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
  15 #define PART_BITS 4
  16
  17 static bool use_bio;
  18 module_param(use_bio, bool, S_IRUGO);
  19
  20 static int major;
  21 static DEFINE_IDA(vd_index_ida);
  22
  23 struct workqueue_struct *virtblk_wq;
  24
  25 struct virtio_blk
  26 {
  27         struct virtio_device *vdev;
  28         struct virtqueue *vq;
  29         wait_queue_head_t queue_wait;
  30
  31         /* The disk structure for the kernel. */
  32         struct gendisk *disk;
  33
  34         mempool_t *pool;
  35
  36         /* Process context for config space updates */
  37         struct work_struct config_work;
  38
  39         /* Lock for config space updates */
  40         struct mutex config_lock;
  41
  42         /* enable config space updates */
  43         bool config_enable;
  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         /* Scatterlist: can be too big for stack. */
  52         struct scatterlist sg[/*sg_elems*/];
  53 };
  54
  55 struct virtblk_req
  56 {
  57         struct request *req;
  58         struct bio *bio;
  59         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  60         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  61         struct work_struct work;
  62         struct virtio_blk *vblk;
  63         int flags;
  64         u8 status;
  65         struct scatterlist sg[];
  66 };
  67
  68 enum {
  69         VBLK_IS_FLUSH           = 1,
  70         VBLK_REQ_FLUSH          = 2,
  71         VBLK_REQ_DATA           = 4,
  72         VBLK_REQ_FUA            = 8,
  73 };
  74
  75 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  76 {
  77         switch (vbr->status) {
  78         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  79                 return 0;
  80         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  81                 return -ENOTTY;
  82         default:
  83                 return -EIO;
  84         }
  85 }
  86
  87 static inline struct virtblk_req *virtblk_alloc_req(struct virtio_blk *vblk,
  88                                                     gfp_t gfp_mask)
  89 {
  90         struct virtblk_req *vbr;
  91
  92         vbr = mempool_alloc(vblk->pool, gfp_mask);
  93         if (!vbr)
  94                 return NULL;
  95
  96         vbr->vblk = vblk;
  97         if (use_bio)
  98                 sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
  99
 100         return vbr;
 101 }
 102
 103 static inline int __virtblk_add_req(struct virtqueue *vq,
 104                              struct virtblk_req *vbr,
 105                              unsigned long out,
 106                              unsigned long in)
 107 {
 108         return virtqueue_add_buf(vq, vbr->sg, out, in, vbr, GFP_ATOMIC);
 109 }
 110
 111 static void virtblk_add_req(struct virtblk_req *vbr,
 112                             unsigned int out, unsigned int in)
 113 {
 114         struct virtio_blk *vblk = vbr->vblk;
 115         DEFINE_WAIT(wait);
 116         int ret;
 117
 118         spin_lock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 119         while (unlikely((ret = __virtblk_add_req(vblk->vq, vbr,
 120                                                  out, in)) < 0)) {
 121                 prepare_to_wait_exclusive(&vblk->queue_wait, &wait,
 122                                           TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 123
 124                 spin_unlock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 125                 io_schedule();
 126                 spin_lock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 127
 128                 finish_wait(&vblk->queue_wait, &wait);
 129         }
 130
 131         virtqueue_kick(vblk->vq);
 132         spin_unlock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 133 }
 134
 135 static void virtblk_bio_send_flush(struct virtblk_req *vbr)
 136 {
 137         unsigned int out = 0, in = 0;
 138
 139         vbr->flags |= VBLK_IS_FLUSH;
 140         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 141         vbr->out_hdr.sector = 0;
 142         vbr->out_hdr.ioprio = 0;
 143         sg_set_buf(&vbr->sg[out++], &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
 144         sg_set_buf(&vbr->sg[out + in++], &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 145
 146         virtblk_add_req(vbr, out, in);
 147 }
 148
 149 static void virtblk_bio_send_data(struct virtblk_req *vbr)
 150 {
 151         struct virtio_blk *vblk = vbr->vblk;
 152         unsigned int num, out = 0, in = 0;
 153         struct bio *bio = vbr->bio;
 154
 155         vbr->flags &= ~VBLK_IS_FLUSH;
 156         vbr->out_hdr.type = 0;
 157         vbr->out_hdr.sector = bio->bi_sector;
 158         vbr->out_hdr.ioprio = bio_prio(bio);
 159
 160         sg_set_buf(&vbr->sg[out++], &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
 161
 162         num = blk_bio_map_sg(vblk->disk->queue, bio, vbr->sg + out);
 163
 164         sg_set_buf(&vbr->sg[num + out + in++], &vbr->status,
 165                    sizeof(vbr->status));
 166
 167         if (num) {
 168                 if (bio->bi_rw & REQ_WRITE) {
 169                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
 170                         out += num;
 171                 } else {
 172                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_IN;
 173                         in += num;
 174                 }
 175         }
 176
 177         virtblk_add_req(vbr, out, in);
 178 }
 179
 180 static void virtblk_bio_send_data_work(struct work_struct *work)
 181 {
 182         struct virtblk_req *vbr;
 183
 184         vbr = container_of(work, struct virtblk_req, work);
 185
 186         virtblk_bio_send_data(vbr);
 187 }
 188
 189 static void virtblk_bio_send_flush_work(struct work_struct *work)
 190 {
 191         struct virtblk_req *vbr;
 192
 193         vbr = container_of(work, struct virtblk_req, work);
 194
 195         virtblk_bio_send_flush(vbr);
 196 }
 197
 198 static inline void virtblk_request_done(struct virtblk_req *vbr)
 199 {
 200         struct virtio_blk *vblk = vbr->vblk;
 201         struct request *req = vbr->req;
 202         int error = virtblk_result(vbr);
 203
 204         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 205                 req->resid_len = vbr->in_hdr.residual;
 206                 req->sense_len = vbr->in_hdr.sense_len;
 207                 req->errors = vbr->in_hdr.errors;
 208         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_SPECIAL) {
 209                 req->errors = (error != 0);
 210         }
 211
 212         __blk_end_request_all(req, error);
 213         mempool_free(vbr, vblk->pool);
 214 }
 215
 216 static inline void virtblk_bio_flush_done(struct virtblk_req *vbr)
 217 {
 218         struct virtio_blk *vblk = vbr->vblk;
 219
 220         if (vbr->flags & VBLK_REQ_DATA) {
 221                 /* Send out the actual write data */
 222                 INIT_WORK(&vbr->work, virtblk_bio_send_data_work);
 223                 queue_work(virtblk_wq, &vbr->work);
 224         } else {
 225                 bio_endio(vbr->bio, virtblk_result(vbr));
 226                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
 227         }
 228 }
 229
 230 static inline void virtblk_bio_data_done(struct virtblk_req *vbr)
 231 {
 232         struct virtio_blk *vblk = vbr->vblk;
 233
 234         if (unlikely(vbr->flags & VBLK_REQ_FUA)) {
 235                 /* Send out a flush before end the bio */
 236                 vbr->flags &= ~VBLK_REQ_DATA;
 237                 INIT_WORK(&vbr->work, virtblk_bio_send_flush_work);
 238                 queue_work(virtblk_wq, &vbr->work);
 239         } else {
 240                 bio_endio(vbr->bio, virtblk_result(vbr));
 241                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
 242         }
 243 }
 244
 245 static inline void virtblk_bio_done(struct virtblk_req *vbr)
 246 {
 247         if (unlikely(vbr->flags & VBLK_IS_FLUSH))
 248                 virtblk_bio_flush_done(vbr);
 249         else
 250                 virtblk_bio_data_done(vbr);
 251 }
 252
 253 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 254 {
 255         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 256         bool bio_done = false, req_done = false;
 257         struct virtblk_req *vbr;
 258         unsigned long flags;
 259         unsigned int len;
 260
 261         spin_lock_irqsave(vblk->disk->queue->queue_lock, flags);
 262         do {
 263                 virtqueue_disable_cb(vq);
 264                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vq, &len)) != NULL) {
 265                         if (vbr->bio) {
 266                                 virtblk_bio_done(vbr);
 267                                 bio_done = true;
 268                         } else {
 269                                 virtblk_request_done(vbr);
 270                                 req_done = true;
 271                         }
 272                 }
 273         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 274         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 275         if (req_done)
 276                 blk_start_queue(vblk->disk->queue);
 277         spin_unlock_irqrestore(vblk->disk->queue->queue_lock, flags);
 278
 279         if (bio_done)
 280                 wake_up(&vblk->queue_wait);
 281 }
 282
 283 static bool do_req(struct request_queue *q, struct virtio_blk *vblk,
 284                    struct request *req)
 285 {
 286         unsigned long num, out = 0, in = 0;
 287         struct virtblk_req *vbr;
 288
 289         vbr = virtblk_alloc_req(vblk, GFP_ATOMIC);
 290         if (!vbr)
 291                 /* When another request finishes we'll try again. */
 292                 return false;
 293
 294         vbr->req = req;
 295         vbr->bio = NULL;
 296         if (req->cmd_flags & REQ_FLUSH) {
 297                 vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 298                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 299                 vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 300         } else {
 301                 switch (req->cmd_type) {
 302                 case REQ_TYPE_FS:
 303                         vbr->out_hdr.type = 0;
 304                         vbr->out_hdr.sector = blk_rq_pos(vbr->req);
 305                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 306                         break;
 307                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 308                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 309                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 310                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 311                         break;
 312                 case REQ_TYPE_SPECIAL:
 313                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 314                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 315                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 316                         break;
 317                 default:
 318                         /* We don't put anything else in the queue. */
 319                         BUG();
 320                 }
 321         }
 322
 323         sg_set_buf(&vblk->sg[out++], &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
 324
 325         /*
 326          * If this is a packet command we need a couple of additional headers.
 327          * Behind the normal outhdr we put a segment with the scsi command
 328          * block, and before the normal inhdr we put the sense data and the
 329          * inhdr with additional status information before the normal inhdr.
 330          */
 331         if (vbr->req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC)
 332                 sg_set_buf(&vblk->sg[out++], vbr->req->cmd, vbr->req->cmd_len);
 333
 334         num = blk_rq_map_sg(q, vbr->req, vblk->sg + out);
 335
 336         if (vbr->req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 337                 sg_set_buf(&vblk->sg[num + out + in++], vbr->req->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 338                 sg_set_buf(&vblk->sg[num + out + in++], &vbr->in_hdr,
 339                            sizeof(vbr->in_hdr));
 340         }
 341
 342         sg_set_buf(&vblk->sg[num + out + in++], &vbr->status,
 343                    sizeof(vbr->status));
 344
 345         if (num) {
 346                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE) {
 347                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
 348                         out += num;
 349                 } else {
 350                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_IN;
 351                         in += num;
 352                 }
 353         }
 354
 355         if (virtqueue_add_buf(vblk->vq, vblk->sg, out, in, vbr,
 356                               GFP_ATOMIC) < 0) {
 357                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
 358                 return false;
 359         }
 360
 361         return true;
 362 }
 363
 364 static void virtblk_request(struct request_queue *q)
 365 {
 366         struct virtio_blk *vblk = q->queuedata;
 367         struct request *req;
 368         unsigned int issued = 0;
 369
 370         while ((req = blk_peek_request(q)) != NULL) {
 371                 BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 372
 373                 /* If this request fails, stop queue and wait for something to
 374                    finish to restart it. */
 375                 if (!do_req(q, vblk, req)) {
 376                         blk_stop_queue(q);
 377                         break;
 378                 }
 379                 blk_start_request(req);
 380                 issued++;
 381         }
 382
 383         if (issued)
 384                 virtqueue_kick(vblk->vq);
 385 }
 386
 387 static void virtblk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 388 {
 389         struct virtio_blk *vblk = q->queuedata;
 390         struct virtblk_req *vbr;
 391
 392         BUG_ON(bio->bi_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 393
 394         vbr = virtblk_alloc_req(vblk, GFP_NOIO);
 395         if (!vbr) {
 396                 bio_endio(bio, -ENOMEM);
 397                 return;
 398         }
 399
 400         vbr->bio = bio;
 401         vbr->flags = 0;
 402         if (bio->bi_rw & REQ_FLUSH)
 403                 vbr->flags |= VBLK_REQ_FLUSH;
 404         if (bio->bi_rw & REQ_FUA)
 405                 vbr->flags |= VBLK_REQ_FUA;
 406         if (bio->bi_size)
 407                 vbr->flags |= VBLK_REQ_DATA;
 408
 409         if (unlikely(vbr->flags & VBLK_REQ_FLUSH))
 410                 virtblk_bio_send_flush(vbr);
 411         else
 412                 virtblk_bio_send_data(vbr);
 413 }
 414
 415 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 416  */
 417 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 418 {
 419         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 420         struct request *req;
 421         struct bio *bio;
 422         int err;
 423
 424         bio = bio_map_kern(vblk->disk->queue, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES,
 425                            GFP_KERNEL);
 426         if (IS_ERR(bio))
 427                 return PTR_ERR(bio);
 428
 429         req = blk_make_request(vblk->disk->queue, bio, GFP_KERNEL);
 430         if (IS_ERR(req)) {
 431                 bio_put(bio);
 432                 return PTR_ERR(req);
 433         }
 434
 435         req->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
 436         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 437         blk_put_request(req);
 438
 439         return err;
 440 }
 441
 442 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 443                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 444 {
 445         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 446         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 447
 448         /*
 449          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 450          */
 451         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 452                 return -ENOTTY;
 453
 454         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 455                                   (void __user *)data);
 456 }
 457
 458 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 459 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 460 {
 461         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 462         struct virtio_blk_geometry vgeo;
 463         int err;
 464
 465         /* see if the host passed in geometry config */
 466         err = virtio_config_val(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 467                                 offsetof(struct virtio_blk_config, geometry),
 468                                 &vgeo);
 469
 470         if (!err) {
 471                 geo->heads = vgeo.heads;
 472                 geo->sectors = vgeo.sectors;
 473                 geo->cylinders = vgeo.cylinders;
 474         } else {
 475                 /* some standard values, similar to sd */
 476                 geo->heads = 1 << 6;
 477                 geo->sectors = 1 << 5;
 478                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 479         }
 480         return 0;
 481 }
 482
 483 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 484         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 485         .owner  = THIS_MODULE,
 486         .getgeo = virtblk_getgeo,
 487 };
 488
 489 static int index_to_minor(int index)
 490 {
 491         return index << PART_BITS;
 492 }
 493
 494 static int minor_to_index(int minor)
 495 {
 496         return minor >> PART_BITS;
 497 }
 498
 499 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 500                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 501 {
 502         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 503         int err;
 504
 505         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 506         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 507
 508         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 509         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 510         if (!err)
 511                 return strlen(buf);
 512
 513         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 514                 return 0;
 515
 516         return err;
 517 }
 518 DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 519
 520 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 521 {
 522         struct virtio_blk *vblk =
 523                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 524         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 525         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 526         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 527         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 528         u64 capacity, size;
 529
 530         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 531         if (!vblk->config_enable)
 532                 goto done;
 533
 534         /* Host must always specify the capacity. */
 535         vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, capacity),
 536                           &capacity, sizeof(capacity));
 537
 538         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 539         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 540                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 541                          (unsigned long long)capacity);
 542                 capacity = (sector_t)-1;
 543         }
 544
 545         size = capacity * queue_logical_block_size(q);
 546         string_get_size(size, STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 547         string_get_size(size, STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 548
 549         dev_notice(&vdev->dev,
 550                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 551                   (unsigned long long)capacity,
 552                   queue_logical_block_size(q),
 553                   cap_str_10, cap_str_2);
 554
 555         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 556         revalidate_disk(vblk->disk);
 557         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 558 done:
 559         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 560 }
 561
 562 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 563 {
 564         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 565
 566         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 567 }
 568
 569 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 570 {
 571         int err = 0;
 572
 573         /* We expect one virtqueue, for output. */
 574         vblk->vq = virtio_find_single_vq(vblk->vdev, virtblk_done, "requests");
 575         if (IS_ERR(vblk->vq))
 576                 err = PTR_ERR(vblk->vq);
 577
 578         return err;
 579 }
 580
 581 /*
 582  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 583  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 584  */
 585 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 586 {
 587         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 588         char *begin = buf + strlen(prefix);
 589         char *end = buf + buflen;
 590         char *p;
 591         int unit;
 592
 593         p = end - 1;
 594         *p = '\0';
 595         unit = base;
 596         do {
 597                 if (p == begin)
 598                         return -EINVAL;
 599                 *--p = 'a' + (index % unit);
 600                 index = (index / unit) - 1;
 601         } while (index >= 0);
 602
 603         memmove(begin, p, end - p);
 604         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 605
 606         return 0;
 607 }
 608
 609 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 610 {
 611         u8 writeback;
 612         int err;
 613
 614         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 615                                 offsetof(struct virtio_blk_config, wce),
 616                                 &writeback);
 617         if (err)
 618                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE);
 619
 620         return writeback;
 621 }
 622
 623 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 624 {
 625         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 626         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 627
 628         if (writeback)
 629                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
 630         else
 631                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
 632
 633         revalidate_disk(vblk->disk);
 634 }
 635
 636 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 637         "write through", "write back"
 638 };
 639
 640 static ssize_t
 641 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 642                          const char *buf, size_t count)
 643 {
 644         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 645         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 646         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 647         int i;
 648         u8 writeback;
 649
 650         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 651         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 652                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 653                         break;
 654
 655         if (i < 0)
 656                 return -EINVAL;
 657
 658         writeback = i;
 659         vdev->config->set(vdev,
 660                           offsetof(struct virtio_blk_config, wce),
 661                           &writeback, sizeof(writeback));
 662
 663         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 664         return count;
 665 }
 666
 667 static ssize_t
 668 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 669                          char *buf)
 670 {
 671         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 672         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 673         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 674
 675         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 676         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 677 }
 678
 679 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 680         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 681                virtblk_cache_type_show, NULL);
 682 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 683         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 684                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 685
 686 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 687 {
 688         struct virtio_blk *vblk;
 689         struct request_queue *q;
 690         int err, index;
 691         int pool_size;
 692
 693         u64 cap;
 694         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 695         u16 min_io_size;
 696         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 697
 698         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 699                              GFP_KERNEL);
 700         if (err < 0)
 701                 goto out;
 702         index = err;
 703
 704         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 705         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 706                                 offsetof(struct virtio_blk_config, seg_max),
 707                                 &sg_elems);
 708
 709         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 710         if (err || !sg_elems)
 711                 sg_elems = 1;
 712
 713         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 714         sg_elems += 2;
 715         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk) +
 716                                     sizeof(vblk->sg[0]) * sg_elems, GFP_KERNEL);
 717         if (!vblk) {
 718                 err = -ENOMEM;
 719                 goto out_free_index;
 720         }
 721
 722         init_waitqueue_head(&vblk->queue_wait);
 723         vblk->vdev = vdev;
 724         vblk->sg_elems = sg_elems;
 725         sg_init_table(vblk->sg, vblk->sg_elems);
 726         mutex_init(&vblk->config_lock);
 727
 728         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 729         vblk->config_enable = true;
 730
 731         err = init_vq(vblk);
 732         if (err)
 733                 goto out_free_vblk;
 734
 735         pool_size = sizeof(struct virtblk_req);
 736         if (use_bio)
 737                 pool_size += sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 738         vblk->pool = mempool_create_kmalloc_pool(1, pool_size);
 739         if (!vblk->pool) {
 740                 err = -ENOMEM;
 741                 goto out_free_vq;
 742         }
 743
 744         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 745         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 746         if (!vblk->disk) {
 747                 err = -ENOMEM;
 748                 goto out_mempool;
 749         }
 750
 751         q = vblk->disk->queue = blk_init_queue(virtblk_request, NULL);
 752         if (!q) {
 753                 err = -ENOMEM;
 754                 goto out_put_disk;
 755         }
 756
 757         if (use_bio)
 758                 blk_queue_make_request(q, virtblk_make_request);
 759         q->queuedata = vblk;
 760
 761         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 762
 763         vblk->disk->major = major;
 764         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 765         vblk->disk->private_data = vblk;
 766         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 767         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
 768         vblk->index = index;
 769
 770         /* configure queue flush support */
 771         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 772
 773         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 774         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 775                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 776
 777         /* Host must always specify the capacity. */
 778         vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, capacity),
 779                           &cap, sizeof(cap));
 780
 781         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 782         if ((sector_t)cap != cap) {
 783                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 784                          (unsigned long long)cap);
 785                 cap = (sector_t)-1;
 786         }
 787         set_capacity(vblk->disk, cap);
 788
 789         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 790         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 791
 792         /* No need to bounce any requests */
 793         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 794
 795         /* No real sector limit. */
 796         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 797
 798         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 799          * segments. */
 800         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 801                                 offsetof(struct virtio_blk_config, size_max),
 802                                 &v);
 803         if (!err)
 804                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 805         else
 806                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 807
 808         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 809         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 810                                 offsetof(struct virtio_blk_config, blk_size),
 811                                 &blk_size);
 812         if (!err)
 813                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 814         else
 815                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 816
 817         /* Use topology information if available */
 818         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 819                         offsetof(struct virtio_blk_config, physical_block_exp),
 820                         &physical_block_exp);
 821         if (!err && physical_block_exp)
 822                 blk_queue_physical_block_size(q,
 823                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 824
 825         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 826                         offsetof(struct virtio_blk_config, alignment_offset),
 827                         &alignment_offset);
 828         if (!err && alignment_offset)
 829                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 830
 831         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 832                         offsetof(struct virtio_blk_config, min_io_size),
 833                         &min_io_size);
 834         if (!err && min_io_size)
 835                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 836
 837         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 838                         offsetof(struct virtio_blk_config, opt_io_size),
 839                         &opt_io_size);
 840         if (!err && opt_io_size)
 841                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 842
 843         add_disk(vblk->disk);
 844         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 845         if (err)
 846                 goto out_del_disk;
 847
 848         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 849                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 850                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 851         else
 852                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 853                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 854         if (err)
 855                 goto out_del_disk;
 856         return 0;
 857
 858 out_del_disk:
 859         del_gendisk(vblk->disk);
 860         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 861 out_put_disk:
 862         put_disk(vblk->disk);
 863 out_mempool:
 864         mempool_destroy(vblk->pool);
 865 out_free_vq:
 866         vdev->config->del_vqs(vdev);
 867 out_free_vblk:
 868         kfree(vblk);
 869 out_free_index:
 870         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 871 out:
 872         return err;
 873 }
 874
 875 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 876 {
 877         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 878         int index = vblk->index;
 879         int refc;
 880
 881         /* Prevent config work handler from accessing the device. */
 882         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 883         vblk->config_enable = false;
 884         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 885
 886         del_gendisk(vblk->disk);
 887         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 888
 889         /* Stop all the virtqueues. */
 890         vdev->config->reset(vdev);
 891
 892         flush_work(&vblk->config_work);
 893
 894         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 895         put_disk(vblk->disk);
 896         mempool_destroy(vblk->pool);
 897         vdev->config->del_vqs(vdev);
 898         kfree(vblk);
 899
 900         /* Only free device id if we don't have any users */
 901         if (refc == 1)
 902                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 903 }
 904
 905 #ifdef CONFIG_PM
 906 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 907 {
 908         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 909
 910         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 911         vdev->config->reset(vdev);
 912
 913         /* Prevent config work handler from accessing the device. */
 914         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 915         vblk->config_enable = false;
 916         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 917
 918         flush_work(&vblk->config_work);
 919
 920         spin_lock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 921         blk_stop_queue(vblk->disk->queue);
 922         spin_unlock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 923         blk_sync_queue(vblk->disk->queue);
 924
 925         vdev->config->del_vqs(vdev);
 926         return 0;
 927 }
 928
 929 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 930 {
 931         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 932         int ret;
 933
 934         vblk->config_enable = true;
 935         ret = init_vq(vdev->priv);
 936         if (!ret) {
 937                 spin_lock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 938                 blk_start_queue(vblk->disk->queue);
 939                 spin_unlock_irq(vblk->disk->queue->queue_lock);
 940         }
 941         return ret;
 942 }
 943 #endif
 944
 945 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 946         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 947         { 0 },
 948 };
 949
 950 static unsigned int features[] = {
 951         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 952         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 953         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE
 954 };
 955
 956 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 957         .feature_table          = features,
 958         .feature_table_size     = ARRAY_SIZE(features),
 959         .driver.name            = KBUILD_MODNAME,
 960         .driver.owner           = THIS_MODULE,
 961         .id_table               = id_table,
 962         .probe                  = virtblk_probe,
 963         .remove                 = virtblk_remove,
 964         .config_changed         = virtblk_config_changed,
 965 #ifdef CONFIG_PM
 966         .freeze                 = virtblk_freeze,
 967         .restore                = virtblk_restore,
 968 #endif
 969 };
 970
 971 static int __init init(void)
 972 {
 973         int error;
 974
 975         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 976         if (!virtblk_wq)
 977                 return -ENOMEM;
 978
 979         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 980         if (major < 0) {
 981                 error = major;
 982                 goto out_destroy_workqueue;
 983         }
 984
 985         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 986         if (error)
 987                 goto out_unregister_blkdev;
 988         return 0;
 989
 990 out_unregister_blkdev:
 991         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 992 out_destroy_workqueue:
 993         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 994         return error;
 995 }
 996
 997 static void __exit fini(void)
 998 {
 999         unregister_blkdev(major, "virtblk");
1000         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
1001         destroy_workqueue(virtblk_wq);
1002 }
1003 module_init(init);
1004 module_exit(fini);
1005
1006 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1007 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
1008 MODULE_LICENSE("GPL");