drivers/block/virtio_blk.c

   1 //#define DEBUG
   2 #include <linux/spinlock.h>
   3 #include <linux/slab.h>
   4 #include <linux/blkdev.h>
   5 #include <linux/hdreg.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/mutex.h>
   8 #include <linux/virtio.h>
   9 #include <linux/virtio_blk.h>
  10 #include <linux/scatterlist.h>
  11 #include <linux/string_helpers.h>
  12 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
  13 #include <linux/idr.h>
  14 #include <linux/blk-mq.h>
  15 #include <linux/numa.h>
  16
  17 #define PART_BITS 4
  18 #define VQ_NAME_LEN 16
  19
  20 static int major;
  21 static DEFINE_IDA(vd_index_ida);
  22
  23 static struct workqueue_struct *virtblk_wq;
  24
  25 struct virtio_blk_vq {
  26         struct virtqueue *vq;
  27         spinlock_t lock;
  28         char name[VQ_NAME_LEN];
  29 } ____cacheline_aligned_in_smp;
  30
  31 struct virtio_blk {
  32         struct virtio_device *vdev;
  33
  34         /* The disk structure for the kernel. */
  35         struct gendisk *disk;
  36
  37         /* Block layer tags. */
  38         struct blk_mq_tag_set tag_set;
  39
  40         /* Process context for config space updates */
  41         struct work_struct config_work;
  42
  43         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  44         unsigned int sg_elems;
  45
  46         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  47         int index;
  48
  49         /* num of vqs */
  50         int num_vqs;
  51         struct virtio_blk_vq *vqs;
  52 };
  53
  54 struct virtblk_req {
  55         struct request *req;
  56         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  57         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  58         u8 status;
  59         struct scatterlist sg[];
  60 };
  61
  62 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  63 {
  64         switch (vbr->status) {
  65         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  66                 return 0;
  67         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  68                 return -ENOTTY;
  69         default:
  70                 return -EIO;
  71         }
  72 }
  73
  74 static int __virtblk_add_req(struct virtqueue *vq,
  75                              struct virtblk_req *vbr,
  76                              struct scatterlist *data_sg,
  77                              bool have_data)
  78 {
  79         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  80         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  81         __virtio32 type = vbr->out_hdr.type & ~cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
  82
  83         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  84         sgs[num_out++] = &hdr;
  85
  86         /*
  87          * If this is a packet command we need a couple of additional headers.
  88          * Behind the normal outhdr we put a segment with the scsi command
  89          * block, and before the normal inhdr we put the sense data and the
  90          * inhdr with additional status information.
  91          */
  92         if (type == cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD)) {
  93                 sg_init_one(&cmd, vbr->req->cmd, vbr->req->cmd_len);
  94                 sgs[num_out++] = &cmd;
  95         }
  96
  97         if (have_data) {
  98                 if (vbr->out_hdr.type & cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT))
  99                         sgs[num_out++] = data_sg;
 100                 else
 101                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 102         }
 103
 104         if (type == cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD)) {
 105                 sg_init_one(&sense, vbr->req->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 106                 sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 107                 sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 108                 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 109         }
 110
 111         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 112         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 113
 114         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 115 }
 116
 117 static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
 118 {
 119         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 120         struct virtio_blk *vblk = req->q->queuedata;
 121         int error = virtblk_result(vbr);
 122
 123         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 124                 req->resid_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.residual);
 125                 req->sense_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.sense_len);
 126                 req->errors = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.errors);
 127         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_DRV_PRIV) {
 128                 req->errors = (error != 0);
 129         }
 130
 131         blk_mq_end_request(req, error);
 132 }
 133
 134 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 135 {
 136         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 137         bool req_done = false;
 138         int qid = vq->index;
 139         struct virtblk_req *vbr;
 140         unsigned long flags;
 141         unsigned int len;
 142
 143         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 144         do {
 145                 virtqueue_disable_cb(vq);
 146                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 147                         blk_mq_complete_request(vbr->req, vbr->req->errors);
 148                         req_done = true;
 149                 }
 150                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 151                         break;
 152         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 153
 154         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 155         if (req_done)
 156                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 157         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 158 }
 159
 160 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 161                            const struct blk_mq_queue_data *bd)
 162 {
 163         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 164         struct request *req = bd->rq;
 165         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 166         unsigned long flags;
 167         unsigned int num;
 168         int qid = hctx->queue_num;
 169         int err;
 170         bool notify = false;
 171
 172         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 173
 174         vbr->req = req;
 175         if (req_op(req) == REQ_OP_FLUSH) {
 176                 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_FLUSH);
 177                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 178                 vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 179         } else {
 180                 switch (req->cmd_type) {
 181                 case REQ_TYPE_FS:
 182                         vbr->out_hdr.type = 0;
 183                         vbr->out_hdr.sector = cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(vbr->req));
 184                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 185                         break;
 186                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 187                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD);
 188                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 189                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 190                         break;
 191                 case REQ_TYPE_DRV_PRIV:
 192                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_GET_ID);
 193                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 194                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 195                         break;
 196                 default:
 197                         /* We don't put anything else in the queue. */
 198                         BUG();
 199                 }
 200         }
 201
 202         blk_mq_start_request(req);
 203
 204         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, vbr->req, vbr->sg);
 205         if (num) {
 206                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE)
 207                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
 208                 else
 209                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
 210         }
 211
 212         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 213         err = __virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 214         if (err) {
 215                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 216                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 217                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 218                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 219                  * to direct descriptors */
 220                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 221                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 222                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 223         }
 224
 225         if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 226                 notify = true;
 227         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 228
 229         if (notify)
 230                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 231         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 232 }
 233
 234 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 235  */
 236 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 237 {
 238         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 239         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 240         struct request *req;
 241         int err;
 242
 243         req = blk_get_request(q, READ, GFP_KERNEL);
 244         if (IS_ERR(req))
 245                 return PTR_ERR(req);
 246         req->cmd_type = REQ_TYPE_DRV_PRIV;
 247
 248         err = blk_rq_map_kern(q, req, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES, GFP_KERNEL);
 249         if (err)
 250                 goto out;
 251
 252         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 253 out:
 254         blk_put_request(req);
 255         return err;
 256 }
 257
 258 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 259                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 260 {
 261         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 262         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 263
 264         /*
 265          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 266          */
 267         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 268                 return -ENOTTY;
 269
 270         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 271                                   (void __user *)data);
 272 }
 273
 274 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 275 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 276 {
 277         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 278
 279         /* see if the host passed in geometry config */
 280         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 281                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 282                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 283                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 284                              geometry.heads, &geo->heads);
 285                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 286                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 287         } else {
 288                 /* some standard values, similar to sd */
 289                 geo->heads = 1 << 6;
 290                 geo->sectors = 1 << 5;
 291                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 292         }
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 297         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 298         .owner  = THIS_MODULE,
 299         .getgeo = virtblk_getgeo,
 300 };
 301
 302 static int index_to_minor(int index)
 303 {
 304         return index << PART_BITS;
 305 }
 306
 307 static int minor_to_index(int minor)
 308 {
 309         return minor >> PART_BITS;
 310 }
 311
 312 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 313                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 314 {
 315         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 316         int err;
 317
 318         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 319         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 320
 321         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 322         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 323         if (!err)
 324                 return strlen(buf);
 325
 326         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 327                 return 0;
 328
 329         return err;
 330 }
 331
 332 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 333
 334 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 335 {
 336         struct virtio_blk *vblk =
 337                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 338         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 339         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 340         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 341         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 342         u64 capacity;
 343
 344         /* Host must always specify the capacity. */
 345         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 346
 347         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 348         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 349                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 350                          (unsigned long long)capacity);
 351                 capacity = (sector_t)-1;
 352         }
 353
 354         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 355                         STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 356         string_get_size(capacity, queue_logical_block_size(q),
 357                         STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 358
 359         dev_notice(&vdev->dev,
 360                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 361                   (unsigned long long)capacity,
 362                   queue_logical_block_size(q),
 363                   cap_str_10, cap_str_2);
 364
 365         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 366         revalidate_disk(vblk->disk);
 367         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 368 }
 369
 370 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 371 {
 372         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 373
 374         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 375 }
 376
 377 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 378 {
 379         int err = 0;
 380         int i;
 381         vq_callback_t **callbacks;
 382         const char **names;
 383         struct virtqueue **vqs;
 384         unsigned short num_vqs;
 385         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 386
 387         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 388                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 389                                    &num_vqs);
 390         if (err)
 391                 num_vqs = 1;
 392
 393         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 394         if (!vblk->vqs)
 395                 return -ENOMEM;
 396
 397         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 398         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 399         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 400         if (!names || !callbacks || !vqs) {
 401                 err = -ENOMEM;
 402                 goto out;
 403         }
 404
 405         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 406                 callbacks[i] = virtblk_done;
 407                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 408                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 409         }
 410
 411         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 412         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 413         if (err)
 414                 goto out;
 415
 416         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 417                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 418                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 419         }
 420         vblk->num_vqs = num_vqs;
 421
 422 out:
 423         kfree(vqs);
 424         kfree(callbacks);
 425         kfree(names);
 426         if (err)
 427                 kfree(vblk->vqs);
 428         return err;
 429 }
 430
 431 /*
 432  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 433  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 434  */
 435 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 436 {
 437         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 438         char *begin = buf + strlen(prefix);
 439         char *end = buf + buflen;
 440         char *p;
 441         int unit;
 442
 443         p = end - 1;
 444         *p = '\0';
 445         unit = base;
 446         do {
 447                 if (p == begin)
 448                         return -EINVAL;
 449                 *--p = 'a' + (index % unit);
 450                 index = (index / unit) - 1;
 451         } while (index >= 0);
 452
 453         memmove(begin, p, end - p);
 454         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 455
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 460 {
 461         u8 writeback;
 462         int err;
 463
 464         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 465                                    struct virtio_blk_config, wce,
 466                                    &writeback);
 467
 468         /*
 469          * If WCE is not configurable and flush is not available,
 470          * assume no writeback cache is in use.
 471          */
 472         if (err)
 473                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_FLUSH);
 474
 475         return writeback;
 476 }
 477
 478 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 479 {
 480         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 481         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 482
 483         blk_queue_write_cache(vblk->disk->queue, writeback, false);
 484         revalidate_disk(vblk->disk);
 485 }
 486
 487 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 488         "write through", "write back"
 489 };
 490
 491 static ssize_t
 492 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 493                          const char *buf, size_t count)
 494 {
 495         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 496         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 497         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 498         int i;
 499
 500         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 501         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 502                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 503                         break;
 504
 505         if (i < 0)
 506                 return -EINVAL;
 507
 508         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 509         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 510         return count;
 511 }
 512
 513 static ssize_t
 514 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 515                          char *buf)
 516 {
 517         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 518         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 519         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 520
 521         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 522         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 523 }
 524
 525 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 526         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 527                virtblk_cache_type_show, NULL);
 528 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 529         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 530                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 531
 532 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 533                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 534                 unsigned int numa_node)
 535 {
 536         struct virtio_blk *vblk = data;
 537         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 538
 539         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 540         return 0;
 541 }
 542
 543 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 544         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 545         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
 546         .complete       = virtblk_request_done,
 547         .init_request   = virtblk_init_request,
 548 };
 549
 550 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 551 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 552
 553 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 554 {
 555         struct virtio_blk *vblk;
 556         struct request_queue *q;
 557         int err, index;
 558
 559         u64 cap;
 560         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 561         u16 min_io_size;
 562         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 563
 564         if (!vdev->config->get) {
 565                 dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
 566                         __func__);
 567                 return -EINVAL;
 568         }
 569
 570         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 571                              GFP_KERNEL);
 572         if (err < 0)
 573                 goto out;
 574         index = err;
 575
 576         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 577         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 578                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 579                                    &sg_elems);
 580
 581         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 582         if (err || !sg_elems)
 583                 sg_elems = 1;
 584
 585         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 586         sg_elems += 2;
 587         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 588         if (!vblk) {
 589                 err = -ENOMEM;
 590                 goto out_free_index;
 591         }
 592
 593         vblk->vdev = vdev;
 594         vblk->sg_elems = sg_elems;
 595
 596         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 597
 598         err = init_vq(vblk);
 599         if (err)
 600                 goto out_free_vblk;
 601
 602         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 603         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 604         if (!vblk->disk) {
 605                 err = -ENOMEM;
 606                 goto out_free_vq;
 607         }
 608
 609         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 610         if (!virtblk_queue_depth) {
 611                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 612                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 613                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 614                         virtblk_queue_depth /= 2;
 615         }
 616
 617         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 618         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 619         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 620         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 621         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 622         vblk->tag_set.cmd_size =
 623                 sizeof(struct virtblk_req) +
 624                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 625         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 626         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 627
 628         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 629         if (err)
 630                 goto out_put_disk;
 631
 632         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 633         if (IS_ERR(q)) {
 634                 err = -ENOMEM;
 635                 goto out_free_tags;
 636         }
 637
 638         q->queuedata = vblk;
 639
 640         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 641
 642         vblk->disk->major = major;
 643         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 644         vblk->disk->private_data = vblk;
 645         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 646         vblk->disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
 647         vblk->index = index;
 648
 649         /* configure queue flush support */
 650         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 651
 652         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 653         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 654                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 655
 656         /* Host must always specify the capacity. */
 657         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 658
 659         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 660         if ((sector_t)cap != cap) {
 661                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 662                          (unsigned long long)cap);
 663                 cap = (sector_t)-1;
 664         }
 665         set_capacity(vblk->disk, cap);
 666
 667         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 668         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 669
 670         /* No need to bounce any requests */
 671         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 672
 673         /* No real sector limit. */
 674         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 675
 676         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 677          * segments. */
 678         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 679                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 680         if (!err)
 681                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 682         else
 683                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 684
 685         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 686         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 687                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 688                                    &blk_size);
 689         if (!err)
 690                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 691         else
 692                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 693
 694         /* Use topology information if available */
 695         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 696                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 697                                    &physical_block_exp);
 698         if (!err && physical_block_exp)
 699                 blk_queue_physical_block_size(q,
 700                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 701
 702         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 703                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 704                                    &alignment_offset);
 705         if (!err && alignment_offset)
 706                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 707
 708         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 709                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 710                                    &min_io_size);
 711         if (!err && min_io_size)
 712                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 713
 714         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 715                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 716                                    &opt_io_size);
 717         if (!err && opt_io_size)
 718                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 719
 720         virtio_device_ready(vdev);
 721
 722         device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk);
 723         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 724         if (err)
 725                 goto out_del_disk;
 726
 727         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 728                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 729                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 730         else
 731                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 732                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 733         if (err)
 734                 goto out_del_disk;
 735         return 0;
 736
 737 out_del_disk:
 738         del_gendisk(vblk->disk);
 739         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 740 out_free_tags:
 741         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 742 out_put_disk:
 743         put_disk(vblk->disk);
 744 out_free_vq:
 745         vdev->config->del_vqs(vdev);
 746 out_free_vblk:
 747         kfree(vblk);
 748 out_free_index:
 749         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 750 out:
 751         return err;
 752 }
 753
 754 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 755 {
 756         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 757         int index = vblk->index;
 758         int refc;
 759
 760         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 761         flush_work(&vblk->config_work);
 762
 763         del_gendisk(vblk->disk);
 764         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 765
 766         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 767
 768         /* Stop all the virtqueues. */
 769         vdev->config->reset(vdev);
 770
 771         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 772         put_disk(vblk->disk);
 773         vdev->config->del_vqs(vdev);
 774         kfree(vblk->vqs);
 775         kfree(vblk);
 776
 777         /* Only free device id if we don't have any users */
 778         if (refc == 1)
 779                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 780 }
 781
 782 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 783 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 784 {
 785         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 786
 787         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 788         vdev->config->reset(vdev);
 789
 790         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 791         flush_work(&vblk->config_work);
 792
 793         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 794
 795         vdev->config->del_vqs(vdev);
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 800 {
 801         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 802         int ret;
 803
 804         ret = init_vq(vdev->priv);
 805         if (ret)
 806                 return ret;
 807
 808         virtio_device_ready(vdev);
 809
 810         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 811         return 0;
 812 }
 813 #endif
 814
 815 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 816         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 817         { 0 },
 818 };
 819
 820 static unsigned int features_legacy[] = {
 821         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 822         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 823         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 824         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 825 }
 826 ;
 827 static unsigned int features[] = {
 828         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 829         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 830         VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 831         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 832 };
 833
 834 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 835         .feature_table                  = features,
 836         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
 837         .feature_table_legacy           = features_legacy,
 838         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 839         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
 840         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
 841         .id_table                       = id_table,
 842         .probe                          = virtblk_probe,
 843         .remove                         = virtblk_remove,
 844         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
 845 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 846         .freeze                         = virtblk_freeze,
 847         .restore                        = virtblk_restore,
 848 #endif
 849 };
 850
 851 static int __init init(void)
 852 {
 853         int error;
 854
 855         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 856         if (!virtblk_wq)
 857                 return -ENOMEM;
 858
 859         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 860         if (major < 0) {
 861                 error = major;
 862                 goto out_destroy_workqueue;
 863         }
 864
 865         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 866         if (error)
 867                 goto out_unregister_blkdev;
 868         return 0;
 869
 870 out_unregister_blkdev:
 871         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 872 out_destroy_workqueue:
 873         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 874         return error;
 875 }
 876
 877 static void __exit fini(void)
 878 {
 879         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 880         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 881         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 882 }
 883 module_init(init);
 884 module_exit(fini);
 885
 886 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 887 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 888 MODULE_LICENSE("GPL");