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         /* Lock for config space updates */
  45         struct mutex config_lock;
  46
  47         /* enable config space updates */
  48         bool config_enable;
  49
  50         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  51         unsigned int sg_elems;
  52
  53         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  54         int index;
  55
  56         /* num of vqs */
  57         int num_vqs;
  58         struct virtio_blk_vq *vqs;
  59 };
  60
  61 struct virtblk_req
  62 {
  63         struct request *req;
  64         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  65         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  66         u8 status;
  67         struct scatterlist sg[];
  68 };
  69
  70 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  71 {
  72         switch (vbr->status) {
  73         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  74                 return 0;
  75         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  76                 return -ENOTTY;
  77         default:
  78                 return -EIO;
  79         }
  80 }
  81
  82 static int __virtblk_add_req(struct virtqueue *vq,
  83                              struct virtblk_req *vbr,
  84                              struct scatterlist *data_sg,
  85                              bool have_data)
  86 {
  87         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  88         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  89         int type = vbr->out_hdr.type & ~VIRTIO_BLK_T_OUT;
  90
  91         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  92         sgs[num_out++] = &hdr;
  93
  94         /*
  95          * If this is a packet command we need a couple of additional headers.
  96          * Behind the normal outhdr we put a segment with the scsi command
  97          * block, and before the normal inhdr we put the sense data and the
  98          * inhdr with additional status information.
  99          */
 100         if (type == VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
 101                 sg_init_one(&cmd, vbr->req->cmd, vbr->req->cmd_len);
 102                 sgs[num_out++] = &cmd;
 103         }
 104
 105         if (have_data) {
 106                 if (vbr->out_hdr.type & VIRTIO_BLK_T_OUT)
 107                         sgs[num_out++] = data_sg;
 108                 else
 109                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 110         }
 111
 112         if (type == VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
 113                 sg_init_one(&sense, vbr->req->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 114                 sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 115                 sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 116                 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 117         }
 118
 119         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 120         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 121
 122         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 123 }
 124
 125 static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
 126 {
 127         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 128         int error = virtblk_result(vbr);
 129
 130         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 131                 req->resid_len = vbr->in_hdr.residual;
 132                 req->sense_len = vbr->in_hdr.sense_len;
 133                 req->errors = vbr->in_hdr.errors;
 134         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_SPECIAL) {
 135                 req->errors = (error != 0);
 136         }
 137
 138         blk_mq_end_request(req, error);
 139 }
 140
 141 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 142 {
 143         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 144         bool req_done = false;
 145         int qid = vq->index;
 146         struct virtblk_req *vbr;
 147         unsigned long flags;
 148         unsigned int len;
 149
 150         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 151         do {
 152                 virtqueue_disable_cb(vq);
 153                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 154                         blk_mq_complete_request(vbr->req);
 155                         req_done = true;
 156                 }
 157                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 158                         break;
 159         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 160
 161         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 162         if (req_done)
 163                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 164         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 165 }
 166
 167 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *req,
 168                 bool last)
 169 {
 170         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 171         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 172         unsigned long flags;
 173         unsigned int num;
 174         int qid = hctx->queue_num;
 175         int err;
 176         bool notify = false;
 177
 178         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 179
 180         vbr->req = req;
 181         if (req->cmd_flags & REQ_FLUSH) {
 182                 vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 183                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 184                 vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 185         } else {
 186                 switch (req->cmd_type) {
 187                 case REQ_TYPE_FS:
 188                         vbr->out_hdr.type = 0;
 189                         vbr->out_hdr.sector = blk_rq_pos(vbr->req);
 190                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 191                         break;
 192                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 193                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 194                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 195                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 196                         break;
 197                 case REQ_TYPE_SPECIAL:
 198                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 199                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 200                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 201                         break;
 202                 default:
 203                         /* We don't put anything else in the queue. */
 204                         BUG();
 205                 }
 206         }
 207
 208         blk_mq_start_request(req);
 209
 210         num = blk_rq_map_sg(hctx->queue, vbr->req, vbr->sg);
 211         if (num) {
 212                 if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE)
 213                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
 214                 else
 215                         vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_IN;
 216         }
 217
 218         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 219         err = __virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr, vbr->sg, num);
 220         if (err) {
 221                 virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
 222                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 223                 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 224                 /* Out of mem doesn't actually happen, since we fall back
 225                  * to direct descriptors */
 226                 if (err == -ENOMEM || err == -ENOSPC)
 227                         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY;
 228                 return BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR;
 229         }
 230
 231         if (last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
 232                 notify = true;
 233         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 234
 235         if (notify)
 236                 virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 237         return BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK;
 238 }
 239
 240 /* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 241  */
 242 static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
 243 {
 244         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 245         struct request *req;
 246         struct bio *bio;
 247         int err;
 248
 249         bio = bio_map_kern(vblk->disk->queue, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES,
 250                            GFP_KERNEL);
 251         if (IS_ERR(bio))
 252                 return PTR_ERR(bio);
 253
 254         req = blk_make_request(vblk->disk->queue, bio, GFP_KERNEL);
 255         if (IS_ERR(req)) {
 256                 bio_put(bio);
 257                 return PTR_ERR(req);
 258         }
 259
 260         req->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
 261         err = blk_execute_rq(vblk->disk->queue, vblk->disk, req, false);
 262         blk_put_request(req);
 263
 264         return err;
 265 }
 266
 267 static int virtblk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 268                              unsigned int cmd, unsigned long data)
 269 {
 270         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 271         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 272
 273         /*
 274          * Only allow the generic SCSI ioctls if the host can support it.
 275          */
 276         if (!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_SCSI))
 277                 return -ENOTTY;
 278
 279         return scsi_cmd_blk_ioctl(bdev, mode, cmd,
 280                                   (void __user *)data);
 281 }
 282
 283 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
 284 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
 285 {
 286         struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 287
 288         /* see if the host passed in geometry config */
 289         if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
 290                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 291                              geometry.cylinders, &geo->cylinders);
 292                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 293                              geometry.heads, &geo->heads);
 294                 virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
 295                              geometry.sectors, &geo->sectors);
 296         } else {
 297                 /* some standard values, similar to sd */
 298                 geo->heads = 1 << 6;
 299                 geo->sectors = 1 << 5;
 300                 geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 301         }
 302         return 0;
 303 }
 304
 305 static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 306         .ioctl  = virtblk_ioctl,
 307         .owner  = THIS_MODULE,
 308         .getgeo = virtblk_getgeo,
 309 };
 310
 311 static int index_to_minor(int index)
 312 {
 313         return index << PART_BITS;
 314 }
 315
 316 static int minor_to_index(int minor)
 317 {
 318         return minor >> PART_BITS;
 319 }
 320
 321 static ssize_t virtblk_serial_show(struct device *dev,
 322                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 323 {
 324         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 325         int err;
 326
 327         /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 328         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);
 329
 330         buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 331         err = virtblk_get_id(disk, buf);
 332         if (!err)
 333                 return strlen(buf);
 334
 335         if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
 336                 return 0;
 337
 338         return err;
 339 }
 340 DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 341
 342 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 343 {
 344         struct virtio_blk *vblk =
 345                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 346         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 347         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 348         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 349         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 350         u64 capacity, size;
 351
 352         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 353         if (!vblk->config_enable)
 354                 goto done;
 355
 356         /* Host must always specify the capacity. */
 357         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);
 358
 359         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 360         if ((sector_t)capacity != capacity) {
 361                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 362                          (unsigned long long)capacity);
 363                 capacity = (sector_t)-1;
 364         }
 365
 366         size = capacity * queue_logical_block_size(q);
 367         string_get_size(size, STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 368         string_get_size(size, STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));
 369
 370         dev_notice(&vdev->dev,
 371                   "new size: %llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
 372                   (unsigned long long)capacity,
 373                   queue_logical_block_size(q),
 374                   cap_str_10, cap_str_2);
 375
 376         set_capacity(vblk->disk, capacity);
 377         revalidate_disk(vblk->disk);
 378         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
 379 done:
 380         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 381 }
 382
 383 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 384 {
 385         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 386
 387         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 388 }
 389
 390 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 391 {
 392         int err = 0;
 393         int i;
 394         vq_callback_t **callbacks;
 395         const char **names;
 396         struct virtqueue **vqs;
 397         unsigned short num_vqs;
 398         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 399
 400         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 401                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 402                                    &num_vqs);
 403         if (err)
 404                 num_vqs = 1;
 405
 406         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 407         if (!vblk->vqs) {
 408                 err = -ENOMEM;
 409                 goto out;
 410         }
 411
 412         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 413         if (!names)
 414                 goto err_names;
 415
 416         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 417         if (!callbacks)
 418                 goto err_callbacks;
 419
 420         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 421         if (!vqs)
 422                 goto err_vqs;
 423
 424         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 425                 callbacks[i] = virtblk_done;
 426                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 427                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 428         }
 429
 430         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 431         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 432         if (err)
 433                 goto err_find_vqs;
 434
 435         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 436                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 437                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 438         }
 439         vblk->num_vqs = num_vqs;
 440
 441  err_find_vqs:
 442         kfree(vqs);
 443  err_vqs:
 444         kfree(callbacks);
 445  err_callbacks:
 446         kfree(names);
 447  err_names:
 448         if (err)
 449                 kfree(vblk->vqs);
 450  out:
 451         return err;
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 456  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 457  */
 458 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 459 {
 460         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 461         char *begin = buf + strlen(prefix);
 462         char *end = buf + buflen;
 463         char *p;
 464         int unit;
 465
 466         p = end - 1;
 467         *p = '\0';
 468         unit = base;
 469         do {
 470                 if (p == begin)
 471                         return -EINVAL;
 472                 *--p = 'a' + (index % unit);
 473                 index = (index / unit) - 1;
 474         } while (index >= 0);
 475
 476         memmove(begin, p, end - p);
 477         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 478
 479         return 0;
 480 }
 481
 482 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 483 {
 484         u8 writeback;
 485         int err;
 486
 487         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 488                                    struct virtio_blk_config, wce,
 489                                    &writeback);
 490         if (err)
 491                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE);
 492
 493         return writeback;
 494 }
 495
 496 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 497 {
 498         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 499         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 500
 501         if (writeback)
 502                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
 503         else
 504                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
 505
 506         revalidate_disk(vblk->disk);
 507 }
 508
 509 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 510         "write through", "write back"
 511 };
 512
 513 static ssize_t
 514 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 515                          const char *buf, size_t count)
 516 {
 517         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 518         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 519         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 520         int i;
 521
 522         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 523         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 524                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 525                         break;
 526
 527         if (i < 0)
 528                 return -EINVAL;
 529
 530         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 531         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 532         return count;
 533 }
 534
 535 static ssize_t
 536 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 537                          char *buf)
 538 {
 539         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 540         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 541         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 542
 543         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 544         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 545 }
 546
 547 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 548         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 549                virtblk_cache_type_show, NULL);
 550 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 551         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 552                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 553
 554 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 555                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 556                 unsigned int numa_node)
 557 {
 558         struct virtio_blk *vblk = data;
 559         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 560
 561         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 562         return 0;
 563 }
 564
 565 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 566         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 567         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
 568         .complete       = virtblk_request_done,
 569         .init_request   = virtblk_init_request,
 570 };
 571
 572 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 573 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 574
 575 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 576 {
 577         struct virtio_blk *vblk;
 578         struct request_queue *q;
 579         int err, index;
 580
 581         u64 cap;
 582         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 583         u16 min_io_size;
 584         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 585
 586         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 587                              GFP_KERNEL);
 588         if (err < 0)
 589                 goto out;
 590         index = err;
 591
 592         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 593         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 594                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 595                                    &sg_elems);
 596
 597         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 598         if (err || !sg_elems)
 599                 sg_elems = 1;
 600
 601         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 602         sg_elems += 2;
 603         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 604         if (!vblk) {
 605                 err = -ENOMEM;
 606                 goto out_free_index;
 607         }
 608
 609         vblk->vdev = vdev;
 610         vblk->sg_elems = sg_elems;
 611         mutex_init(&vblk->config_lock);
 612
 613         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 614         vblk->config_enable = true;
 615
 616         err = init_vq(vblk);
 617         if (err)
 618                 goto out_free_vblk;
 619
 620         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 621         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 622         if (!vblk->disk) {
 623                 err = -ENOMEM;
 624                 goto out_free_vq;
 625         }
 626
 627         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 628         if (!virtblk_queue_depth) {
 629                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 630                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 631                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 632                         virtblk_queue_depth /= 2;
 633         }
 634
 635         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 636         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 637         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 638         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 639         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 640         vblk->tag_set.cmd_size =
 641                 sizeof(struct virtblk_req) +
 642                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 643         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 644         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 645
 646         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 647         if (err)
 648                 goto out_put_disk;
 649
 650         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 651         if (!q) {
 652                 err = -ENOMEM;
 653                 goto out_free_tags;
 654         }
 655
 656         q->queuedata = vblk;
 657
 658         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 659
 660         vblk->disk->major = major;
 661         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 662         vblk->disk->private_data = vblk;
 663         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 664         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
 665         vblk->index = index;
 666
 667         /* configure queue flush support */
 668         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 669
 670         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 671         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 672                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 673
 674         /* Host must always specify the capacity. */
 675         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 676
 677         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 678         if ((sector_t)cap != cap) {
 679                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 680                          (unsigned long long)cap);
 681                 cap = (sector_t)-1;
 682         }
 683         set_capacity(vblk->disk, cap);
 684
 685         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 686         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 687
 688         /* No need to bounce any requests */
 689         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 690
 691         /* No real sector limit. */
 692         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 693
 694         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 695          * segments. */
 696         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 697                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 698         if (!err)
 699                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 700         else
 701                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 702
 703         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 704         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 705                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 706                                    &blk_size);
 707         if (!err)
 708                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 709         else
 710                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 711
 712         /* Use topology information if available */
 713         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 714                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 715                                    &physical_block_exp);
 716         if (!err && physical_block_exp)
 717                 blk_queue_physical_block_size(q,
 718                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 719
 720         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 721                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 722                                    &alignment_offset);
 723         if (!err && alignment_offset)
 724                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 725
 726         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 727                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 728                                    &min_io_size);
 729         if (!err && min_io_size)
 730                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 731
 732         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 733                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 734                                    &opt_io_size);
 735         if (!err && opt_io_size)
 736                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 737
 738         add_disk(vblk->disk);
 739         err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
 740         if (err)
 741                 goto out_del_disk;
 742
 743         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
 744                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 745                                          &dev_attr_cache_type_rw);
 746         else
 747                 err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk),
 748                                          &dev_attr_cache_type_ro);
 749         if (err)
 750                 goto out_del_disk;
 751         return 0;
 752
 753 out_del_disk:
 754         del_gendisk(vblk->disk);
 755         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 756 out_free_tags:
 757         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 758 out_put_disk:
 759         put_disk(vblk->disk);
 760 out_free_vq:
 761         vdev->config->del_vqs(vdev);
 762 out_free_vblk:
 763         kfree(vblk);
 764 out_free_index:
 765         ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 766 out:
 767         return err;
 768 }
 769
 770 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
 771 {
 772         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 773         int index = vblk->index;
 774         int refc;
 775
 776         /* Prevent config work handler from accessing the device. */
 777         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 778         vblk->config_enable = false;
 779         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 780
 781         del_gendisk(vblk->disk);
 782         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
 783
 784         blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
 785
 786         /* Stop all the virtqueues. */
 787         vdev->config->reset(vdev);
 788
 789         flush_work(&vblk->config_work);
 790
 791         refc = atomic_read(&disk_to_dev(vblk->disk)->kobj.kref.refcount);
 792         put_disk(vblk->disk);
 793         vdev->config->del_vqs(vdev);
 794         kfree(vblk->vqs);
 795         kfree(vblk);
 796
 797         /* Only free device id if we don't have any users */
 798         if (refc == 1)
 799                 ida_simple_remove(&vd_index_ida, index);
 800 }
 801
 802 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 803 static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
 804 {
 805         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 806
 807         /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 808         vdev->config->reset(vdev);
 809
 810         /* Prevent config work handler from accessing the device. */
 811         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 812         vblk->config_enable = false;
 813         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 814
 815         flush_work(&vblk->config_work);
 816
 817         blk_mq_stop_hw_queues(vblk->disk->queue);
 818
 819         vdev->config->del_vqs(vdev);
 820         return 0;
 821 }
 822
 823 static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
 824 {
 825         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 826         int ret;
 827
 828         vblk->config_enable = true;
 829         ret = init_vq(vdev->priv);
 830         if (!ret)
 831                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 832
 833         return ret;
 834 }
 835 #endif
 836
 837 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 838         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 839         { 0 },
 840 };
 841
 842 static unsigned int features[] = {
 843         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 844         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 845         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 846         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 847 };
 848
 849 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 850         .feature_table          = features,
 851         .feature_table_size     = ARRAY_SIZE(features),
 852         .driver.name            = KBUILD_MODNAME,
 853         .driver.owner           = THIS_MODULE,
 854         .id_table               = id_table,
 855         .probe                  = virtblk_probe,
 856         .remove                 = virtblk_remove,
 857         .config_changed         = virtblk_config_changed,
 858 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 859         .freeze                 = virtblk_freeze,
 860         .restore                = virtblk_restore,
 861 #endif
 862 };
 863
 864 static int __init init(void)
 865 {
 866         int error;
 867
 868         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 869         if (!virtblk_wq)
 870                 return -ENOMEM;
 871
 872         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 873         if (major < 0) {
 874                 error = major;
 875                 goto out_destroy_workqueue;
 876         }
 877
 878         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 879         if (error)
 880                 goto out_unregister_blkdev;
 881         return 0;
 882
 883 out_unregister_blkdev:
 884         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 885 out_destroy_workqueue:
 886         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 887         return error;
 888 }
 889
 890 static void __exit fini(void)
 891 {
 892         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 893         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 894         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 895 }
 896 module_init(init);
 897 module_exit(fini);
 898
 899 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 900 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 901 MODULE_LICENSE("GPL");