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         __virtio32 type = vbr->out_hdr.type & ~cpu_to_virtio32(vq->vdev, 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 == cpu_to_virtio32(vq->vdev, 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 & cpu_to_virtio32(vq->vdev, 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 == cpu_to_virtio32(vq->vdev, 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         struct virtio_blk *vblk = req->q->queuedata;
 123         int error = virtblk_result(vbr);
 124
 125         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 126                 req->resid_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.residual);
 127                 req->sense_len = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.sense_len);
 128                 req->errors = virtio32_to_cpu(vblk->vdev, vbr->in_hdr.errors);
 129         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_SPECIAL) {
 130                 req->errors = (error != 0);
 131         }
 132
 133         blk_mq_end_request(req, error);
 134 }
 135
 136 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 137 {
 138         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 139         bool req_done = false;
 140         int qid = vq->index;
 141         struct virtblk_req *vbr;
 142         unsigned long flags;
 143         unsigned int len;
 144
 145         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 146         do {
 147                 virtqueue_disable_cb(vq);
 148                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 149                         blk_mq_complete_request(vbr->req);
 150                         req_done = true;
 151                 }
 152                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 153                         break;
 154         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 155
 156         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 157         if (req_done)
 158                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 159         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 160 }
 161
 162 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 163                            const struct blk_mq_queue_data *bd)
 164 {
 165         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 166         struct request *req = bd->rq;
 167         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 168         unsigned long flags;
 169         unsigned int num;
 170         int qid = hctx->queue_num;
 171         int err;
 172         bool notify = false;
 173
 174         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 175
 176         vbr->req = req;
 177         if (req->cmd_flags & REQ_FLUSH) {
 178                 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_FLUSH);
 179                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 180                 vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 181         } else {
 182                 switch (req->cmd_type) {
 183                 case REQ_TYPE_FS:
 184                         vbr->out_hdr.type = 0;
 185                         vbr->out_hdr.sector = cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(vbr->req));
 186                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 187                         break;
 188                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 189                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD);
 190                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 191                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 192                         break;
 193                 case REQ_TYPE_SPECIAL:
 194                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_GET_ID);
 195                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 196                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
 197                         break;
 198                 default:
 199                         /* We don't put anything else in the queue. */
 200                         BUG();
 201                 }
 202         }
 203
 204         blk_mq_start_request(req);
 205
 206         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, vbr->req, vbr->sg);
 207         if (num) {
 208                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE)
 209                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
 210                 else
 211                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
 212         }
 213
 214         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 215         err = __virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 216         if (err) {
 217                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 218                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 219                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 220                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 221                  * to direct descriptors */
 222                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 223                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 224                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 225         }
 226
 227         if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 228                 notify = true;
 229         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 230
 231         if (notify)
 232                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 233         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 234 }
 235
 236 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 237  */
 238 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 239 {
 240         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 241         struct request *req;
 242         struct bio *bio;
 243         int err;
 244
 245         bio = bio_map_kern(vblk->disk->queue, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES,
 246                            GFP_KERNEL);
 247         if (IS_ERR(bio))
 248                 return PTR_ERR(bio);
 249
 250         req = blk_make_request(vblk->disk->queue, bio, GFP_KERNEL);
 251         if (IS_ERR(req)) {
 252                 bio_put(bio);
 253                 return PTR_ERR(req);
 254         }
 255
 256         req->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
 257         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 258         blk_put_request(req);
 259
 260         return err;
 261 }
 262
 263 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 264                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 265 {
 266         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 267         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 268
 269         /*
 270          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 271          */
 272         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 273                 return -ENOTTY;
 274
 275         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 276                                   (void __user *)data);
 277 }
 278
 279 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 280 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 281 {
 282         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 283
 284         /* see if the host passed in geometry config */
 285         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 286                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 287                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 288                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 289                              geometry.heads, &geo->heads);
 290                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 291                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 292         } else {
 293                 /* some standard values, similar to sd */
 294                 geo->heads = 1 << 6;
 295                 geo->sectors = 1 << 5;
 296                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 297         }
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 302         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 303         .owner  = THIS_MODULE,
 304         .getgeo = virtblk_getgeo,
 305 };
 306
 307 static int index_to_minor(int index)
 308 {
 309         return index << PART_BITS;
 310 }
 311
 312 static int minor_to_index(int minor)
 313 {
 314         return minor >> PART_BITS;
 315 }
 316
 317 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 318                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 319 {
 320         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 321         int err;
 322
 323         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 324         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 325
 326         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 327         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 328         if (!err)
 329                 return strlen(buf);
 330
 331         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 332                 return 0;
 333
 334         return err;
 335 }
 336
 337 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 338
 339 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 340 {
 341         struct virtio_blk *vblk =
 342                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 343         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 344         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 345         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 346         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 347         u64 capacity, size;
 348
 349         /* Host must always specify the capacity. */
 350         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 351
 352         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 353         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 354                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 355                          (unsigned long long)capacity);
 356                 capacity = (sector_t)-1;
 357         }
 358
 359         size = capacity * queue_logical_block_size(q);
 360         string_get_size(size, STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 361         string_get_size(size, STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 362
 363         dev_notice(&vdev->dev,
 364                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 365                   (unsigned long long)capacity,
 366                   queue_logical_block_size(q),
 367                   cap_str_10, cap_str_2);
 368
 369         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 370         revalidate_disk(vblk->disk);
 371         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 372 }
 373
 374 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 375 {
 376         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 377
 378         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 379 }
 380
 381 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 382 {
 383         int err = 0;
 384         int i;
 385         vq_callback_t **callbacks;
 386         const char **names;
 387         struct virtqueue **vqs;
 388         unsigned short num_vqs;
 389         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 390
 391         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 392                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 393                                    &num_vqs);
 394         if (err)
 395                 num_vqs = 1;
 396
 397         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 398         if (!vblk->vqs) {
 399                 err = -ENOMEM;
 400                 goto out;
 401         }
 402
 403         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 404         if (!names)
 405                 goto err_names;
 406
 407         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 408         if (!callbacks)
 409                 goto err_callbacks;
 410
 411         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 412         if (!vqs)
 413                 goto err_vqs;
 414
 415         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 416                 callbacks[i] = virtblk_done;
 417                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 418                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 419         }
 420
 421         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 422         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 423         if (err)
 424                 goto err_find_vqs;
 425
 426         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 427                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 428                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 429         }
 430         vblk->num_vqs = num_vqs;
 431
 432  err_find_vqs:
 433         kfree(vqs);
 434  err_vqs:
 435         kfree(callbacks);
 436  err_callbacks:
 437         kfree(names);
 438  err_names:
 439         if (err)
 440                 kfree(vblk->vqs);
 441  out:
 442         return err;
 443 }
 444
 445 /*
 446  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 447  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 448  */
 449 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 450 {
 451         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 452         char *begin = buf + strlen(prefix);
 453         char *end = buf + buflen;
 454         char *p;
 455         int unit;
 456
 457         p = end - 1;
 458         *p = '\0';
 459         unit = base;
 460         do {
 461                 if (p == begin)
 462                         return -EINVAL;
 463                 *--p = 'a' + (index % unit);
 464                 index = (index / unit) - 1;
 465         } while (index >= 0);
 466
 467         memmove(begin, p, end - p);
 468         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 469
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 474 {
 475         u8 writeback;
 476         int err;
 477
 478         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 479                                    struct virtio_blk_config, wce,
 480                                    &writeback);
 481         if (err)
 482                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE) ||
 483                             virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_VERSION_1);
 484
 485         return writeback;
 486 }
 487
 488 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 489 {
 490         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 491         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 492
 493         if (writeback)
 494                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
 495         else
 496                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
 497
 498         revalidate_disk(vblk->disk);
 499 }
 500
 501 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 502         "write through", "write back"
 503 };
 504
 505 static ssize_t
 506 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 507                          const char *buf, size_t count)
 508 {
 509         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 510         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 511         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 512         int i;
 513
 514         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 515         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 516                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 517                         break;
 518
 519         if (i < 0)
 520                 return -EINVAL;
 521
 522         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 523         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 524         return count;
 525 }
 526
 527 static ssize_t
 528 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 529                          char *buf)
 530 {
 531         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 532         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 533         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 534
 535         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 536         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 537 }
 538
 539 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 540         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 541                virtblk_cache_type_show, NULL);
 542 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 543         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 544                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 545
 546 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 547                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 548                 unsigned int numa_node)
 549 {
 550         struct virtio_blk *vblk = data;
 551         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 552
 553         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 554         return 0;
 555 }
 556
 557 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 558         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 559         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
 560         .complete       = virtblk_request_done,
 561         .init_request   = virtblk_init_request,
 562 };
 563
 564 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 565 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 566
 567 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 568 {
 569         struct virtio_blk *vblk;
 570         struct request_queue *q;
 571         int err, index;
 572
 573         u64 cap;
 574         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 575         u16 min_io_size;
 576         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 577
 578         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 579                              GFP_KERNEL);
 580         if (err < 0)
 581                 goto out;
 582         index = err;
 583
 584         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 585         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 586                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 587                                    &sg_elems);
 588
 589         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 590         if (err || !sg_elems)
 591                 sg_elems = 1;
 592
 593         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 594         sg_elems += 2;
 595         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 596         if (!vblk) {
 597                 err = -ENOMEM;
 598                 goto out_free_index;
 599         }
 600
 601         vblk->vdev = vdev;
 602         vblk->sg_elems = sg_elems;
 603
 604         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 605
 606         err = init_vq(vblk);
 607         if (err)
 608                 goto out_free_vblk;
 609
 610         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 611         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 612         if (!vblk->disk) {
 613                 err = -ENOMEM;
 614                 goto out_free_vq;
 615         }
 616
 617         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 618         if (!virtblk_queue_depth) {
 619                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 620                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 621                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 622                         virtblk_queue_depth /= 2;
 623         }
 624
 625         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 626         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 627         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 628         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 629         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 630         vblk->tag_set.cmd_size =
 631                 sizeof(struct virtblk_req) +
 632                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 633         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 634         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 635
 636         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 637         if (err)
 638                 goto out_put_disk;
 639
 640         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 641         if (IS_ERR(q)) {
 642                 err = -ENOMEM;
 643                 goto out_free_tags;
 644         }
 645
 646         q->queuedata = vblk;
 647
 648         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 649
 650         vblk->disk->major = major;
 651         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 652         vblk->disk->private_data = vblk;
 653         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 654         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
 655         vblk->index = index;
 656
 657         /* configure queue flush support */
 658         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 659
 660         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 661         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 662                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 663
 664         /* Host must always specify the capacity. */
 665         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 666
 667         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 668         if ((sector_t)cap != cap) {
 669                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 670                          (unsigned long long)cap);
 671                 cap = (sector_t)-1;
 672         }
 673         set_capacity(vblk->disk, cap);
 674
 675         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 676         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 677
 678         /* No need to bounce any requests */
 679         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 680
 681         /* No real sector limit. */
 682         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 683
 684         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 685          * segments. */
 686         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 687                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 688         if (!err)
 689                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 690         else
 691                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 692
 693         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 694         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 695                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 696                                    &blk_size);
 697         if (!err)
 698                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 699         else
 700                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 701
 702         /* Use topology information if available */
 703         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 704                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 705                                    &physical_block_exp);
 706         if (!err && physical_block_exp)
 707                 blk_queue_physical_block_size(q,
 708                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 709
 710         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 711                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 712                                    &alignment_offset);
 713         if (!err && alignment_offset)
 714                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 715
 716         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 717                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 718                                    &min_io_size);
 719         if (!err && min_io_size)
 720                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 721
 722         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 723                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 724                                    &opt_io_size);
 725         if (!err && opt_io_size)
 726                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 727
 728         virtio_device_ready(vdev);
 729
 730         add_disk(vblk->disk);
 731         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 732         if (err)
 733                 goto out_del_disk;
 734
 735         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 736                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 737                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 738         else
 739                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 740                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 741         if (err)
 742                 goto out_del_disk;
 743         return 0;
 744
 745 out_del_disk:
 746         del_gendisk(vblk->disk);
 747         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 748 out_free_tags:
 749         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 750 out_put_disk:
 751         put_disk(vblk->disk);
 752 out_free_vq:
 753         vdev->config->del_vqs(vdev);
 754 out_free_vblk:
 755         kfree(vblk);
 756 out_free_index:
 757         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 758 out:
 759         return err;
 760 }
 761
 762 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 763 {
 764         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 765         int index = vblk->index;
 766         int refc;
 767
 768         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 769         flush_work(&vblk->config_work);
 770
 771         del_gendisk(vblk->disk);
 772         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 773
 774         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 775
 776         /* Stop all the virtqueues. */
 777         vdev->config->reset(vdev);
 778
 779         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 780         put_disk(vblk->disk);
 781         vdev->config->del_vqs(vdev);
 782         kfree(vblk->vqs);
 783         kfree(vblk);
 784
 785         /* Only free device id if we don't have any users */
 786         if (refc == 1)
 787                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 788 }
 789
 790 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 791 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 792 {
 793         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 794
 795         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 796         vdev->config->reset(vdev);
 797
 798         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 799         flush_work(&vblk->config_work);
 800
 801         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 802
 803         vdev->config->del_vqs(vdev);
 804         return 0;
 805 }
 806
 807 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 808 {
 809         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 810         int ret;
 811
 812         ret = init_vq(vdev->priv);
 813         if (ret)
 814                 return ret;
 815
 816         virtio_device_ready(vdev);
 817
 818         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 819         return 0;
 820 }
 821 #endif
 822
 823 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 824         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 825         { 0 },
 826 };
 827
 828 static unsigned int features_legacy[] = {
 829         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 830         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 831         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 832         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 833 }
 834 ;
 835 static unsigned int features[] = {
 836         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 837         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 838         VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 839         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 840 };
 841
 842 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 843         .feature_table                  = features,
 844         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
 845         .feature_table_legacy           = features_legacy,
 846         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 847         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
 848         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
 849         .id_table                       = id_table,
 850         .probe                          = virtblk_probe,
 851         .remove                         = virtblk_remove,
 852         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
 853 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 854         .freeze                         = virtblk_freeze,
 855         .restore                        = virtblk_restore,
 856 #endif
 857 };
 858
 859 static int __init init(void)
 860 {
 861         int error;
 862
 863         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 864         if (!virtblk_wq)
 865                 return -ENOMEM;
 866
 867         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 868         if (major < 0) {
 869                 error = major;
 870                 goto out_destroy_workqueue;
 871         }
 872
 873         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 874         if (error)
 875                 goto out_unregister_blkdev;
 876         return 0;
 877
 878 out_unregister_blkdev:
 879         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 880 out_destroy_workqueue:
 881         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 882         return error;
 883 }
 884
 885 static void __exit fini(void)
 886 {
 887         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 888         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 889         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 890 }
 891 module_init(init);
 892 module_exit(fini);
 893
 894 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 895 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 896 MODULE_LICENSE("GPL");