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[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / 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, struct request *req,
163                 bool last)
164 {
165         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
166         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
167         unsigned long flags;
168         unsigned int num;
169         int qid = hctx->queue_num;
170         int err;
171         bool notify = false;
172
173         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
174
175         vbr->req = req;
176         if (req->cmd_flags & REQ_FLUSH) {
177                 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_FLUSH);
178                 vbr->out_hdr.sector = 0;
179                 vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
180         } else {
181                 switch (req->cmd_type) {
182                 case REQ_TYPE_FS:
183                         vbr->out_hdr.type = 0;
184                         vbr->out_hdr.sector = cpu_to_virtio64(vblk->vdev, blk_rq_pos(vbr->req));
185                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
186                         break;
187                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
188                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD);
189                         vbr->out_hdr.sector = 0;
190                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
191                         break;
192                 case REQ_TYPE_SPECIAL:
193                         vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_GET_ID);
194                         vbr->out_hdr.sector = 0;
195                         vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, req_get_ioprio(vbr->req));
196                         break;
197                 default:
198                         /* We don't put anything else in the queue. */
199                         BUG();
200                 }
201         }
202
203         blk_mq_start_request(req);
204
205         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, vbr->req, vbr->sg);
206         if (num) {
207                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE)
208                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT);
209                 else
210                         vbr->out_hdr.type |= cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_IN);
211         }
212
213         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
214         err = __virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
215         if (err) {
216                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
217                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
218                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
219                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
220                  * to direct descriptors */
221                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
222                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
223                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
224         }
225
226         if (last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
227                 notify = true;
228         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
229
230         if (notify)
231                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
232         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
233 }
234
235 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
236  */
237 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
238 {
239         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
240         struct request *req;
241         struct bio *bio;
242         int err;
243
244         bio = bio_map_kern(vblk->disk->queue, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES,
245                            GFP_KERNEL);
246         if (IS_ERR(bio))
247                 return PTR_ERR(bio);
248
249         req = blk_make_request(vblk->disk->queue, bio, GFP_KERNEL);
250         if (IS_ERR(req)) {
251                 bio_put(bio);
252                 return PTR_ERR(req);
253         }
254
255         req->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
256         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
257         blk_put_request(req);
258
259         return err;
260 }
261
262 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
263                              unsigned int cmd, unsigned long data)
264 {
265         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
266         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
267
268         /*
269          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
270          */
271         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
272                 return -ENOTTY;
273
274         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
275                                   (void __user *)data);
276 }
277
278 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
279 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
280 {
281         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
282
283         /* see if the host passed in geometry config */
284         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
285                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
286                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
287                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
288                              geometry.heads, &geo->heads);
289                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
290                              geometry.sectors, &geo->sectors);
291         } else {
292                 /* some standard values, similar to sd */
293                 geo->heads = 1 << 6;
294                 geo->sectors = 1 << 5;
295                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
296         }
297         return 0;
298 }
299
300 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
301         .ioctl  = virtblk_ioctl,
302         .owner  = THIS_MODULE,
303         .getgeo = virtblk_getgeo,
304 };
305
306 static int index_to_minor(int index)
307 {
308         return index << PART_BITS;
309 }
310
311 static int minor_to_index(int minor)
312 {
313         return minor >> PART_BITS;
314 }
315
316 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
317                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
318 {
319         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
320         int err;
321
322         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
323         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
324
325         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
326         err = virtblk_get_id(disk, buf);
327         if (!err)
328                 return strlen(buf);
329
330         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
331                 return 0;
332
333         return err;
334 }
335
336 static DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
337
338 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
339 {
340         struct virtio_blk *vblk =
341                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
342         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
343         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
344         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
345         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
346         u64 capacity, size;
347
348         /* Host must always specify the capacity. */
349         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
350
351         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
352         if ((sector_t)capacity != capacity) {
353                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
354                          (unsigned long long)capacity);
355                 capacity = (sector_t)-1;
356         }
357
358         size = capacity * queue_logical_block_size(q);
359         string_get_size(size, STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
360         string_get_size(size, STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
361
362         dev_notice(&vdev->dev,
363                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
364                   (unsigned long long)capacity,
365                   queue_logical_block_size(q),
366                   cap_str_10, cap_str_2);
367
368         set_capacity(vblk->disk, capacity);
369         revalidate_disk(vblk->disk);
370         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
371 }
372
373 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
374 {
375         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
376
377         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
378 }
379
380 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
381 {
382         int err = 0;
383         int i;
384         vq_callback_t **callbacks;
385         const char **names;
386         struct virtqueue **vqs;
387         unsigned short num_vqs;
388         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
389
390         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
391                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
392                                    &num_vqs);
393         if (err)
394                 num_vqs = 1;
395
396         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
397         if (!vblk->vqs) {
398                 err = -ENOMEM;
399                 goto out;
400         }
401
402         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
403         if (!names)
404                 goto err_names;
405
406         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
407         if (!callbacks)
408                 goto err_callbacks;
409
410         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
411         if (!vqs)
412                 goto err_vqs;
413
414         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
415                 callbacks[i] = virtblk_done;
416                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
417                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
418         }
419
420         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
421         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
422         if (err)
423                 goto err_find_vqs;
424
425         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
426                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
427                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
428         }
429         vblk->num_vqs = num_vqs;
430
431  err_find_vqs:
432         kfree(vqs);
433  err_vqs:
434         kfree(callbacks);
435  err_callbacks:
436         kfree(names);
437  err_names:
438         if (err)
439                 kfree(vblk->vqs);
440  out:
441         return err;
442 }
443
444 /*
445  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
446  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
447  */
448 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
449 {
450         const int base = 'z' - 'a' + 1;
451         char *begin = buf + strlen(prefix);
452         char *end = buf + buflen;
453         char *p;
454         int unit;
455
456         p = end - 1;
457         *p = '\0';
458         unit = base;
459         do {
460                 if (p == begin)
461                         return -EINVAL;
462                 *--p = 'a' + (index % unit);
463                 index = (index / unit) - 1;
464         } while (index >= 0);
465
466         memmove(begin, p, end - p);
467         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
468
469         return 0;
470 }
471
472 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
473 {
474         u8 writeback;
475         int err;
476
477         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
478                                    struct virtio_blk_config, wce,
479                                    &writeback);
480         if (err)
481                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE) ||
482                             virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_VERSION_1);
483
484         return writeback;
485 }
486
487 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
488 {
489         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
490         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
491
492         if (writeback)
493                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
494         else
495                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
496
497         revalidate_disk(vblk->disk);
498 }
499
500 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
501         "write through", "write back"
502 };
503
504 static ssize_t
505 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
506                          const char *buf, size_t count)
507 {
508         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
509         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
510         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
511         int i;
512
513         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
514         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
515                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
516                         break;
517
518         if (i < 0)
519                 return -EINVAL;
520
521         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
522         virtblk_update_cache_mode(vdev);
523         return count;
524 }
525
526 static ssize_t
527 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
528                          char *buf)
529 {
530         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
531         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
532         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
533
534         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
535         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
536 }
537
538 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
539         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
540                virtblk_cache_type_show, NULL);
541 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
542         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
543                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
544
545 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
546                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
547                 unsigned int numa_node)
548 {
549         struct virtio_blk *vblk = data;
550         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
551
552         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
553         return 0;
554 }
555
556 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
557         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
558         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
559         .complete       = virtblk_request_done,
560         .init_request   = virtblk_init_request,
561 };
562
563 static unsigned int virtblk_queue_depth;
564 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
565
566 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
567 {
568         struct virtio_blk *vblk;
569         struct request_queue *q;
570         int err, index;
571
572         u64 cap;
573         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
574         u16 min_io_size;
575         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
576
577         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
578                              GFP_KERNEL);
579         if (err < 0)
580                 goto out;
581         index = err;
582
583         /* We need to know how many segments before we allocate. */
584         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
585                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
586                                    &sg_elems);
587
588         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
589         if (err || !sg_elems)
590                 sg_elems = 1;
591
592         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
593         sg_elems += 2;
594         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
595         if (!vblk) {
596                 err = -ENOMEM;
597                 goto out_free_index;
598         }
599
600         vblk->vdev = vdev;
601         vblk->sg_elems = sg_elems;
602
603         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
604
605         err = init_vq(vblk);
606         if (err)
607                 goto out_free_vblk;
608
609         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
610         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
611         if (!vblk->disk) {
612                 err = -ENOMEM;
613                 goto out_free_vq;
614         }
615
616         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
617         if (!virtblk_queue_depth) {
618                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
619                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
620                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
621                         virtblk_queue_depth /= 2;
622         }
623
624         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
625         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
626         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
627         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
628         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
629         vblk->tag_set.cmd_size =
630                 sizeof(struct virtblk_req) +
631                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
632         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
633         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
634
635         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
636         if (err)
637                 goto out_put_disk;
638
639         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
640         if (!q) {
641                 err = -ENOMEM;
642                 goto out_free_tags;
643         }
644
645         q->queuedata = vblk;
646
647         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
648
649         vblk->disk->major = major;
650         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
651         vblk->disk->private_data = vblk;
652         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
653         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
654         vblk->index = index;
655
656         /* configure queue flush support */
657         virtblk_update_cache_mode(vdev);
658
659         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
660         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
661                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
662
663         /* Host must always specify the capacity. */
664         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
665
666         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
667         if ((sector_t)cap != cap) {
668                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
669                          (unsigned long long)cap);
670                 cap = (sector_t)-1;
671         }
672         set_capacity(vblk->disk, cap);
673
674         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
675         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
676
677         /* No need to bounce any requests */
678         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
679
680         /* No real sector limit. */
681         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
682
683         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
684          * segments. */
685         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
686                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
687         if (!err)
688                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
689         else
690                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
691
692         /* Host can optionally specify the block size of the device */
693         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
694                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
695                                    &blk_size);
696         if (!err)
697                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
698         else
699                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
700
701         /* Use topology information if available */
702         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
703                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
704                                    &physical_block_exp);
705         if (!err && physical_block_exp)
706                 blk_queue_physical_block_size(q,
707                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
708
709         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
710                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
711                                    &alignment_offset);
712         if (!err && alignment_offset)
713                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
714
715         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
716                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
717                                    &min_io_size);
718         if (!err && min_io_size)
719                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
720
721         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
722                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
723                                    &opt_io_size);
724         if (!err && opt_io_size)
725                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
726
727         virtio_device_ready(vdev);
728
729         add_disk(vblk->disk);
730         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
731         if (err)
732                 goto out_del_disk;
733
734         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
735                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
736                                          &dev_attr_cache_type_rw);
737         else
738                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
739                                          &dev_attr_cache_type_ro);
740         if (err)
741                 goto out_del_disk;
742         return 0;
743
744 out_del_disk:
745         del_gendisk(vblk->disk);
746         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
747 out_free_tags:
748         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
749 out_put_disk:
750         put_disk(vblk->disk);
751 out_free_vq:
752         vdev->config->del_vqs(vdev);
753 out_free_vblk:
754         kfree(vblk);
755 out_free_index:
756         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
757 out:
758         return err;
759 }
760
761 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
762 {
763         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
764         int index = vblk->index;
765         int refc;
766
767         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
768         flush_work(&vblk->config_work);
769
770         del_gendisk(vblk->disk);
771         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
772
773         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
774
775         /* Stop all the virtqueues. */
776         vdev->config->reset(vdev);
777
778         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
779         put_disk(vblk->disk);
780         vdev->config->del_vqs(vdev);
781         kfree(vblk->vqs);
782         kfree(vblk);
783
784         /* Only free device id if we don't have any users */
785         if (refc == 1)
786                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
787 }
788
789 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
790 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
791 {
792         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
793
794         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
795         vdev->config->reset(vdev);
796
797         /* Make sure no work handler is accessing the device. */
798         flush_work(&vblk->config_work);
799
800         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
801
802         vdev->config->del_vqs(vdev);
803         return 0;
804 }
805
806 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
807 {
808         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
809         int ret;
810
811         ret = init_vq(vdev->priv);
812         if (ret)
813                 return ret;
814
815         virtio_device_ready(vdev);
816
817         blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
818         return 0;
819 }
820 #endif
821
822 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
823         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
824         { 0 },
825 };
826
827 static unsigned int features_legacy[] = {
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, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
830         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
831         VIRTIO_BLK_F_MQ,
832 }
833 ;
834 static unsigned int features[] = {
835         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
836         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
837         VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
838         VIRTIO_BLK_F_MQ,
839 };
840
841 static struct virtio_driver virtio_blk = {
842         .feature_table                  = features,
843         .feature_table_size             = ARRAY_SIZE(features),
844         .feature_table_legacy           = features_legacy,
845         .feature_table_size_legacy      = ARRAY_SIZE(features_legacy),
846         .driver.name                    = KBUILD_MODNAME,
847         .driver.owner                   = THIS_MODULE,
848         .id_table                       = id_table,
849         .probe                          = virtblk_probe,
850         .remove                         = virtblk_remove,
851         .config_changed                 = virtblk_config_changed,
852 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
853         .freeze                         = virtblk_freeze,
854         .restore                        = virtblk_restore,
855 #endif
856 };
857
858 static int __init init(void)
859 {
860         int error;
861
862         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
863         if (!virtblk_wq)
864                 return -ENOMEM;
865
866         major = register_blkdev(0, "virtblk");
867         if (major < 0) {
868                 error = major;
869                 goto out_destroy_workqueue;
870         }
871
872         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
873         if (error)
874                 goto out_unregister_blkdev;
875         return 0;
876
877 out_unregister_blkdev:
878         unregister_blkdev(major, "virtblk");
879 out_destroy_workqueue:
880         destroy_workqueue(virtblk_wq);
881         return error;
882 }
883
884 static void __exit fini(void)
885 {
886         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
887         unregister_blkdev(major, "virtblk");
888         destroy_workqueue(virtblk_wq);
889 }
890 module_init(init);
891 module_exit(fini);
892
893 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
894 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
895 MODULE_LICENSE("GPL");