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 blk_status_t virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  68 {
  69         switch (vbr->status) {
  70         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  71                 return BLK_STS_OK;
  72         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  73                 return BLK_STS_NOTSUPP;
  74         default:
  75                 return BLK_STS_IOERR;
  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_request_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         sreq->result = 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_request_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
 179         switch (req_op(req)) {
 180         case REQ_OP_SCSI_IN:
 181         case REQ_OP_SCSI_OUT:
 182                 virtblk_scsi_request_done(req);
 183                 break;
 184         }
 185
 186         blk_mq_end_request(req, virtblk_result(vbr));
 187 }
 188
 189 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 190 {
 191         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 192         bool req_done = false;
 193         int qid = vq->index;
 194         struct virtblk_req *vbr;
 195         unsigned long flags;
 196         unsigned int len;
 197
 198         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 199         do {
 200                 virtqueue_disable_cb(vq);
 201                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 202                         struct request *req = blk_mq_rq_from_pdu(vbr);
 203
 204                         blk_mq_complete_request(req);
 205                         req_done = true;
 206                 }
 207                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 208                         break;
 209         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 210
 211         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 212         if (req_done)
 213                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 214         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 215 }
 216
 217 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 218                            const struct blk_mq_queue_data *bd)
 219 {
 220         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 221         struct request *req = bd->rq;
 222         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 223         unsigned long flags;
 224         unsigned int num;
 225         int qid = hctx->queue_num;
 226         int err;
 227         bool notify = false;
 228         u32 type;
 229
 230         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 231
 232         switch (req_op(req)) {
 233         case REQ_OP_READ:
 234         case REQ_OP_WRITE:
 235                 type = 0;
 236                 break;
 237         case REQ_OP_FLUSH:
 238                 type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 239                 break;
 240         case REQ_OP_SCSI_IN:
 241         case REQ_OP_SCSI_OUT:
 242                 type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 243                 break;
 244         case REQ_OP_DRV_IN:
 245                 type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 246                 break;
 247         default:
 248                 WARN_ON_ONCE(1);
 249                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 250         }
 251
 252         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, type);
 253         vbr->out_hdr.sector = type ?
 254                 0 : cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(req));
 255         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(req));
 256
 257         blk_mq_start_request(req);
 258
 259         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, req, vbr->sg);
 260         if (num) {
 261                 if (rq_data_dir(req) == WRITE)
 262                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
 263                 else
 264                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
 265         }
 266
 267         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 268         if (req_op(req) == REQ_OP_SCSI_IN || req_op(req) == REQ_OP_SCSI_OUT)
 269                 err = virtblk_add_req_scsi(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 270         else
 271                 err = virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 272         if (err) {
 273                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 274                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 275                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 276                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 277                  * to direct descriptors */
 278                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 279                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 280                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 281         }
 282
 283         if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 284                 notify = true;
 285         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 286
 287         if (notify)
 288                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 289         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 290 }
 291
 292 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 293  */
 294 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 295 {
 296         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 297         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 298         struct request *req;
 299         int err;
 300
 301         req = blk_get_request(q, REQ_OP_DRV_IN, GFP_KERNEL);
 302         if (IS_ERR(req))
 303                 return PTR_ERR(req);
 304
 305         err = blk_rq_map_kern(q, req, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES, GFP_KERNEL);
 306         if (err)
 307                 goto out;
 308
 309         blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 310         err = blk_status_to_errno(virtblk_result(blk_mq_rq_to_pdu(req)));
 311 out:
 312         blk_put_request(req);
 313         return err;
 314 }
 315
 316 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 317 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 318 {
 319         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 320
 321         /* see if the host passed in geometry config */
 322         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 323                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 324                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 325                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 326                              geometry.heads, &geo->heads);
 327                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 328                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 329         } else {
 330                 /* some standard values, similar to sd */
 331                 geo->heads = 1 << 6;
 332                 geo->sectors = 1 << 5;
 333                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 334         }
 335         return 0;
 336 }
 337
 338 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 339         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 340         .owner  = THIS_MODULE,
 341         .getgeo = virtblk_getgeo,
 342 };
 343
 344 static int index_to_minor(int index)
 345 {
 346         return index << PART_BITS;
 347 }
 348
 349 static int minor_to_index(int minor)
 350 {
 351         return minor >> PART_BITS;
 352 }
 353
 354 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 355                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 356 {
 357         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 358         int err;
 359
 360         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 361         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 362
 363         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 364         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 365         if (!err)
 366                 return strlen(buf);
 367
 368         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 369                 return 0;
 370
 371         return err;
 372 }
 373
 374 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 375
 376 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 377 {
 378         struct virtio_blk *vblk =
 379                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 380         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 381         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 382         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 383         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 384         u64 capacity;
 385
 386         /* Host must always specify the capacity. */
 387         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 388
 389         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 390         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 391                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 392                          (unsigned long long)capacity);
 393                 capacity = (sector_t)-1;
 394         }
 395
 396         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 397                         STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 398         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 399                         STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 400
 401         dev_notice(&vdev->dev,
 402                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 403                   (unsigned long long)capacity,
 404                   queue_logical_block_size(q),
 405                   cap_str_10, cap_str_2);
 406
 407         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 408         revalidate_disk(vblk->disk);
 409         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 410 }
 411
 412 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 413 {
 414         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 415
 416         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 417 }
 418
 419 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 420 {
 421         int err;
 422         int i;
 423         vq_callback_t **callbacks;
 424         const char **names;
 425         struct virtqueue **vqs;
 426         unsigned short num_vqs;
 427         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 428         struct irq_affinity desc = { 0, };
 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 = virtio_find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names, &desc);
 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(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
 576                 unsigned int hctx_idx, unsigned int numa_node)
 577 {
 578         struct virtio_blk *vblk = set->driver_data;
 579         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 580
 581 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
 582         vbr->sreq.sense = vbr->sense;
 583 #endif
 584         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 static int virtblk_map_queues(struct blk_mq_tag_set *set)
 589 {
 590         struct virtio_blk *vblk = set->driver_data;
 591
 592         return blk_mq_virtio_map_queues(set, vblk->vdev, 0);
 593 }
 594
 595 static const struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 596         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 597         .complete       = virtblk_request_done,
 598         .init_request   = virtblk_init_request,
 599         .map_queues     = virtblk_map_queues,
 600 };
 601
 602 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 603 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 604
 605 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 606 {
 607         struct virtio_blk *vblk;
 608         struct request_queue *q;
 609         int err, index;
 610
 611         u64 cap;
 612         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 613         u16 min_io_size;
 614         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 615
 616         if (!vdev->config->get) {
 617                 dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
 618                         __func__);
 619                 return -EINVAL;
 620         }
 621
 622         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 623                              GFP_KERNEL);
 624         if (err < 0)
 625                 goto out;
 626         index = err;
 627
 628         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 629         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 630                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 631                                    &sg_elems);
 632
 633         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 634         if (err || !sg_elems)
 635                 sg_elems = 1;
 636
 637         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 638         sg_elems += 2;
 639         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 640         if (!vblk) {
 641                 err = -ENOMEM;
 642                 goto out_free_index;
 643         }
 644
 645         vblk->vdev = vdev;
 646         vblk->sg_elems = sg_elems;
 647
 648         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 649
 650         err = init_vq(vblk);
 651         if (err)
 652                 goto out_free_vblk;
 653
 654         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 655         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 656         if (!vblk->disk) {
 657                 err = -ENOMEM;
 658                 goto out_free_vq;
 659         }
 660
 661         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 662         if (!virtblk_queue_depth) {
 663                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 664                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 665                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 666                         virtblk_queue_depth /= 2;
 667         }
 668
 669         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 670         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 671         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 672         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 673         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 674         vblk->tag_set.cmd_size =
 675                 sizeof(struct virtblk_req) +
 676                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 677         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 678         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 679
 680         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 681         if (err)
 682                 goto out_put_disk;
 683
 684         q = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 685         if (IS_ERR(q)) {
 686                 err = -ENOMEM;
 687                 goto out_free_tags;
 688         }
 689         vblk->disk->queue = q;
 690
 691         q->queuedata = vblk;
 692
 693         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 694
 695         vblk->disk->major = major;
 696         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 697         vblk->disk->private_data = vblk;
 698         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 699         vblk->disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
 700         vblk->index = index;
 701
 702         /* configure queue flush support */
 703         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 704
 705         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 706         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 707                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 708
 709         /* Host must always specify the capacity. */
 710         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 711
 712         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 713         if ((sector_t)cap != cap) {
 714                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 715                          (unsigned long long)cap);
 716                 cap = (sector_t)-1;
 717         }
 718         set_capacity(vblk->disk, cap);
 719
 720         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 721         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 722
 723         /* No need to bounce any requests */
 724         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 725
 726         /* No real sector limit. */
 727         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 728
 729         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 730          * segments. */
 731         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 732                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 733         if (!err)
 734                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 735         else
 736                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 737
 738         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 739         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 740                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 741                                    &blk_size);
 742         if (!err)
 743                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 744         else
 745                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 746
 747         /* Use topology information if available */
 748         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 749                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 750                                    &physical_block_exp);
 751         if (!err && physical_block_exp)
 752                 blk_queue_physical_block_size(q,
 753                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 754
 755         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 756                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 757                                    &alignment_offset);
 758         if (!err && alignment_offset)
 759                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 760
 761         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 762                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 763                                    &min_io_size);
 764         if (!err && min_io_size)
 765                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 766
 767         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 768                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 769                                    &opt_io_size);
 770         if (!err && opt_io_size)
 771                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 772
 773         virtio_device_ready(vdev);
 774
 775         device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk);
 776         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 777         if (err)
 778                 goto out_del_disk;
 779
 780         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 781                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 782                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 783         else
 784                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 785                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 786         if (err)
 787                 goto out_del_disk;
 788         return 0;
 789
 790 out_del_disk:
 791         del_gendisk(vblk->disk);
 792         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 793 out_free_tags:
 794         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 795 out_put_disk:
 796         put_disk(vblk->disk);
 797 out_free_vq:
 798         vdev->config->del_vqs(vdev);
 799 out_free_vblk:
 800         kfree(vblk);
 801 out_free_index:
 802         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 803 out:
 804         return err;
 805 }
 806
 807 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 808 {
 809         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 810         int index = vblk->index;
 811         int refc;
 812
 813         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 814         flush_work(&vblk->config_work);
 815
 816         del_gendisk(vblk->disk);
 817         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 818
 819         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 820
 821         /* Stop all the virtqueues. */
 822         vdev->config->reset(vdev);
 823
 824         refc = kref_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref);
 825         put_disk(vblk->disk);
 826         vdev->config->del_vqs(vdev);
 827         kfree(vblk->vqs);
 828         kfree(vblk);
 829
 830         /* Only free device id if we don't have any users */
 831         if (refc == 1)
 832                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 833 }
 834
 835 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 836 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 837 {
 838         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 839
 840         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 841         vdev->config->reset(vdev);
 842
 843         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 844         flush_work(&vblk->config_work);
 845
 846         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 847
 848         vdev->config->del_vqs(vdev);
 849         return 0;
 850 }
 851
 852 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 853 {
 854         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 855         int ret;
 856
 857         ret = init_vq(vdev->priv);
 858         if (ret)
 859                 return ret;
 860
 861         virtio_device_ready(vdev);
 862
 863         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 864         return 0;
 865 }
 866 #endif
 867
 868 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 869         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 870         { 0 },
 871 };
 872
 873 static unsigned int features_legacy[] = {
 874         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 875         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 876 #ifdef CONFIG_VIRTIO_BLK_SCSI
 877         VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 878 #endif
 879         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 880         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 881 }
 882 ;
 883 static unsigned int features[] = {
 884         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 885         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 886         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 887         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 888 };
 889
 890 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 891         .feature_table                  = features,
 892         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
 893         .feature_table_legacy           = features_legacy,
 894         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 895         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
 896         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
 897         .id_table                       = id_table,
 898         .probe                          = virtblk_probe,
 899         .remove                         = virtblk_remove,
 900         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
 901 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 902         .freeze                         = virtblk_freeze,
 903         .restore                        = virtblk_restore,
 904 #endif
 905 };
 906
 907 static int __init init(void)
 908 {
 909         int error;
 910
 911         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 912         if (!virtblk_wq)
 913                 return -ENOMEM;
 914
 915         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 916         if (major < 0) {
 917                 error = major;
 918                 goto out_destroy_workqueue;
 919         }
 920
 921         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 922         if (error)
 923                 goto out_unregister_blkdev;
 924         return 0;
 925
 926 out_unregister_blkdev:
 927         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 928 out_destroy_workqueue:
 929         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 930         return error;
 931 }
 932
 933 static void __exit fini(void)
 934 {
 935         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 936         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 937         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 938 }
 939 module_init(init);
 940 module_exit(fini);
 941
 942 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 943 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 944 MODULE_LICENSE("GPL");