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/interrupt.h>
   9 #include <linux/virtio.h>
  10 #include <linux/virtio_blk.h>
  11 #include <linux/scatterlist.h>
  12 #include <linux/string_helpers.h>
  13 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
  14 #include <linux/idr.h>
  15 #include <linux/blk-mq.h>
  16 #include <linux/blk-mq-virtio.h>
  17 #include <linux/numa.h>
  18
  19 #define PART_BITS 4
  20 #define VQ_NAME_LEN 16
  21
  22 static int major;
  23 static DEFINE_IDA(vd_index_ida);
  24
  25 static struct workqueue_struct *virtblk_wq;
  26
  27 struct virtio_blk_vq {
  28         struct virtqueue *vq;
  29         spinlock_t lock;
  30         char name[VQ_NAME_LEN];
  31 } ____cacheline_aligned_in_smp;
  32
  33 struct virtio_blk {
  34         struct virtio_device *vdev;
  35
  36         /* The disk structure for the kernel. */
  37         struct gendisk *disk;
  38
  39         /* Block layer tags. */
  40         struct blk_mq_tag_set tag_set;
  41
  42         /* Process context for config space updates */
  43         struct work_struct config_work;
  44
  45         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  46         unsigned int sg_elems;
  47
  48         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  49         int index;
  50
  51         /* num of vqs */
  52         int num_vqs;
  53         struct virtio_blk_vq *vqs;
  54 };
  55
  56 struct virtblk_req {
  57 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
  58         struct scsi_request sreq;       /* for SCSI passthrough, must be first */
  59         u8 sense[SCSI_SENSE_BUFFERSIZE];
  60         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  61 #endif
  62         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  63         u8 status;
  64         struct scatterlist sg[];
  65 };
  66
  67 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  68 {
  69         switch (vbr->status) {
  70         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  71                 return 0;
  72         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  73                 return -ENOTTY;
  74         default:
  75                 return -EIO;
  76         }
  77 }
  78
  79 /*
  80  * If this is a packet command we need a couple of additional headers.  Behind
  81  * the normal outhdr we put a segment with the scsi command block, and before
  82  * the normal inhdr we put the sense data and the inhdr with additional status
  83  * information.
  84  */
  85 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
  86 static int virtblk_add_req_scsi(struct virtqueue *vq, struct virtblk_req *vbr,
  87                 struct scatterlist *data_sg, bool have_data)
  88 {
  89         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  90         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  91
  92         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  93         sgs[num_out++] = &hdr;
  94         sg_init_one(&cmd, vbr->sreq.cmd, vbr->sreq.cmd_len);
  95         sgs[num_out++] = &cmd;
  96
  97         if (have_data) {
  98                 if (vbr->out_hdr.type & cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT))
  99                         sgs[num_out++] = data_sg;
 100                 else
 101                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 102         }
 103
 104         sg_init_one(&sense, vbr->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 105         sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 106         sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 107         sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 108         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 109         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 110
 111         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 112 }
 113
 114 static inline void virtblk_scsi_reques_done(struct request *req)
 115 {
 116         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 117         struct virtio_blk *vblk = req->q->queuedata;
 118         struct scsi_request *sreq = &vbr->sreq;
 119
 120         sreq->resid_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.residual);
 121         sreq->sense_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.sense_len);
 122         req->errors = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.errors);
 123 }
 124
 125 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 126                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 127 {
 128         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 129         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 130
 131         /*
 132          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 133          */
 134         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 135                 return -ENOTTY;
 136
 137         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 138                                   (void __user *)data);
 139 }
 140 #else
 141 static inline int virtblk_add_req_scsi(struct virtqueue *vq,
 142                 struct virtblk_req *vbr, struct scatterlist *data_sg,
 143                 bool have_data)
 144 {
 145         return -EIO;
 146 }
 147 static inline void virtblk_scsi_reques_done(struct request *req)
 148 {
 149 }
 150 #define virtblk_ioctl   NULL
 151 #endif /* CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI */
 152
 153 static int virtblk_add_req(struct virtqueue *vq, struct virtblk_req *vbr,
 154                 struct scatterlist *data_sg, bool have_data)
 155 {
 156         struct scatterlist hdr, status, *sgs[3];
 157         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
 158
 159         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
 160         sgs[num_out++] = &hdr;
 161
 162         if (have_data) {
 163                 if (vbr->out_hdr.type & cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT))
 164                         sgs[num_out++] = data_sg;
 165                 else
 166                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 167         }
 168
 169         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 170         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 171
 172         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 173 }
 174
 175 static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
 176 {
 177         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 178         int error = virtblk_result(vbr);
 179
 180         switch (req_op(req)) {
 181         case REQ_OP_SCSI_IN:
 182         case REQ_OP_SCSI_OUT:
 183                 virtblk_scsi_reques_done(req);
 184                 break;
 185         case REQ_OP_DRV_IN:
 186                 req->errors = (error != 0);
 187                 break;
 188         }
 189
 190         blk_mq_end_request(req, error);
 191 }
 192
 193 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 194 {
 195         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 196         bool req_done = false;
 197         int qid = vq->index;
 198         struct virtblk_req *vbr;
 199         unsigned long flags;
 200         unsigned int len;
 201
 202         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 203         do {
 204                 virtqueue_disable_cb(vq);
 205                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 206                         struct request *req = blk_mq_rq_from_pdu(vbr);
 207
 208                         blk_mq_complete_request(req, req->errors);
 209                         req_done = true;
 210                 }
 211                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 212                         break;
 213         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 214
 215         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 216         if (req_done)
 217                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 218         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 219 }
 220
 221 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 222                            const struct blk_mq_queue_data *bd)
 223 {
 224         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 225         struct request *req = bd->rq;
 226         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 227         unsigned long flags;
 228         unsigned int num;
 229         int qid = hctx->queue_num;
 230         int err;
 231         bool notify = false;
 232         u32 type;
 233
 234         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 235
 236         switch (req_op(req)) {
 237         case REQ_OP_READ:
 238         case REQ_OP_WRITE:
 239                 type = 0;
 240                 break;
 241         case REQ_OP_FLUSH:
 242                 type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 243                 break;
 244         case REQ_OP_SCSI_IN:
 245         case REQ_OP_SCSI_OUT:
 246                 type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 247                 break;
 248         case REQ_OP_DRV_IN:
 249                 type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 250                 break;
 251         default:
 252                 WARN_ON_ONCE(1);
 253                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 254         }
 255
 256         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, type);
 257         vbr->out_hdr.sector = type ?
 258                 0 : cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(req));
 259         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(req));
 260
 261         blk_mq_start_request(req);
 262
 263         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, req, vbr->sg);
 264         if (num) {
 265                 if (rq_data_dir(req) == WRITE)
 266                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
 267                 else
 268                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
 269         }
 270
 271         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 272         if (req_op(req) == REQ_OP_SCSI_IN || req_op(req) == REQ_OP_SCSI_OUT)
 273                 err = virtblk_add_req_scsi(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 274         else
 275                 err = virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 276         if (err) {
 277                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 278                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 279                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 280                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 281                  * to direct descriptors */
 282                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 283                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 284                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 285         }
 286
 287         if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 288                 notify = true;
 289         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 290
 291         if (notify)
 292                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 293         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 294 }
 295
 296 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 297  */
 298 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 299 {
 300         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 301         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 302         struct request *req;
 303         int err;
 304
 305         req = blk_get_request(q, REQ_OP_DRV_IN, GFP_KERNEL);
 306         if (IS_ERR(req))
 307                 return PTR_ERR(req);
 308
 309         err = blk_rq_map_kern(q, req, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES, GFP_KERNEL);
 310         if (err)
 311                 goto out;
 312
 313         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 314 out:
 315         blk_put_request(req);
 316         return err;
 317 }
 318
 319 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 320 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 321 {
 322         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 323
 324         /* see if the host passed in geometry config */
 325         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 326                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 327                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 328                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 329                              geometry.heads, &geo->heads);
 330                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 331                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 332         } else {
 333                 /* some standard values, similar to sd */
 334                 geo->heads = 1 << 6;
 335                 geo->sectors = 1 << 5;
 336                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 337         }
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 342         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 343         .owner  = THIS_MODULE,
 344         .getgeo = virtblk_getgeo,
 345 };
 346
 347 static int index_to_minor(int index)
 348 {
 349         return index << PART_BITS;
 350 }
 351
 352 static int minor_to_index(int minor)
 353 {
 354         return minor >> PART_BITS;
 355 }
 356
 357 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 358                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 359 {
 360         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 361         int err;
 362
 363         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 364         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 365
 366         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 367         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 368         if (!err)
 369                 return strlen(buf);
 370
 371         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 372                 return 0;
 373
 374         return err;
 375 }
 376
 377 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 378
 379 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 380 {
 381         struct virtio_blk *vblk =
 382                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 383         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 384         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 385         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 386         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 387         u64 capacity;
 388
 389         /* Host must always specify the capacity. */
 390         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 391
 392         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 393         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 394                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 395                          (unsigned long long)capacity);
 396                 capacity = (sector_t)-1;
 397         }
 398
 399         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 400                         STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 401         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 402                         STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 403
 404         dev_notice(&vdev->dev,
 405                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 406                   (unsigned long long)capacity,
 407                   queue_logical_block_size(q),
 408                   cap_str_10, cap_str_2);
 409
 410         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 411         revalidate_disk(vblk->disk);
 412         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 413 }
 414
 415 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 416 {
 417         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 418
 419         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 420 }
 421
 422 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 423 {
 424         int err;
 425         int i;
 426         vq_callback_t **callbacks;
 427         const char **names;
 428         struct virtqueue **vqs;
 429         unsigned short num_vqs;
 430         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 431         struct irq_affinity desc = { 0, };
 432
 433         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 434                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 435                                    &num_vqs);
 436         if (err)
 437                 num_vqs = 1;
 438
 439         vblk->vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*vblk->vqs), GFP_KERNEL);
 440         if (!vblk->vqs)
 441                 return -ENOMEM;
 442
 443         names = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*names), GFP_KERNEL);
 444         callbacks = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*callbacks), GFP_KERNEL);
 445         vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*vqs), GFP_KERNEL);
 446         if (!names || !callbacks || !vqs) {
 447                 err = -ENOMEM;
 448                 goto out;
 449         }
 450
 451         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 452                 callbacks[i] = virtblk_done;
 453                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 454                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 455         }
 456
 457         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 458         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names,
 459                         &desc);
 460         if (err)
 461                 goto out;
 462
 463         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 464                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 465                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 466         }
 467         vblk->num_vqs = num_vqs;
 468
 469 out:
 470         kfree(vqs);
 471         kfree(callbacks);
 472         kfree(names);
 473         if (err)
 474                 kfree(vblk->vqs);
 475         return err;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 480  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 481  */
 482 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 483 {
 484         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 485         char *begin = buf + strlen(prefix);
 486         char *end = buf + buflen;
 487         char *p;
 488         int unit;
 489
 490         p = end - 1;
 491         *p = '\0';
 492         unit = base;
 493         do {
 494                 if (p == begin)
 495                         return -EINVAL;
 496                 *--p = 'a' + (index % unit);
 497                 index = (index / unit) - 1;
 498         } while (index >= 0);
 499
 500         memmove(begin, p, end - p);
 501         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 502
 503         return 0;
 504 }
 505
 506 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 507 {
 508         u8 writeback;
 509         int err;
 510
 511         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 512                                    struct virtio_blk_config, wce,
 513                                    &writeback);
 514
 515         /*
 516          * If WCE is not configurable and flush is not available,
 517          * assume no writeback cache is in use.
 518          */
 519         if (err)
 520                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_FLUSH);
 521
 522         return writeback;
 523 }
 524
 525 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 526 {
 527         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 528         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 529
 530         blk_queue_write_cache(vblk->disk->queue, writeback, false);
 531         revalidate_disk(vblk->disk);
 532 }
 533
 534 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 535         "write through", "write back"
 536 };
 537
 538 static ssize_t
 539 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 540                          const char *buf, size_t count)
 541 {
 542         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 543         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 544         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 545         int i;
 546
 547         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 548         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 549                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 550                         break;
 551
 552         if (i < 0)
 553                 return -EINVAL;
 554
 555         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 556         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 557         return count;
 558 }
 559
 560 static ssize_t
 561 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 562                          char *buf)
 563 {
 564         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 565         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 566         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 567
 568         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 569         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 570 }
 571
 572 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 573         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 574                virtblk_cache_type_show, NULL);
 575 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 576         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 577                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 578
 579 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 580                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 581                 unsigned int numa_node)
 582 {
 583         struct virtio_blk *vblk = data;
 584         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 585
 586 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
 587         vbr->sreq.sense = vbr->sense;
 588 #endif
 589         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 590         return 0;
 591 }
 592
 593 static int virtblk_map_queues(struct blk_mq_tag_set *set)
 594 {
 595         struct virtio_blk *vblk = set->driver_data;
 596
 597         return blk_mq_virtio_map_queues(set, vblk->vdev, 0);
 598 }
 599
 600 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 601         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 602         .complete       = virtblk_request_done,
 603         .init_request   = virtblk_init_request,
 604         .map_queues     = virtblk_map_queues,
 605 };
 606
 607 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 608 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 609
 610 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 611 {
 612         struct virtio_blk *vblk;
 613         struct request_queue *q;
 614         int err, index;
 615
 616         u64 cap;
 617         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 618         u16 min_io_size;
 619         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 620
 621         if (!vdev->config->get) {
 622                 dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
 623                         __func__);
 624                 return -EINVAL;
 625         }
 626
 627         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 628                              GFP_KERNEL);
 629         if (err < 0)
 630                 goto out;
 631         index = err;
 632
 633         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 634         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 635                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 636                                    &sg_elems);
 637
 638         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 639         if (err || !sg_elems)
 640                 sg_elems = 1;
 641
 642         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 643         sg_elems += 2;
 644         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 645         if (!vblk) {
 646                 err = -ENOMEM;
 647                 goto out_free_index;
 648         }
 649
 650         vblk->vdev = vdev;
 651         vblk->sg_elems = sg_elems;
 652
 653         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 654
 655         err = init_vq(vblk);
 656         if (err)
 657                 goto out_free_vblk;
 658
 659         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 660         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 661         if (!vblk->disk) {
 662                 err = -ENOMEM;
 663                 goto out_free_vq;
 664         }
 665
 666         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 667         if (!virtblk_queue_depth) {
 668                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 669                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 670                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 671                         virtblk_queue_depth /= 2;
 672         }
 673
 674         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 675         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 676         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 677         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 678         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 679         vblk->tag_set.cmd_size =
 680                 sizeof(struct virtblk_req) +
 681                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 682         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 683         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 684
 685         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 686         if (err)
 687                 goto out_put_disk;
 688
 689         q = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 690         if (IS_ERR(q)) {
 691                 err = -ENOMEM;
 692                 goto out_free_tags;
 693         }
 694         vblk->disk->queue = q;
 695
 696         q->queuedata = vblk;
 697
 698         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 699
 700         vblk->disk->major = major;
 701         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 702         vblk->disk->private_data = vblk;
 703         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 704         vblk->disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
 705         vblk->index = index;
 706
 707         /* configure queue flush support */
 708         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 709
 710         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 711         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 712                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 713
 714         /* Host must always specify the capacity. */
 715         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 716
 717         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 718         if ((sector_t)cap != cap) {
 719                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 720                          (unsigned long long)cap);
 721                 cap = (sector_t)-1;
 722         }
 723         set_capacity(vblk->disk, cap);
 724
 725         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 726         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 727
 728         /* No need to bounce any requests */
 729         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 730
 731         /* No real sector limit. */
 732         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 733
 734         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 735          * segments. */
 736         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 737                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 738         if (!err)
 739                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 740         else
 741                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 742
 743         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 744         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 745                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 746                                    &blk_size);
 747         if (!err)
 748                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 749         else
 750                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 751
 752         /* Use topology information if available */
 753         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 754                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 755                                    &physical_block_exp);
 756         if (!err && physical_block_exp)
 757                 blk_queue_physical_block_size(q,
 758                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 759
 760         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 761                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 762                                    &alignment_offset);
 763         if (!err && alignment_offset)
 764                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 765
 766         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 767                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 768                                    &min_io_size);
 769         if (!err && min_io_size)
 770                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 771
 772         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 773                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 774                                    &opt_io_size);
 775         if (!err && opt_io_size)
 776                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 777
 778         virtio_device_ready(vdev);
 779
 780         device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk);
 781         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 782         if (err)
 783                 goto out_del_disk;
 784
 785         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 786                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 787                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 788         else
 789                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 790                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 791         if (err)
 792                 goto out_del_disk;
 793         return 0;
 794
 795 out_del_disk:
 796         del_gendisk(vblk->disk);
 797         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 798 out_free_tags:
 799         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 800 out_put_disk:
 801         put_disk(vblk->disk);
 802 out_free_vq:
 803         vdev->config->del_vqs(vdev);
 804 out_free_vblk:
 805         kfree(vblk);
 806 out_free_index:
 807         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 808 out:
 809         return err;
 810 }
 811
 812 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 813 {
 814         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 815         int index = vblk->index;
 816         int refc;
 817
 818         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 819         flush_work(&vblk->config_work);
 820
 821         del_gendisk(vblk->disk);
 822         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 823
 824         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 825
 826         /* Stop all the virtqueues. */
 827         vdev->config->reset(vdev);
 828
 829         refc = kref_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref);
 830         put_disk(vblk->disk);
 831         vdev->config->del_vqs(vdev);
 832         kfree(vblk->vqs);
 833         kfree(vblk);
 834
 835         /* Only free device id if we don't have any users */
 836         if (refc == 1)
 837                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 838 }
 839
 840 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 841 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 842 {
 843         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 844
 845         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 846         vdev->config->reset(vdev);
 847
 848         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 849         flush_work(&vblk->config_work);
 850
 851         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 852
 853         vdev->config->del_vqs(vdev);
 854         return 0;
 855 }
 856
 857 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 858 {
 859         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 860         int ret;
 861
 862         ret = init_vq(vdev->priv);
 863         if (ret)
 864                 return ret;
 865
 866         virtio_device_ready(vdev);
 867
 868         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 869         return 0;
 870 }
 871 #endif
 872
 873 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 874         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 875         { 0 },
 876 };
 877
 878 static unsigned int features_legacy[] = {
 879         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 880         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 881 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
 882         VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 883 #endif
 884         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 885         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 886 }
 887 ;
 888 static unsigned int features[] = {
 889         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 890         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 891         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 892         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 893 };
 894
 895 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 896         .feature_table                  = features,
 897         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
 898         .feature_table_legacy           = features_legacy,
 899         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 900         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
 901         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
 902         .id_table                       = id_table,
 903         .probe                          = virtblk_probe,
 904         .remove                         = virtblk_remove,
 905         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
 906 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 907         .freeze                         = virtblk_freeze,
 908         .restore                        = virtblk_restore,
 909 #endif
 910 };
 911
 912 static int __init init(void)
 913 {
 914         int error;
 915
 916         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 917         if (!virtblk_wq)
 918                 return -ENOMEM;
 919
 920         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 921         if (major < 0) {
 922                 error = major;
 923                 goto out_destroy_workqueue;
 924         }
 925
 926         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 927         if (error)
 928                 goto out_unregister_blkdev;
 929         return 0;
 930
 931 out_unregister_blkdev:
 932         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 933 out_destroy_workqueue:
 934         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 935         return error;
 936 }
 937
 938 static void __exit fini(void)
 939 {
 940         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 941         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 942         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 943 }
 944 module_init(init);
 945 module_exit(fini);
 946
 947 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 948 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 949 MODULE_LICENSE("GPL");