drivers/block/virtio_blk.c

   1 //#define DEBUG
   2 #include <linux/spinlock.h>
   3 #include <linux/slab.h>
   4 #include <linux/blkdev.h>
   5 #include <linux/hdreg.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/mutex.h>
   8 #include <linux/virtio.h>
   9 #include <linux/virtio_blk.h>
  10 #include <linux/scatterlist.h>
  11 #include <linux/string_helpers.h>
  12 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
  13 #include <linux/idr.h>
  14 #include <linux/blk-mq.h>
  15 #include <linux/numa.h>
  16
  17 #define PART_BITS 4
  18 #define VQ_NAME_LEN 16
  19
  20 static int major;
  21 static DEFINE_IDA(vd_index_ida);
  22
  23 static struct workqueue_struct *virtblk_wq;
  24
  25 struct virtio_blk_vq {
  26         struct virtqueue *vq;
  27         spinlock_t lock;
  28         char name[VQ_NAME_LEN];
  29 } ____cacheline_aligned_in_smp;
  30
  31 struct virtio_blk {
  32         struct virtio_device *vdev;
  33
  34         /* The disk structure for the kernel. */
  35         struct gendisk *disk;
  36
  37         /* Block layer tags. */
  38         struct blk_mq_tag_set tag_set;
  39
  40         /* Process context for config space updates */
  41         struct work_struct config_work;
  42
  43         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  44         unsigned int sg_elems;
  45
  46         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  47         int index;
  48
  49         /* num of vqs */
  50         int num_vqs;
  51         struct virtio_blk_vq *vqs;
  52 };
  53
  54 struct virtblk_req {
  55         struct request *req;
  56         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  57         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  58         u8 status;
  59         struct scatterlist sg[];
  60 };
  61
  62 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  63 {
  64         switch (vbr->status) {
  65         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  66                 return 0;
  67         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  68                 return -ENOTTY;
  69         default:
  70                 return -EIO;
  71         }
  72 }
  73
  74 static int __virtblk_add_req(struct virtqueue *vq,
  75                              struct virtblk_req *vbr,
  76                              struct scatterlist *data_sg,
  77                              bool have_data)
  78 {
  79         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  80         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  81         __virtio32 type = vbr->out_hdr.type & ~cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
  82
  83         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  84         sgs[num_out++] = &hdr;
  85
  86         /*
  87          * If this is a packet command we need a couple of additional headers.
  88          * Behind the normal outhdr we put a segment with the scsi command
  89          * block, and before the normal inhdr we put the sense data and the
  90          * inhdr with additional status information.
  91          */
  92         if (type == cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD)) {
  93                 sg_init_one(&cmd, vbr->req->cmd, vbr->req->cmd_len);
  94                 sgs[num_out++] = &cmd;
  95         }
  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         if (type == cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD)) {
 105                 sg_init_one(&sense, vbr->req->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 106                 sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 107                 sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 108                 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 109         }
 110
 111         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 112         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 113
 114         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 115 }
 116
 117 static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
 118 {
 119         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 120         struct virtio_blk *vblk = req->q->queuedata;
 121         int error = virtblk_result(vbr);
 122
 123         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 124                 req->resid_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.residual);
 125                 req->sense_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.sense_len);
 126                 req->errors = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.errors);
 127         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_DRV_PRIV) {
 128                 req->errors = (error != 0);
 129         }
 130
 131         blk_mq_end_request(req, error);
 132 }
 133
 134 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 135 {
 136         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 137         bool req_done = false;
 138         int qid = vq->index;
 139         struct virtblk_req *vbr;
 140         unsigned long flags;
 141         unsigned int len;
 142
 143         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 144         do {
 145                 virtqueue_disable_cb(vq);
 146                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 147                         blk_mq_complete_request(vbr->req, vbr->req->errors);
 148                         req_done = true;
 149                 }
 150                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 151                         break;
 152         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 153
 154         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 155         if (req_done)
 156                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 157         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 158 }
 159
 160 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 161                            const struct blk_mq_queue_data *bd)
 162 {
 163         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 164         struct request *req = bd->rq;
 165         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 166         unsigned long flags;
 167         unsigned int num;
 168         int qid = hctx->queue_num;
 169         int err;
 170         bool notify = false;
 171
 172         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 173
 174         vbr->req = req;
 175         if (req_op(req) == REQ_OP_FLUSH) {
 176                 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_FLUSH);
 177                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 178                 vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 179         } else {
 180                 switch (req->cmd_type) {
 181                 case REQ_TYPE_FS:
 182                         vbr->out_hdr.type = 0;
 183                         vbr->out_hdr.sector = cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(vbr->req));
 184                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 185                         break;
 186                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 187                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD);
 188                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 189                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 190                         break;
 191                 case REQ_TYPE_DRV_PRIV:
 192                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_GET_ID);
 193                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 194                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 195                         break;
 196                 default:
 197                         /* We don't put anything else in the queue. */
 198                         BUG();
 199                 }
 200         }
 201
 202         blk_mq_start_request(req);
 203
 204         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, vbr->req, vbr->sg);
 205         if (num) {
 206                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE)
 207                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
 208                 else
 209                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
 210         }
 211
 212         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 213         err = __virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 214         if (err) {
 215                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 216                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 217                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 218                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 219                  * to direct descriptors */
 220                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 221                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 222                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 223         }
 224
 225         if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 226                 notify = true;
 227         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 228
 229         if (notify)
 230                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 231         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 232 }
 233
 234 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 235  */
 236 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 237 {
 238         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 239         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 240         struct request *req;
 241         int err;
 242
 243         req = blk_get_request(q, READ, GFP_KERNEL);
 244         if (IS_ERR(req))
 245                 return PTR_ERR(req);
 246         req->cmd_type = REQ_TYPE_DRV_PRIV;
 247
 248         err = blk_rq_map_kern(q, req, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES, GFP_KERNEL);
 249         if (err)
 250                 goto out;
 251
 252         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 253 out:
 254         blk_put_request(req);
 255         return err;
 256 }
 257
 258 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 259                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 260 {
 261         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 262         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 263
 264         /*
 265          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 266          */
 267         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 268                 return -ENOTTY;
 269
 270         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 271                                   (void __user *)data);
 272 }
 273
 274 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 275 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 276 {
 277         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 278
 279         /* see if the host passed in geometry config */
 280         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 281                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 282                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 283                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 284                              geometry.heads, &geo->heads);
 285                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 286                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 287         } else {
 288                 /* some standard values, similar to sd */
 289                 geo->heads = 1 << 6;
 290                 geo->sectors = 1 << 5;
 291                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 292         }
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 297         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 298         .owner  = THIS_MODULE,
 299         .getgeo = virtblk_getgeo,
 300 };
 301
 302 static int index_to_minor(int index)
 303 {
 304         return index << PART_BITS;
 305 }
 306
 307 static int minor_to_index(int minor)
 308 {
 309         return minor >> PART_BITS;
 310 }
 311
 312 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 313                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 314 {
 315         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 316         int err;
 317
 318         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 319         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 320
 321         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 322         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 323         if (!err)
 324                 return strlen(buf);
 325
 326         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 327                 return 0;
 328
 329         return err;
 330 }
 331
 332 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 333
 334 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 335 {
 336         struct virtio_blk *vblk =
 337                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 338         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 339         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 340         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 341         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 342         u64 capacity;
 343
 344         /* Host must always specify the capacity. */
 345         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 346
 347         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 348         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 349                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 350                          (unsigned long long)capacity);
 351                 capacity = (sector_t)-1;
 352         }
 353
 354         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 355                         STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 356         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 357                         STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 358
 359         dev_notice(&vdev->dev,
 360                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 361                   (unsigned long long)capacity,
 362                   queue_logical_block_size(q),
 363                   cap_str_10, cap_str_2);
 364
 365         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 366         revalidate_disk(vblk->disk);
 367         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 368 }
 369
 370 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 371 {
 372         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 373
 374         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 375 }
 376
 377 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 378 {
 379         int err = 0;
 380         int i;
 381         vq_callback_t **callbacks;
 382         const char **names;
 383         struct virtqueue **vqs;
 384         unsigned short num_vqs;
 385         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 386
 387         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 388                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 389                                    &num_vqs);
 390         if (err)
 391                 num_vqs = 1;
 392
 393         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 394         if (!vblk->vqs) {
 395                 err = -ENOMEM;
 396                 goto out;
 397         }
 398
 399         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 400         if (!names)
 401                 goto err_names;
 402
 403         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 404         if (!callbacks)
 405                 goto err_callbacks;
 406
 407         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 408         if (!vqs)
 409                 goto err_vqs;
 410
 411         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 412                 callbacks[i] = virtblk_done;
 413                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 414                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 415         }
 416
 417         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 418         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 419         if (err)
 420                 goto err_find_vqs;
 421
 422         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 423                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 424                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 425         }
 426         vblk->num_vqs = num_vqs;
 427
 428  err_find_vqs:
 429         kfree(vqs);
 430  err_vqs:
 431         kfree(callbacks);
 432  err_callbacks:
 433         kfree(names);
 434  err_names:
 435         if (err)
 436                 kfree(vblk->vqs);
 437  out:
 438         return err;
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 443  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 444  */
 445 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 446 {
 447         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 448         char *begin = buf + strlen(prefix);
 449         char *end = buf + buflen;
 450         char *p;
 451         int unit;
 452
 453         p = end - 1;
 454         *p = '\0';
 455         unit = base;
 456         do {
 457                 if (p == begin)
 458                         return -EINVAL;
 459                 *--p = 'a' + (index % unit);
 460                 index = (index / unit) - 1;
 461         } while (index >= 0);
 462
 463         memmove(begin, p, end - p);
 464         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 465
 466         return 0;
 467 }
 468
 469 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 470 {
 471         u8 writeback;
 472         int err;
 473
 474         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 475                                    struct virtio_blk_config, wce,
 476                                    &writeback);
 477
 478         /*
 479          * If WCE is not configurable and flush is not available,
 480          * assume no writeback cache is in use.
 481          */
 482         if (err)
 483                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_FLUSH);
 484
 485         return writeback;
 486 }
 487
 488 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 489 {
 490         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 491         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 492
 493         blk_queue_write_cache(vblk->disk->queue, writeback, false);
 494         revalidate_disk(vblk->disk);
 495 }
 496
 497 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 498         "write through", "write back"
 499 };
 500
 501 static ssize_t
 502 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 503                          const char *buf, size_t count)
 504 {
 505         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 506         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 507         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 508         int i;
 509
 510         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 511         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 512                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 513                         break;
 514
 515         if (i < 0)
 516                 return -EINVAL;
 517
 518         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 519         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 520         return count;
 521 }
 522
 523 static ssize_t
 524 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 525                          char *buf)
 526 {
 527         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 528         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 529         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 530
 531         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 532         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 533 }
 534
 535 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 536         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 537                virtblk_cache_type_show, NULL);
 538 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 539         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 540                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 541
 542 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 543                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 544                 unsigned int numa_node)
 545 {
 546         struct virtio_blk *vblk = data;
 547         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 548
 549         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 550         return 0;
 551 }
 552
 553 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 554         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 555         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
 556         .complete       = virtblk_request_done,
 557         .init_request   = virtblk_init_request,
 558 };
 559
 560 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 561 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 562
 563 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 564 {
 565         struct virtio_blk *vblk;
 566         struct request_queue *q;
 567         int err, index;
 568
 569         u64 cap;
 570         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 571         u16 min_io_size;
 572         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 573
 574         if (!vdev->config->get) {
 575                 dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
 576                         __func__);
 577                 return -EINVAL;
 578         }
 579
 580         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 581                              GFP_KERNEL);
 582         if (err < 0)
 583                 goto out;
 584         index = err;
 585
 586         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 587         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 588                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 589                                    &sg_elems);
 590
 591         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 592         if (err || !sg_elems)
 593                 sg_elems = 1;
 594
 595         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 596         sg_elems += 2;
 597         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 598         if (!vblk) {
 599                 err = -ENOMEM;
 600                 goto out_free_index;
 601         }
 602
 603         vblk->vdev = vdev;
 604         vblk->sg_elems = sg_elems;
 605
 606         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 607
 608         err = init_vq(vblk);
 609         if (err)
 610                 goto out_free_vblk;
 611
 612         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 613         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 614         if (!vblk->disk) {
 615                 err = -ENOMEM;
 616                 goto out_free_vq;
 617         }
 618
 619         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 620         if (!virtblk_queue_depth) {
 621                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 622                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 623                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 624                         virtblk_queue_depth /= 2;
 625         }
 626
 627         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 628         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 629         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 630         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 631         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 632         vblk->tag_set.cmd_size =
 633                 sizeof(struct virtblk_req) +
 634                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 635         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 636         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 637
 638         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 639         if (err)
 640                 goto out_put_disk;
 641
 642         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 643         if (IS_ERR(q)) {
 644                 err = -ENOMEM;
 645                 goto out_free_tags;
 646         }
 647
 648         q->queuedata = vblk;
 649
 650         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 651
 652         vblk->disk->major = major;
 653         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 654         vblk->disk->private_data = vblk;
 655         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 656         vblk->disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
 657         vblk->index = index;
 658
 659         /* configure queue flush support */
 660         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 661
 662         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 663         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 664                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 665
 666         /* Host must always specify the capacity. */
 667         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 668
 669         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 670         if ((sector_t)cap != cap) {
 671                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 672                          (unsigned long long)cap);
 673                 cap = (sector_t)-1;
 674         }
 675         set_capacity(vblk->disk, cap);
 676
 677         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 678         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 679
 680         /* No need to bounce any requests */
 681         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 682
 683         /* No real sector limit. */
 684         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 685
 686         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 687          * segments. */
 688         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 689                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 690         if (!err)
 691                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 692         else
 693                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 694
 695         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 696         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 697                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 698                                    &blk_size);
 699         if (!err)
 700                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 701         else
 702                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 703
 704         /* Use topology information if available */
 705         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 706                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 707                                    &physical_block_exp);
 708         if (!err && physical_block_exp)
 709                 blk_queue_physical_block_size(q,
 710                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 711
 712         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 713                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 714                                    &alignment_offset);
 715         if (!err && alignment_offset)
 716                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 717
 718         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 719                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 720                                    &min_io_size);
 721         if (!err && min_io_size)
 722                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 723
 724         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 725                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 726                                    &opt_io_size);
 727         if (!err && opt_io_size)
 728                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 729
 730         virtio_device_ready(vdev);
 731
 732         device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk);
 733         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 734         if (err)
 735                 goto out_del_disk;
 736
 737         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 738                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 739                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 740         else
 741                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 742                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 743         if (err)
 744                 goto out_del_disk;
 745         return 0;
 746
 747 out_del_disk:
 748         del_gendisk(vblk->disk);
 749         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 750 out_free_tags:
 751         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 752 out_put_disk:
 753         put_disk(vblk->disk);
 754 out_free_vq:
 755         vdev->config->del_vqs(vdev);
 756 out_free_vblk:
 757         kfree(vblk);
 758 out_free_index:
 759         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 760 out:
 761         return err;
 762 }
 763
 764 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 765 {
 766         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 767         int index = vblk->index;
 768         int refc;
 769
 770         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 771         flush_work(&vblk->config_work);
 772
 773         del_gendisk(vblk->disk);
 774         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 775
 776         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 777
 778         /* Stop all the virtqueues. */
 779         vdev->config->reset(vdev);
 780
 781         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 782         put_disk(vblk->disk);
 783         vdev->config->del_vqs(vdev);
 784         kfree(vblk->vqs);
 785         kfree(vblk);
 786
 787         /* Only free device id if we don't have any users */
 788         if (refc == 1)
 789                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 790 }
 791
 792 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 793 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 794 {
 795         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 796
 797         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 798         vdev->config->reset(vdev);
 799
 800         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 801         flush_work(&vblk->config_work);
 802
 803         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 804
 805         vdev->config->del_vqs(vdev);
 806         return 0;
 807 }
 808
 809 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 810 {
 811         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 812         int ret;
 813
 814         ret = init_vq(vdev->priv);
 815         if (ret)
 816                 return ret;
 817
 818         virtio_device_ready(vdev);
 819
 820         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 821         return 0;
 822 }
 823 #endif
 824
 825 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 826         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 827         { 0 },
 828 };
 829
 830 static unsigned int features_legacy[] = {
 831         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 832         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 833         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 834         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 835 }
 836 ;
 837 static unsigned int features[] = {
 838         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 839         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 840         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 841         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 842 };
 843
 844 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 845         .feature_table                  = features,
 846         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
 847         .feature_table_legacy           = features_legacy,
 848         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 849         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
 850         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
 851         .id_table                       = id_table,
 852         .probe                          = virtblk_probe,
 853         .remove                         = virtblk_remove,
 854         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
 855 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 856         .freeze                         = virtblk_freeze,
 857         .restore                        = virtblk_restore,
 858 #endif
 859 };
 860
 861 static int __init init(void)
 862 {
 863         int error;
 864
 865         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 866         if (!virtblk_wq)
 867                 return -ENOMEM;
 868
 869         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 870         if (major < 0) {
 871                 error = major;
 872                 goto out_destroy_workqueue;
 873         }
 874
 875         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 876         if (error)
 877                 goto out_unregister_blkdev;
 878         return 0;
 879
 880 out_unregister_blkdev:
 881         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 882 out_destroy_workqueue:
 883         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 884         return error;
 885 }
 886
 887 static void __exit fini(void)
 888 {
 889         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 890         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 891         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 892 }
 893 module_init(init);
 894 module_exit(fini);
 895
 896 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 897 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 898 MODULE_LICENSE("GPL");