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
  19 static int major;
  20 static DEFINE_IDA(vd_index_ida);
  21
  22 static struct workqueue_struct *virtblk_wq;
  23
  24 struct virtio_blk
  25 {
  26         struct virtio_device *vdev;
  27         struct virtqueue *vq;
  28         spinlock_t vq_lock;
  29
  30         /* The disk structure for the kernel. */
  31         struct gendisk *disk;
  32
  33         /* Process context for config space updates */
  34         struct work_struct config_work;
  35
  36         /* Lock for config space updates */
  37         struct mutex config_lock;
  38
  39         /* enable config space updates */
  40         bool config_enable;
  41
  42         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  43         unsigned int sg_elems;
  44
  45         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  46         int index;
  47 };
  48
  49 struct virtblk_req
  50 {
  51         struct request *req;
  52         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  53         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  54         u8 status;
  55         struct scatterlist sg[];
  56 };
  57
  58 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  59 {
  60         switch (vbr->status) {
  61         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  62                 return 0;
  63         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  64                 return -ENOTTY;
  65         default:
  66                 return -EIO;
  67         }
  68 }
  69
  70 static int __virtblk_add_req(struct virtqueue *vq,
  71                              struct virtblk_req *vbr,
  72                              struct scatterlist *data_sg,
  73                              bool have_data)
  74 {
  75         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  76         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  77         int type = vbr->out_hdr.type & ~VIRTIO_BLK_T_OUT;
  78
  79         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  80         sgs[num_out++] = &hdr;
  81
  82         /*
  83          * If this is a packet command we need a couple of additional headers.
  84          * Behind the normal outhdr we put a segment with the scsi command
  85          * block, and before the normal inhdr we put the sense data and the
  86          * inhdr with additional status information.
  87          */
  88         if (type == VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
  89                 sg_init_one(&cmd, vbr->req->cmd, vbr->req->cmd_len);
  90                 sgs[num_out++] = &cmd;
  91         }
  92
  93         if (have_data) {
  94                 if (vbr->out_hdr.type & VIRTIO_BLK_T_OUT)
  95                         sgs[num_out++] = data_sg;
  96                 else
  97                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
  98         }
  99
 100         if (type == VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
 101                 sg_init_one(&sense, vbr->req->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 102                 sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 103                 sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 104                 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 105         }
 106
 107         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 108         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 109
 110         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 111 }
 112
 113 static inline void virtblk_request_done(struct virtblk_req *vbr)
 114 {
 115         struct request *req = vbr->req;
 116         int error = virtblk_result(vbr);
 117
 118         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 119                 req->resid_len = vbr->in_hdr.residual;
 120                 req->sense_len = vbr->in_hdr.sense_len;
 121                 req->errors = vbr->in_hdr.errors;
 122         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_SPECIAL) {
 123                 req->errors = (error != 0);
 124         }
 125
 126         blk_mq_end_io(req, error);
 127 }
 128
 129 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 130 {
 131         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 132         bool req_done = false;
 133         struct virtblk_req *vbr;
 134         unsigned long flags;
 135         unsigned int len;
 136
 137         spin_lock_irqsave(&vblk->vq_lock, flags);
 138         do {
 139                 virtqueue_disable_cb(vq);
 140                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vq, &len)) != NULL) {
 141                         virtblk_request_done(vbr);
 142                         req_done = true;
 143                 }
 144         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 145         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vq_lock, flags);
 146
 147         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 148         if (req_done)
 149                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue);
 150 }
 151
 152 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *req)
 153 {
 154         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 155         struct virtblk_req *vbr = req->special;
 156         unsigned long flags;
 157         unsigned int num;
 158         const bool last = (req->cmd_flags & REQ_END) != 0;
 159
 160         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 161
 162         vbr->req = req;
 163         if (req->cmd_flags & REQ_FLUSH) {
 164                 vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 165                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 166                 vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 167         } else {
 168                 switch (req->cmd_type) {
 169                 case REQ_TYPE_FS:
 170                         vbr->out_hdr.type = 0;
 171                         vbr->out_hdr.sector = blk_rq_pos(vbr->req);
 172                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 173                         break;
 174                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 175                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 176                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 177                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 178                         break;
 179                 case REQ_TYPE_SPECIAL:
 180                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 181                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 182                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 183                         break;
 184                 default:
 185                         /* We don't put anything else in the queue. */
 186                         BUG();
 187                 }
 188         }
 189
 190         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, vbr->req, vbr->sg);
 191         if (num) {
 192                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE)
 193                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
 194                 else
 195                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_IN;
 196         }
 197
 198         spin_lock_irqsave(&vblk->vq_lock, flags);
 199         if (__virtblk_add_req(vblk->vq, vbr, vbr->sg, num) < 0) {
 200                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vq_lock, flags);
 201                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 202                 virtqueue_kick(vblk->vq);
 203                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 204         }
 205         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vq_lock, flags);
 206
 207         if (last)
 208                 virtqueue_kick(vblk->vq);
 209         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 210 }
 211
 212 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 213  */
 214 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 215 {
 216         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 217         struct request *req;
 218         struct bio *bio;
 219         int err;
 220
 221         bio = bio_map_kern(vblk->disk->queue, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES,
 222                            GFP_KERNEL);
 223         if (IS_ERR(bio))
 224                 return PTR_ERR(bio);
 225
 226         req = blk_make_request(vblk->disk->queue, bio, GFP_KERNEL);
 227         if (IS_ERR(req)) {
 228                 bio_put(bio);
 229                 return PTR_ERR(req);
 230         }
 231
 232         req->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
 233         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 234         blk_put_request(req);
 235
 236         return err;
 237 }
 238
 239 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 240                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 241 {
 242         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 243         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 244
 245         /*
 246          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 247          */
 248         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 249                 return -ENOTTY;
 250
 251         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 252                                   (void __user *)data);
 253 }
 254
 255 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 256 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 257 {
 258         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 259         struct virtio_blk_geometry vgeo;
 260         int err;
 261
 262         /* see if the host passed in geometry config */
 263         err = virtio_config_val(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 264                                 offsetof(struct virtio_blk_config, geometry),
 265                                 &vgeo);
 266
 267         if (!err) {
 268                 geo->heads = vgeo.heads;
 269                 geo->sectors = vgeo.sectors;
 270                 geo->cylinders = vgeo.cylinders;
 271         } else {
 272                 /* some standard values, similar to sd */
 273                 geo->heads = 1 << 6;
 274                 geo->sectors = 1 << 5;
 275                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 276         }
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 281         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 282         .owner  = THIS_MODULE,
 283         .getgeo = virtblk_getgeo,
 284 };
 285
 286 static int index_to_minor(int index)
 287 {
 288         return index << PART_BITS;
 289 }
 290
 291 static int minor_to_index(int minor)
 292 {
 293         return minor >> PART_BITS;
 294 }
 295
 296 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 297                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 298 {
 299         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 300         int err;
 301
 302         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 303         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 304
 305         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 306         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 307         if (!err)
 308                 return strlen(buf);
 309
 310         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 311                 return 0;
 312
 313         return err;
 314 }
 315 DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 316
 317 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 318 {
 319         struct virtio_blk *vblk =
 320                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 321         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 322         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 323         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 324         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 325         u64 capacity, size;
 326
 327         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 328         if (!vblk->config_enable)
 329                 goto done;
 330
 331         /* Host must always specify the capacity. */
 332         vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, capacity),
 333                           &capacity, sizeof(capacity));
 334
 335         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 336         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 337                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 338                          (unsigned long long)capacity);
 339                 capacity = (sector_t)-1;
 340         }
 341
 342         size = capacity * queue_logical_block_size(q);
 343         string_get_size(size, STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 344         string_get_size(size, STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 345
 346         dev_notice(&vdev->dev,
 347                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 348                   (unsigned long long)capacity,
 349                   queue_logical_block_size(q),
 350                   cap_str_10, cap_str_2);
 351
 352         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 353         revalidate_disk(vblk->disk);
 354         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 355 done:
 356         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 357 }
 358
 359 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 360 {
 361         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 362
 363         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 364 }
 365
 366 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 367 {
 368         int err = 0;
 369
 370         /* We expect one virtqueue, for output. */
 371         vblk->vq = virtio_find_single_vq(vblk->vdev, virtblk_done, "requests");
 372         if (IS_ERR(vblk->vq))
 373                 err = PTR_ERR(vblk->vq);
 374
 375         return err;
 376 }
 377
 378 /*
 379  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 380  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 381  */
 382 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 383 {
 384         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 385         char *begin = buf + strlen(prefix);
 386         char *end = buf + buflen;
 387         char *p;
 388         int unit;
 389
 390         p = end - 1;
 391         *p = '\0';
 392         unit = base;
 393         do {
 394                 if (p == begin)
 395                         return -EINVAL;
 396                 *--p = 'a' + (index % unit);
 397                 index = (index / unit) - 1;
 398         } while (index >= 0);
 399
 400         memmove(begin, p, end - p);
 401         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 402
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 407 {
 408         u8 writeback;
 409         int err;
 410
 411         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 412                                 offsetof(struct virtio_blk_config, wce),
 413                                 &writeback);
 414         if (err)
 415                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE);
 416
 417         return writeback;
 418 }
 419
 420 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 421 {
 422         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 423         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 424
 425         if (writeback)
 426                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
 427         else
 428                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
 429
 430         revalidate_disk(vblk->disk);
 431 }
 432
 433 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 434         "write through", "write back"
 435 };
 436
 437 static ssize_t
 438 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 439                          const char *buf, size_t count)
 440 {
 441         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 442         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 443         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 444         int i;
 445         u8 writeback;
 446
 447         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 448         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 449                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 450                         break;
 451
 452         if (i < 0)
 453                 return -EINVAL;
 454
 455         writeback = i;
 456         vdev->config->set(vdev,
 457                           offsetof(struct virtio_blk_config, wce),
 458                           &writeback, sizeof(writeback));
 459
 460         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 461         return count;
 462 }
 463
 464 static ssize_t
 465 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 466                          char *buf)
 467 {
 468         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 469         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 470         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 471
 472         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 473         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 474 }
 475
 476 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 477         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 478                virtblk_cache_type_show, NULL);
 479 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 480         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 481                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 482
 483 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 484         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 485         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
 486         .alloc_hctx     = blk_mq_alloc_single_hw_queue,
 487         .free_hctx      = blk_mq_free_single_hw_queue,
 488 };
 489
 490 static struct blk_mq_reg virtio_mq_reg = {
 491         .ops            = &virtio_mq_ops,
 492         .nr_hw_queues   = 1,
 493         .queue_depth    = 64,
 494         .numa_node      = NUMA_NO_NODE,
 495         .flags          = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE,
 496 };
 497
 498 static void virtblk_init_vbr(void *data, struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 499                              struct request *rq, unsigned int nr)
 500 {
 501         struct virtio_blk *vblk = data;
 502         struct virtblk_req *vbr = rq->special;
 503
 504         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 505 }
 506
 507 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 508 {
 509         struct virtio_blk *vblk;
 510         struct request_queue *q;
 511         int err, index;
 512
 513         u64 cap;
 514         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 515         u16 min_io_size;
 516         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 517
 518         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 519                              GFP_KERNEL);
 520         if (err < 0)
 521                 goto out;
 522         index = err;
 523
 524         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 525         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 526                                 offsetof(struct virtio_blk_config, seg_max),
 527                                 &sg_elems);
 528
 529         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 530         if (err || !sg_elems)
 531                 sg_elems = 1;
 532
 533         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 534         sg_elems += 2;
 535         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 536         if (!vblk) {
 537                 err = -ENOMEM;
 538                 goto out_free_index;
 539         }
 540
 541         vblk->vdev = vdev;
 542         vblk->sg_elems = sg_elems;
 543         mutex_init(&vblk->config_lock);
 544
 545         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 546         vblk->config_enable = true;
 547
 548         err = init_vq(vblk);
 549         if (err)
 550                 goto out_free_vblk;
 551         spin_lock_init(&vblk->vq_lock);
 552
 553         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 554         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 555         if (!vblk->disk) {
 556                 err = -ENOMEM;
 557                 goto out_free_vq;
 558         }
 559
 560         virtio_mq_reg.cmd_size =
 561                 sizeof(struct virtblk_req) +
 562                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 563
 564         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&virtio_mq_reg, vblk);
 565         if (!q) {
 566                 err = -ENOMEM;
 567                 goto out_put_disk;
 568         }
 569
 570         blk_mq_init_commands(q, virtblk_init_vbr, vblk);
 571
 572         q->queuedata = vblk;
 573
 574         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 575
 576         vblk->disk->major = major;
 577         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 578         vblk->disk->private_data = vblk;
 579         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 580         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
 581         vblk->index = index;
 582
 583         /* configure queue flush support */
 584         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 585
 586         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 587         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 588                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 589
 590         /* Host must always specify the capacity. */
 591         vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, capacity),
 592                           &cap, sizeof(cap));
 593
 594         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 595         if ((sector_t)cap != cap) {
 596                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 597                          (unsigned long long)cap);
 598                 cap = (sector_t)-1;
 599         }
 600         set_capacity(vblk->disk, cap);
 601
 602         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 603         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 604
 605         /* No need to bounce any requests */
 606         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 607
 608         /* No real sector limit. */
 609         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 610
 611         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 612          * segments. */
 613         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 614                                 offsetof(struct virtio_blk_config, size_max),
 615                                 &v);
 616         if (!err)
 617                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 618         else
 619                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 620
 621         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 622         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 623                                 offsetof(struct virtio_blk_config, blk_size),
 624                                 &blk_size);
 625         if (!err)
 626                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 627         else
 628                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 629
 630         /* Use topology information if available */
 631         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 632                         offsetof(struct virtio_blk_config, physical_block_exp),
 633                         &physical_block_exp);
 634         if (!err && physical_block_exp)
 635                 blk_queue_physical_block_size(q,
 636                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 637
 638         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 639                         offsetof(struct virtio_blk_config, alignment_offset),
 640                         &alignment_offset);
 641         if (!err && alignment_offset)
 642                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 643
 644         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 645                         offsetof(struct virtio_blk_config, min_io_size),
 646                         &min_io_size);
 647         if (!err && min_io_size)
 648                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 649
 650         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 651                         offsetof(struct virtio_blk_config, opt_io_size),
 652                         &opt_io_size);
 653         if (!err && opt_io_size)
 654                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 655
 656         add_disk(vblk->disk);
 657         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 658         if (err)
 659                 goto out_del_disk;
 660
 661         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 662                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 663                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 664         else
 665                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 666                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 667         if (err)
 668                 goto out_del_disk;
 669         return 0;
 670
 671 out_del_disk:
 672         del_gendisk(vblk->disk);
 673         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 674 out_put_disk:
 675         put_disk(vblk->disk);
 676 out_free_vq:
 677         vdev->config->del_vqs(vdev);
 678 out_free_vblk:
 679         kfree(vblk);
 680 out_free_index:
 681         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 682 out:
 683         return err;
 684 }
 685
 686 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 687 {
 688         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 689         int index = vblk->index;
 690         int refc;
 691
 692         /* Prevent config work handler from accessing the device. */
 693         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 694         vblk->config_enable = false;
 695         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 696
 697         del_gendisk(vblk->disk);
 698         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 699
 700         /* Stop all the virtqueues. */
 701         vdev->config->reset(vdev);
 702
 703         flush_work(&vblk->config_work);
 704
 705         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 706         put_disk(vblk->disk);
 707         vdev->config->del_vqs(vdev);
 708         kfree(vblk);
 709
 710         /* Only free device id if we don't have any users */
 711         if (refc == 1)
 712                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 713 }
 714
 715 #ifdef CONFIG_PM
 716 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 717 {
 718         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 719
 720         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 721         vdev->config->reset(vdev);
 722
 723         /* Prevent config work handler from accessing the device. */
 724         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 725         vblk->config_enable = false;
 726         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 727
 728         flush_work(&vblk->config_work);
 729
 730         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 731
 732         vdev->config->del_vqs(vdev);
 733         return 0;
 734 }
 735
 736 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 737 {
 738         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 739         int ret;
 740
 741         vblk->config_enable = true;
 742         ret = init_vq(vdev->priv);
 743         if (!ret)
 744                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue);
 745
 746         return ret;
 747 }
 748 #endif
 749
 750 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 751         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 752         { 0 },
 753 };
 754
 755 static unsigned int features[] = {
 756         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 757         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 758         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE
 759 };
 760
 761 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 762         .feature_table          = features,
 763         .feature_table_size     = ARRAY_SIZE(features),
 764         .driver.name            = KBUILD_MODNAME,
 765         .driver.owner           = THIS_MODULE,
 766         .id_table               = id_table,
 767         .probe                  = virtblk_probe,
 768         .remove                 = virtblk_remove,
 769         .config_changed         = virtblk_config_changed,
 770 #ifdef CONFIG_PM
 771         .freeze                 = virtblk_freeze,
 772         .restore                = virtblk_restore,
 773 #endif
 774 };
 775
 776 static int __init init(void)
 777 {
 778         int error;
 779
 780         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 781         if (!virtblk_wq)
 782                 return -ENOMEM;
 783
 784         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 785         if (major < 0) {
 786                 error = major;
 787                 goto out_destroy_workqueue;
 788         }
 789
 790         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 791         if (error)
 792                 goto out_unregister_blkdev;
 793         return 0;
 794
 795 out_unregister_blkdev:
 796         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 797 out_destroy_workqueue:
 798         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 799         return error;
 800 }
 801
 802 static void __exit fini(void)
 803 {
 804         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 805         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 806         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 807 }
 808 module_init(init);
 809 module_exit(fini);
 810
 811 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 812 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 813 MODULE_LICENSE("GPL");