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