
 294 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 295  */
 296 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 297 {
 298         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 299         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 300         struct request *req;
 301         int err;
 302
 303         req = blk_get_request(q, REQ_OP_DRV_IN, GFP_KERNEL);
 304         if (IS_ERR(req))
 305                 return PTR_ERR(req);
 306
 307         err = blk_rq_map_kern(q, req, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES, GFP_KERNEL);
 308         if (err)
 309                 goto out;
 310
 311         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 312 out:
 313         blk_put_request(req);
 314         return err;
 315 }
 316
 317 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 318 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 319 {
 320         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 321
 322         /* see if the host passed in geometry config */
 323         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 324                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 325                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 326                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 327                              geometry.heads, &geo->heads);
 328                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 329                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 330         } else {
 331                 /* some standard values, similar to sd */
 332                 geo->heads = 1 << 6;
 333                 geo->sectors = 1 << 5;
 334                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 335         }
 336         return 0;
 337 }
 338
 339 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 340         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 341         .owner  = THIS_MODULE,
 342         .getgeo = virtblk_getgeo,
 343 };
 344
 345 static int index_to_minor(int index)
 346 {
 347         return index << PART_BITS;
 348 }
 349
 350 static int minor_to_index(int minor)
 351 {
 352         return minor >> PART_BITS;
 353 }
 354
 355 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 356                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 357 {
 358         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 359         int err;
 360
 361         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 362         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 363
 364         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 365         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 366         if (!err)
 367                 return strlen(buf);
 368
 369         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 370                 return 0;
 371
 372         return err;
 373 }
 374
 375 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 376
 377 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 378 {
 379         struct virtio_blk *vblk =
 380                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 381         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 382         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 383         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 384         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 385         u64 capacity;
 386
 387         /* Host must always specify the capacity. */
 388         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 389
 390         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 391         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 392                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 393                          (unsigned long long)capacity);
 394                 capacity = (sector_t)-1;
 395         }
 396
 397         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 398                         STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 399         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 400                         STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 401
 402         dev_notice(&vdev->dev,
 403                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 404                   (unsigned long long)capacity,
 405                   queue_logical_block_size(q),
 406                   cap_str_10, cap_str_2);
 407
 408         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 409         revalidate_disk(vblk->disk);
 410         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 411 }
 412
 413 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 414 {
 415         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 416
 417         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 418 }
 419
 420 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 421 {
 422         int err;
 423         int i;
 424         vq_callback_t **callbacks;
 425         const char **names;
 426         struct virtqueue **vqs;
 427         unsigned short num_vqs;
 428         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 429
 430         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 431                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 432                                    &num_vqs);
 433         if (err)
 434                 num_vqs = 1;
 435
 436         vblk->vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*vblk->vqs), GFP_KERNEL);
 437         if (!vblk->vqs)
 438                 return -ENOMEM;
 439
 440         names = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*names), GFP_KERNEL);
 441         callbacks = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*callbacks), GFP_KERNEL);
 442         vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*vqs), GFP_KERNEL);
 443         if (!names || !callbacks || !vqs) {
 444                 err = -ENOMEM;
 445                 goto out;
 446         }
 447
 448         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 449                 callbacks[i] = virtblk_done;
 450                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 451                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 452         }
 453
 454         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 455         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 456         if (err)
 457                 goto out;
 458
 459         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 460                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 461                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 462         }
 463         vblk->num_vqs = num_vqs;
 464
 465 out:
 466         kfree(vqs);
 467         kfree(callbacks);
 468         kfree(names);
 469         if (err)
 470                 kfree(vblk->vqs);
 471         return err;
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 476  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 477  */
 478 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 479 {
 480         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 481         char *begin = buf + strlen(prefix);
 482         char *end = buf + buflen;
 483         char *p;
 484         int unit;
 485
 486         p = end - 1;
 487         *p = '\0';
 488         unit = base;
 489         do {
 490                 if (p == begin)
 491                         return -EINVAL;
 492                 *--p = 'a' + (index % unit);
 493                 index = (index / unit) - 1;
 494         } while (index >= 0);
 495
 496         memmove(begin, p, end - p);
 497         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 498
 499         return 0;
 500 }
 501
 502 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 503 {
 504         u8 writeback;
 505         int err;
 506
 507         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 508                                    struct virtio_blk_config, wce,
 509                                    &writeback);
 510
 511         /*
 512          * If WCE is not configurable and flush is not available,
 513          * assume no writeback cache is in use.
 514          */
 515         if (err)
 516                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_FLUSH);
 517
 518         return writeback;
 519 }
 520
 521 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 522 {
 523         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 524         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 525
 526         blk_queue_write_cache(vblk->disk->queue, writeback, false);
 527         revalidate_disk(vblk->disk);
 528 }
 529
 530 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 531         "write through", "write back"
 532 };
 533
 534 static ssize_t
 535 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 536                          const char *buf, size_t count)
 537 {
 538         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 539         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 540         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 541         int i;
 542
 543         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 544         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 545                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 546                         break;
 547
 548         if (i < 0)
 549                 return -EINVAL;
 550
 551         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 552         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 553         return count;
 554 }
 555
 556 static ssize_t
 557 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 558                          char *buf)
 559 {
 560         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 561         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 562         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 563
 564         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 565         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 566 }
 567
 568 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 569         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 570                virtblk_cache_type_show, NULL);
 571 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 572         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 573                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 574
 575 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 576                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 577                 unsigned int numa_node)
 578 {
 579         struct virtio_blk *vblk = data;
 580         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 581
 582 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
 583         vbr->sreq.sense = vbr->sense;
 584 #endif
 585         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 586         return 0;
 587 }
 588
 589 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 590         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 591         .complete       = virtblk_request_done,
 592         .init_request   = virtblk_init_request,
 593 };
 594
 595 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 596 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 597
 598 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 599 {
 600         struct virtio_blk *vblk;
 601         struct request_queue *q;
 602         int err, index;
 603
 604         u64 cap;
 605         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 606         u16 min_io_size;
 607         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 608
 609         if (!vdev->config->get) {
 610                 dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
 611                         __func__);
 612                 return -EINVAL;
 613         }
 614
 615         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 616                              GFP_KERNEL);
 617         if (err < 0)
 618                 goto out;
 619         index = err;
 620
 621         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 622         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 623                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 624                                    &sg_elems);
 625
 626         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 627         if (err || !sg_elems)
 628                 sg_elems = 1;
 629
 630         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 631         sg_elems += 2;
 632         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 633         if (!vblk) {
 634                 err = -ENOMEM;
 635                 goto out_free_index;
 636         }
 637
 638         vblk->vdev = vdev;
 639         vblk->sg_elems = sg_elems;
 640
 641         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 642
 643         err = init_vq(vblk);
 644         if (err)
 645                 goto out_free_vblk;
 646
 647         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 648         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 649         if (!vblk->disk) {
 650                 err = -ENOMEM;
 651                 goto out_free_vq;
 652         }
 653
 654         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 655         if (!virtblk_queue_depth) {
 656                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 657                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 658                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 659                         virtblk_queue_depth /= 2;
 660         }
 661
 662         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 663         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 664         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 665         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 666         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 667         vblk->tag_set.cmd_size =
 668                 sizeof(struct virtblk_req) +
 669                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 670         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 671         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 672
 673         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 674         if (err)
 675                 goto out_put_disk;
 676
 677         q = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 678         if (IS_ERR(q)) {
 679                 err = -ENOMEM;
 680                 goto out_free_tags;
 681         }
 682         vblk->disk->queue = q;
 683
 684         q->queuedata = vblk;
 685
 686         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 687
 688         vblk->disk->major = major;
 689         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 690         vblk->disk->private_data = vblk;
 691         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 692         vblk->disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
 693         vblk->index = index;
 694
 695         /* configure queue flush support */
 696         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 697
 698         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 699         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 700                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 701
 702         /* Host must always specify the capacity. */
 703         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 704
 705         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 706         if ((sector_t)cap != cap) {
 707                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 708                          (unsigned long long)cap);
 709                 cap = (sector_t)-1;
 710         }
 711         set_capacity(vblk->disk, cap);
 712
 713         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 714         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 715
 716         /* No need to bounce any requests */
 717         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 718
 719         /* No real sector limit. */
 720         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 721
 722         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 723          * segments. */
 724         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 725                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 726         if (!err)
 727                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 728         else
 729                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 730
 731         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 732         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 733                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 734                                    &blk_size);
 735         if (!err)
 736                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 737         else
 738                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 739
 740         /* Use topology information if available */
 741         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 742                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 743                                    &physical_block_exp);
 744         if (!err && physical_block_exp)
 745                 blk_queue_physical_block_size(q,
 746                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 747
 748         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 749                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 750                                    &alignment_offset);
 751         if (!err && alignment_offset)
 752                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 753
 754         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 755                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 756                                    &min_io_size);
 757         if (!err && min_io_size)
 758                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 759
 760         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 761                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 762                                    &opt_io_size);
 763         if (!err && opt_io_size)
 764                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 765
 766         virtio_device_ready(vdev);
 767
 768         device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk);
 769         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 770         if (err)
 771                 goto out_del_disk;
 772
 773         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 774                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 775                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 776         else
 777                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 778                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 779         if (err)
 780                 goto out_del_disk;
 781         return 0;
 782
 783 out_del_disk:
 784         del_gendisk(vblk->disk);
 785         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 786 out_free_tags:
 787         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 788 out_put_disk:
 789         put_disk(vblk->disk);
 790 out_free_vq:
 791         vdev->config->del_vqs(vdev);
 792 out_free_vblk:
 793         kfree(vblk);
 794 out_free_index:
 795         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 796 out:
 797         return err;
 798 }
 799
 800 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 801 {
 802         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 803         int index = vblk->index;
 804         int refc;
 805
 806         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 807         flush_work(&vblk->config_work);
 808
 809         del_gendisk(vblk->disk);
 810         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 811
 812         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 813
 814         /* Stop all the virtqueues. */
 815         vdev->config->reset(vdev);
 816
 817         refc = kref_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref);
 818         put_disk(vblk->disk);
 819         vdev->config->del_vqs(vdev);
 820         kfree(vblk->vqs);
 821         kfree(vblk);
 822
 823         /* Only free device id if we don't have any users */
 824         if (refc == 1)
 825                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 826 }
 827
 828 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 829 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 830 {
 831         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 832
 833         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 834         vdev->config->reset(vdev);
 835
 836         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 837         flush_work(&vblk->config_work);
 838
 839         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 840
 841         vdev->config->del_vqs(vdev);
 842         return 0;
 843 }
 844
 845 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 846 {
 847         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 848         int ret;
 849
 850         ret = init_vq(vdev->priv);
 851         if (ret)
 852                 return ret;
 853
 854         virtio_device_ready(vdev);
 855
 856         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 857         return 0;
 858 }
 859 #endif
 860
 861 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 862         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 863         { 0 },
 864 };
 865
 866 static unsigned int features_legacy[] = {
 867         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 868         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 869 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
 870         VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 871 #endif
 872         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 873         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 874 }
 875 ;
 876 static unsigned int features[] = {
 877         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 878         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 879         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 880         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 881 };
 882
 883 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 884         .feature_table                  = features,
 885         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
 886         .feature_table_legacy           = features_legacy,
 887         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 888         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
 889         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
 890         .id_table                       = id_table,
 891         .probe                          = virtblk_probe,
 892         .remove                         = virtblk_remove,
 893         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
 894 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 895         .freeze                         = virtblk_freeze,
 896         .restore                        = virtblk_restore,
 897 #endif
 898 };
 899
 900 static int __init init(void)
 901 {
 902         int error;
 903
 904         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 905         if (!virtblk_wq)
 906                 return -ENOMEM;
 907
 908         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 909         if (major < 0) {
 910                 error = major;
 911                 goto out_destroy_workqueue;
 912         }
 913
 914         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 915         if (error)
 916                 goto out_unregister_blkdev;
 917         return 0;
 918
 919 out_unregister_blkdev:
 920         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 921 out_destroy_workqueue:
 922         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 923         return error;
 924 }
 925
 926 static void __exit fini(void)
 927 {
 928         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 929         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 930         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 931 }
 932 module_init(init);
 933 module_exit(fini);
 934
 935 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 936 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 937 MODULE_LICENSE("GPL");