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_request(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                 bool last)
 163 {
 164         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 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->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         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 |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
 208                 else
 209                         vbr->out_hdr.type |= 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 (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 *req;
 240         struct bio *bio;
 241         int err;
 242
 243         bio = bio_map_kern(vblk->disk->queue, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES,
 244                            GFP_KERNEL);
 245         if (IS_ERR(bio))
 246                 return PTR_ERR(bio);
 247
 248         req = blk_make_request(vblk->disk->queue, bio, GFP_KERNEL);
 249         if (IS_ERR(req)) {
 250                 bio_put(bio);
 251                 return PTR_ERR(req);
 252         }
 253
 254         req->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
 255         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 256         blk_put_request(req);
 257
 258         return err;
 259 }
 260
 261 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 262                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 263 {
 264         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 265         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 266
 267         /*
 268          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 269          */
 270         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 271                 return -ENOTTY;
 272
 273         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 274                                   (void __user *)data);
 275 }
 276
 277 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 278 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 279 {
 280         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 281
 282         /* see if the host passed in geometry config */
 283         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 284                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 285                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 286                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 287                              geometry.heads, &geo->heads);
 288                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 289                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 290         } else {
 291                 /* some standard values, similar to sd */
 292                 geo->heads = 1 << 6;
 293                 geo->sectors = 1 << 5;
 294                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 295         }
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 300         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 301         .owner  = THIS_MODULE,
 302         .getgeo = virtblk_getgeo,
 303 };
 304
 305 static int index_to_minor(int index)
 306 {
 307         return index << PART_BITS;
 308 }
 309
 310 static int minor_to_index(int minor)
 311 {
 312         return minor >> PART_BITS;
 313 }
 314
 315 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 316                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 317 {
 318         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 319         int err;
 320
 321         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 322         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 323
 324         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 325         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 326         if (!err)
 327                 return strlen(buf);
 328
 329         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 330                 return 0;
 331
 332         return err;
 333 }
 334 DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 335
 336 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 337 {
 338         struct virtio_blk *vblk =
 339                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 340         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 341         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 342         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 343         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 344         u64 capacity, size;
 345
 346         /* Host must always specify the capacity. */
 347         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 348
 349         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 350         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 351                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 352                          (unsigned long long)capacity);
 353                 capacity = (sector_t)-1;
 354         }
 355
 356         size = capacity * queue_logical_block_size(q);
 357         string_get_size(size, STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 358         string_get_size(size, STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 359
 360         dev_notice(&vdev->dev,
 361                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 362                   (unsigned long long)capacity,
 363                   queue_logical_block_size(q),
 364                   cap_str_10, cap_str_2);
 365
 366         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 367         revalidate_disk(vblk->disk);
 368         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 369 }
 370
 371 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 372 {
 373         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 374
 375         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 376 }
 377
 378 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 379 {
 380         int err = 0;
 381         int i;
 382         vq_callback_t **callbacks;
 383         const char **names;
 384         struct virtqueue **vqs;
 385         unsigned short num_vqs;
 386         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 387
 388         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 389                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 390                                    &num_vqs);
 391         if (err)
 392                 num_vqs = 1;
 393
 394         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 395         if (!vblk->vqs) {
 396                 err = -ENOMEM;
 397                 goto out;
 398         }
 399
 400         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 401         if (!names)
 402                 goto err_names;
 403
 404         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 405         if (!callbacks)
 406                 goto err_callbacks;
 407
 408         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 409         if (!vqs)
 410                 goto err_vqs;
 411
 412         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 413                 callbacks[i] = virtblk_done;
 414                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 415                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 416         }
 417
 418         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 419         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 420         if (err)
 421                 goto err_find_vqs;
 422
 423         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 424                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 425                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 426         }
 427         vblk->num_vqs = num_vqs;
 428
 429  err_find_vqs:
 430         kfree(vqs);
 431  err_vqs:
 432         kfree(callbacks);
 433  err_callbacks:
 434         kfree(names);
 435  err_names:
 436         if (err)
 437                 kfree(vblk->vqs);
 438  out:
 439         return err;
 440 }
 441
 442 /*
 443  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 444  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 445  */
 446 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 447 {
 448         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 449         char *begin = buf + strlen(prefix);
 450         char *end = buf + buflen;
 451         char *p;
 452         int unit;
 453
 454         p = end - 1;
 455         *p = '\0';
 456         unit = base;
 457         do {
 458                 if (p == begin)
 459                         return -EINVAL;
 460                 *--p = 'a' + (index % unit);
 461                 index = (index / unit) - 1;
 462         } while (index >= 0);
 463
 464         memmove(begin, p, end - p);
 465         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 466
 467         return 0;
 468 }
 469
 470 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 471 {
 472         u8 writeback;
 473         int err;
 474
 475         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 476                                    struct virtio_blk_config, wce,
 477                                    &writeback);
 478         if (err)
 479                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE);
 480
 481         return writeback;
 482 }
 483
 484 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 485 {
 486         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 487         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 488
 489         if (writeback)
 490                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
 491         else
 492                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
 493
 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         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 575                              GFP_KERNEL);
 576         if (err < 0)
 577                 goto out;
 578         index = err;
 579
 580         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 581         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 582                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 583                                    &sg_elems);
 584
 585         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 586         if (err || !sg_elems)
 587                 sg_elems = 1;
 588
 589         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 590         sg_elems += 2;
 591         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 592         if (!vblk) {
 593                 err = -ENOMEM;
 594                 goto out_free_index;
 595         }
 596
 597         vblk->vdev = vdev;
 598         vblk->sg_elems = sg_elems;
 599
 600         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 601
 602         err = init_vq(vblk);
 603         if (err)
 604                 goto out_free_vblk;
 605
 606         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 607         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 608         if (!vblk->disk) {
 609                 err = -ENOMEM;
 610                 goto out_free_vq;
 611         }
 612
 613         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 614         if (!virtblk_queue_depth) {
 615                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 616                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 617                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 618                         virtblk_queue_depth /= 2;
 619         }
 620
 621         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 622         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 623         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 624         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 625         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 626         vblk->tag_set.cmd_size =
 627                 sizeof(struct virtblk_req) +
 628                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 629         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 630         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 631
 632         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 633         if (err)
 634                 goto out_put_disk;
 635
 636         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 637         if (!q) {
 638                 err = -ENOMEM;
 639                 goto out_free_tags;
 640         }
 641
 642         q->queuedata = vblk;
 643
 644         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 645
 646         vblk->disk->major = major;
 647         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 648         vblk->disk->private_data = vblk;
 649         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 650         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
 651         vblk->index = index;
 652
 653         /* configure queue flush support */
 654         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 655
 656         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 657         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 658                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 659
 660         /* Host must always specify the capacity. */
 661         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 662
 663         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 664         if ((sector_t)cap != cap) {
 665                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 666                          (unsigned long long)cap);
 667                 cap = (sector_t)-1;
 668         }
 669         set_capacity(vblk->disk, cap);
 670
 671         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 672         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 673
 674         /* No need to bounce any requests */
 675         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 676
 677         /* No real sector limit. */
 678         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 679
 680         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 681          * segments. */
 682         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 683                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 684         if (!err)
 685                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 686         else
 687                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 688
 689         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 690         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 691                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 692                                    &blk_size);
 693         if (!err)
 694                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 695         else
 696                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 697
 698         /* Use topology information if available */
 699         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 700                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 701                                    &physical_block_exp);
 702         if (!err && physical_block_exp)
 703                 blk_queue_physical_block_size(q,
 704                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 705
 706         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 707                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 708                                    &alignment_offset);
 709         if (!err && alignment_offset)
 710                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 711
 712         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 713                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 714                                    &min_io_size);
 715         if (!err && min_io_size)
 716                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 717
 718         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 719                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 720                                    &opt_io_size);
 721         if (!err && opt_io_size)
 722                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 723
 724         virtio_device_ready(vdev);
 725
 726         add_disk(vblk->disk);
 727         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 728         if (err)
 729                 goto out_del_disk;
 730
 731         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 732                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 733                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 734         else
 735                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 736                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 737         if (err)
 738                 goto out_del_disk;
 739         return 0;
 740
 741 out_del_disk:
 742         del_gendisk(vblk->disk);
 743         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 744 out_free_tags:
 745         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 746 out_put_disk:
 747         put_disk(vblk->disk);
 748 out_free_vq:
 749         vdev->config->del_vqs(vdev);
 750 out_free_vblk:
 751         kfree(vblk);
 752 out_free_index:
 753         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 754 out:
 755         return err;
 756 }
 757
 758 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 759 {
 760         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 761         int index = vblk->index;
 762         int refc;
 763
 764         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 765         flush_work(&vblk->config_work);
 766
 767         del_gendisk(vblk->disk);
 768         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 769
 770         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 771
 772         /* Stop all the virtqueues. */
 773         vdev->config->reset(vdev);
 774
 775         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 776         put_disk(vblk->disk);
 777         vdev->config->del_vqs(vdev);
 778         kfree(vblk->vqs);
 779         kfree(vblk);
 780
 781         /* Only free device id if we don't have any users */
 782         if (refc == 1)
 783                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 784 }
 785
 786 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 787 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 788 {
 789         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 790
 791         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 792         vdev->config->reset(vdev);
 793
 794         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 795         flush_work(&vblk->config_work);
 796
 797         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 798
 799         vdev->config->del_vqs(vdev);
 800         return 0;
 801 }
 802
 803 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 804 {
 805         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 806         int ret;
 807
 808         ret = init_vq(vdev->priv);
 809         if (ret)
 810                 return ret;
 811
 812         virtio_device_ready(vdev);
 813
 814         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 815         return 0;
 816 }
 817 #endif
 818
 819 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 820         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 821         { 0 },
 822 };
 823
 824 static unsigned int features[] = {
 825         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 826         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 827         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 828         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 829 };
 830
 831 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 832         .feature_table          = features,
 833         .feature_table_size     = ARRAY_SIZE(features),
 834         .driver.name            = KBUILD_MODNAME,
 835         .driver.owner           = THIS_MODULE,
 836         .id_table               = id_table,
 837         .probe                  = virtblk_probe,
 838         .remove                 = virtblk_remove,
 839         .config_changed         = virtblk_config_changed,
 840 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 841         .freeze                 = virtblk_freeze,
 842         .restore                = virtblk_restore,
 843 #endif
 844 };
 845
 846 static int __init init(void)
 847 {
 848         int error;
 849
 850         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 851         if (!virtblk_wq)
 852                 return -ENOMEM;
 853
 854         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 855         if (major < 0) {
 856                 error = major;
 857                 goto out_destroy_workqueue;
 858         }
 859
 860         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 861         if (error)
 862                 goto out_unregister_blkdev;
 863         return 0;
 864
 865 out_unregister_blkdev:
 866         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 867 out_destroy_workqueue:
 868         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 869         return error;
 870 }
 871
 872 static void __exit fini(void)
 873 {
 874         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 875         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 876         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 877 }
 878 module_init(init);
 879 module_exit(fini);
 880
 881 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 882 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 883 MODULE_LICENSE("GPL");