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         /* What host tells us, plus 2 for header & tailer. */
  48         unsigned int sg_elems;
  49
  50         /* Ida index - used to track minor number allocations. */
  51         int index;
  52
  53         /* num of vqs */
  54         int num_vqs;
  55         struct virtio_blk_vq *vqs;
  56 };
  57
  58 struct virtblk_req
  59 {
  60         struct request *req;
  61         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
  62         struct virtio_scsi_inhdr in_hdr;
  63         u8 status;
  64         struct scatterlist sg[];
  65 };
  66
  67 static inline int virtblk_result(struct virtblk_req *vbr)
  68 {
  69         switch (vbr->status) {
  70         case VIRTIO_BLK_S_OK:
  71                 return 0;
  72         case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  73                 return -ENOTTY;
  74         default:
  75                 return -EIO;
  76         }
  77 }
  78
  79 static int __virtblk_add_req(struct virtqueue *vq,
  80                              struct virtblk_req *vbr,
  81                              struct scatterlist *data_sg,
  82                              bool have_data)
  83 {
  84         struct scatterlist hdr, status, cmd, sense, inhdr, *sgs[6];
  85         unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
  86         int type = vbr->out_hdr.type & ~VIRTIO_BLK_T_OUT;
  87
  88         sg_init_one(&hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
  89         sgs[num_out++] = &hdr;
  90
  91         /*
  92          * If this is a packet command we need a couple of additional headers.
  93          * Behind the normal outhdr we put a segment with the scsi command
  94          * block, and before the normal inhdr we put the sense data and the
  95          * inhdr with additional status information.
  96          */
  97         if (type == VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
  98                 sg_init_one(&cmd, vbr->req->cmd, vbr->req->cmd_len);
  99                 sgs[num_out++] = &cmd;
 100         }
 101
 102         if (have_data) {
 103                 if (vbr->out_hdr.type & VIRTIO_BLK_T_OUT)
 104                         sgs[num_out++] = data_sg;
 105                 else
 106                         sgs[num_out + num_in++] = data_sg;
 107         }
 108
 109         if (type == VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
 110                 sg_init_one(&sense, vbr->req->sense, SCSI_SENSE_BUFFERSIZE);
 111                 sgs[num_out + num_in++] = &sense;
 112                 sg_init_one(&inhdr, &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
 113                 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr;
 114         }
 115
 116         sg_init_one(&status, &vbr->status, sizeof(vbr->status));
 117         sgs[num_out + num_in++] = &status;
 118
 119         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
 120 }
 121
 122 static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
 123 {
 124         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 125         int error = virtblk_result(vbr);
 126
 127         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
 128                 req->resid_len = vbr->in_hdr.residual;
 129                 req->sense_len = vbr->in_hdr.sense_len;
 130                 req->errors = vbr->in_hdr.errors;
 131         } else if (req->cmd_type == REQ_TYPE_SPECIAL) {
 132                 req->errors = (error != 0);
 133         }
 134
 135         blk_mq_end_io(req, error);
 136 }
 137
 138 static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
 139 {
 140         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 141         bool req_done = false;
 142         int qid = vq->index;
 143         struct virtblk_req *vbr;
 144         unsigned long flags;
 145         unsigned int len;
 146
 147         spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 148         do {
 149                 virtqueue_disable_cb(vq);
 150                 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
 151                         blk_mq_complete_request(vbr->req);
 152                         req_done = true;
 153                 }
 154                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 155                         break;
 156         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 157
 158         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 159         if (req_done)
 160                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 161         spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 162 }
 163
 164 static int virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *req)
 165 {
 166         struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 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         const bool last = (req->cmd_flags & REQ_END) != 0;
 172         int err;
 173         bool notify = false;
 174
 175         BUG_ON(req->nr_phys_segments + 2 > vblk->sg_elems);
 176
 177         vbr->req = req;
 178         if (req->cmd_flags & REQ_FLUSH) {
 179                 vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
 180                 vbr->out_hdr.sector = 0;
 181                 vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 182         } else {
 183                 switch (req->cmd_type) {
 184                 case REQ_TYPE_FS:
 185                         vbr->out_hdr.type = 0;
 186                         vbr->out_hdr.sector = blk_rq_pos(vbr->req);
 187                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 188                         break;
 189                 case REQ_TYPE_BLOCK_PC:
 190                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
 191                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 192                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 193                         break;
 194                 case REQ_TYPE_SPECIAL:
 195                         vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_GET_ID;
 196                         vbr->out_hdr.sector = 0;
 197                         vbr->out_hdr.ioprio = req_get_ioprio(vbr->req);
 198                         break;
 199                 default:
 200                         /* We don't put anything else in the queue. */
 201                         BUG();
 202                 }
 203         }
 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 |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
 209                 else
 210                         vbr->out_hdr.type |= 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 DEVICE_ATTR(serial, S_IRUGO, virtblk_serial_show, NULL);
 336
 337 static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
 338 {
 339         struct virtio_blk *vblk =
 340                 container_of(work, struct virtio_blk, config_work);
 341         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 342         struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 343         char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 344         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
 345         u64 capacity, size;
 346
 347         mutex_lock(&vblk->config_lock);
 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         mutex_unlock(&vblk->config_lock);
 374 }
 375
 376 static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
 377 {
 378         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 379
 380         queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
 381 }
 382
 383 static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
 384 {
 385         int err = 0;
 386         int i;
 387         vq_callback_t **callbacks;
 388         const char **names;
 389         struct virtqueue **vqs;
 390         unsigned short num_vqs;
 391         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 392
 393         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
 394                                    struct virtio_blk_config, num_queues,
 395                                    &num_vqs);
 396         if (err)
 397                 num_vqs = 1;
 398
 399         vblk->vqs = kmalloc(sizeof(*vblk->vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 400         if (!vblk->vqs) {
 401                 err = -ENOMEM;
 402                 goto out;
 403         }
 404
 405         names = kmalloc(sizeof(*names) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 406         if (!names)
 407                 goto err_names;
 408
 409         callbacks = kmalloc(sizeof(*callbacks) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 410         if (!callbacks)
 411                 goto err_callbacks;
 412
 413         vqs = kmalloc(sizeof(*vqs) * num_vqs, GFP_KERNEL);
 414         if (!vqs)
 415                 goto err_vqs;
 416
 417         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 418                 callbacks[i] = virtblk_done;
 419                 snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%d", i);
 420                 names[i] = vblk->vqs[i].name;
 421         }
 422
 423         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 424         err = vdev->config->find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names);
 425         if (err)
 426                 goto err_find_vqs;
 427
 428         for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
 429                 spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
 430                 vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 431         }
 432         vblk->num_vqs = num_vqs;
 433
 434  err_find_vqs:
 435         kfree(vqs);
 436  err_vqs:
 437         kfree(callbacks);
 438  err_callbacks:
 439         kfree(names);
 440  err_names:
 441         if (err)
 442                 kfree(vblk->vqs);
 443  out:
 444         return err;
 445 }
 446
 447 /*
 448  * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 449  * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 450  */
 451 static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
 452 {
 453         const int base = 'z' - 'a' + 1;
 454         char *begin = buf + strlen(prefix);
 455         char *end = buf + buflen;
 456         char *p;
 457         int unit;
 458
 459         p = end - 1;
 460         *p = '\0';
 461         unit = base;
 462         do {
 463                 if (p == begin)
 464                         return -EINVAL;
 465                 *--p = 'a' + (index % unit);
 466                 index = (index / unit) - 1;
 467         } while (index >= 0);
 468
 469         memmove(begin, p, end - p);
 470         memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));
 471
 472         return 0;
 473 }
 474
 475 static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 476 {
 477         u8 writeback;
 478         int err;
 479
 480         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 481                                    struct virtio_blk_config, wce,
 482                                    &writeback);
 483         if (err)
 484                 writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WCE);
 485
 486         return writeback;
 487 }
 488
 489 static void virtblk_update_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
 490 {
 491         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vdev);
 492         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 493
 494         if (writeback)
 495                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, REQ_FLUSH);
 496         else
 497                 blk_queue_flush(vblk->disk->queue, 0);
 498
 499         revalidate_disk(vblk->disk);
 500 }
 501
 502 static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 503         "write through", "write back"
 504 };
 505
 506 static ssize_t
 507 virtblk_cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 508                          const char *buf, size_t count)
 509 {
 510         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 511         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 512         struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 513         int i;
 514
 515         BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 516         for (i = ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types); --i >= 0; )
 517                 if (sysfs_streq(buf, virtblk_cache_types[i]))
 518                         break;
 519
 520         if (i < 0)
 521                 return -EINVAL;
 522
 523         virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);
 524         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 525         return count;
 526 }
 527
 528 static ssize_t
 529 virtblk_cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 530                          char *buf)
 531 {
 532         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 533         struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 534         u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);
 535
 536         BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 537         return snprintf(buf, 40, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
 538 }
 539
 540 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_ro =
 541         __ATTR(cache_type, S_IRUGO,
 542                virtblk_cache_type_show, NULL);
 543 static const struct device_attribute dev_attr_cache_type_rw =
 544         __ATTR(cache_type, S_IRUGO|S_IWUSR,
 545                virtblk_cache_type_show, virtblk_cache_type_store);
 546
 547 static int virtblk_init_request(void *data, struct request *rq,
 548                 unsigned int hctx_idx, unsigned int request_idx,
 549                 unsigned int numa_node)
 550 {
 551         struct virtio_blk *vblk = data;
 552         struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 553
 554         sg_init_table(vbr->sg, vblk->sg_elems);
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 static struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 559         .queue_rq       = virtio_queue_rq,
 560         .map_queue      = blk_mq_map_queue,
 561         .complete       = virtblk_request_done,
 562         .init_request   = virtblk_init_request,
 563 };
 564
 565 static unsigned int virtblk_queue_depth;
 566 module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);
 567
 568 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
 569 {
 570         struct virtio_blk *vblk;
 571         struct request_queue *q;
 572         int err, index;
 573
 574         u64 cap;
 575         u32 v, blk_size, sg_elems, opt_io_size;
 576         u16 min_io_size;
 577         u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 578
 579         err = ida_simple_get(&vd_index_ida, 0, minor_to_index(1 << MINORBITS),
 580                              GFP_KERNEL);
 581         if (err < 0)
 582                 goto out;
 583         index = err;
 584
 585         /* We need to know how many segments before we allocate. */
 586         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
 587                                    struct virtio_blk_config, seg_max,
 588                                    &sg_elems);
 589
 590         /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 591         if (err || !sg_elems)
 592                 sg_elems = 1;
 593
 594         /* We need an extra sg elements at head and tail. */
 595         sg_elems += 2;
 596         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 597         if (!vblk) {
 598                 err = -ENOMEM;
 599                 goto out_free_index;
 600         }
 601
 602         vblk->vdev = vdev;
 603         vblk->sg_elems = sg_elems;
 604         mutex_init(&vblk->config_lock);
 605
 606         INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
 607
 608         err = init_vq(vblk);
 609         if (err)
 610                 goto out_free_vblk;
 611
 612         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
 613         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
 614         if (!vblk->disk) {
 615                 err = -ENOMEM;
 616                 goto out_free_vq;
 617         }
 618
 619         /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 620         if (!virtblk_queue_depth) {
 621                 virtblk_queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
 622                 /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
 623                 if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 624                         virtblk_queue_depth /= 2;
 625         }
 626
 627         memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 628         vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 629         vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
 630         vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 631         vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
 632         vblk->tag_set.cmd_size =
 633                 sizeof(struct virtblk_req) +
 634                 sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
 635         vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 636         vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 637
 638         err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 639         if (err)
 640                 goto out_put_disk;
 641
 642         q = vblk->disk->queue = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
 643         if (!q) {
 644                 err = -ENOMEM;
 645                 goto out_free_tags;
 646         }
 647
 648         q->queuedata = vblk;
 649
 650         virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
 651
 652         vblk->disk->major = major;
 653         vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 654         vblk->disk->private_data = vblk;
 655         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 656         vblk->disk->driverfs_dev = &vdev->dev;
 657         vblk->index = index;
 658
 659         /* configure queue flush support */
 660         virtblk_update_cache_mode(vdev);
 661
 662         /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 663         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
 664                 set_disk_ro(vblk->disk, 1);
 665
 666         /* Host must always specify the capacity. */
 667         virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &cap);
 668
 669         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
 670         if ((sector_t)cap != cap) {
 671                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
 672                          (unsigned long long)cap);
 673                 cap = (sector_t)-1;
 674         }
 675         set_capacity(vblk->disk, cap);
 676
 677         /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 678         blk_queue_max_segments(q, vblk->sg_elems-2);
 679
 680         /* No need to bounce any requests */
 681         blk_queue_bounce_limit(q, BLK_BOUNCE_ANY);
 682
 683         /* No real sector limit. */
 684         blk_queue_max_hw_sectors(q, -1U);
 685
 686         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 687          * segments. */
 688         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
 689                                    struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 690         if (!err)
 691                 blk_queue_max_segment_size(q, v);
 692         else
 693                 blk_queue_max_segment_size(q, -1U);
 694
 695         /* Host can optionally specify the block size of the device */
 696         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 697                                    struct virtio_blk_config, blk_size,
 698                                    &blk_size);
 699         if (!err)
 700                 blk_queue_logical_block_size(q, blk_size);
 701         else
 702                 blk_size = queue_logical_block_size(q);
 703
 704         /* Use topology information if available */
 705         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 706                                    struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
 707                                    &physical_block_exp);
 708         if (!err && physical_block_exp)
 709                 blk_queue_physical_block_size(q,
 710                                 blk_size * (1 << physical_block_exp));
 711
 712         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 713                                    struct virtio_blk_config, alignment_offset,
 714                                    &alignment_offset);
 715         if (!err && alignment_offset)
 716                 blk_queue_alignment_offset(q, blk_size * alignment_offset);
 717
 718         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 719                                    struct virtio_blk_config, min_io_size,
 720                                    &min_io_size);
 721         if (!err && min_io_size)
 722                 blk_queue_io_min(q, blk_size * min_io_size);
 723
 724         err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
 725                                    struct virtio_blk_config, opt_io_size,
 726                                    &opt_io_size);
 727         if (!err && opt_io_size)
 728                 blk_queue_io_opt(q, blk_size * opt_io_size);
 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                 blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 815
 816         return ret;
 817 }
 818 #endif
 819
 820 static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 821         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 822         { 0 },
 823 };
 824
 825 static unsigned int features[] = {
 826         VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 827         VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE, VIRTIO_BLK_F_SCSI,
 828         VIRTIO_BLK_F_WCE, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 829         VIRTIO_BLK_F_MQ,
 830 };
 831
 832 static struct virtio_driver virtio_blk = {
 833         .feature_table          = features,
 834         .feature_table_size     = ARRAY_SIZE(features),
 835         .driver.name            = KBUILD_MODNAME,
 836         .driver.owner           = THIS_MODULE,
 837         .id_table               = id_table,
 838         .probe                  = virtblk_probe,
 839         .remove                 = virtblk_remove,
 840         .config_changed         = virtblk_config_changed,
 841 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 842         .freeze                 = virtblk_freeze,
 843         .restore                = virtblk_restore,
 844 #endif
 845 };
 846
 847 static int __init init(void)
 848 {
 849         int error;
 850
 851         virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 852         if (!virtblk_wq)
 853                 return -ENOMEM;
 854
 855         major = register_blkdev(0, "virtblk");
 856         if (major < 0) {
 857                 error = major;
 858                 goto out_destroy_workqueue;
 859         }
 860
 861         error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 862         if (error)
 863                 goto out_unregister_blkdev;
 864         return 0;
 865
 866 out_unregister_blkdev:
 867         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 868 out_destroy_workqueue:
 869         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 870         return error;
 871 }
 872
 873 static void __exit fini(void)
 874 {
 875         unregister_blkdev(major, "virtblk");
 876         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 877         destroy_workqueue(virtblk_wq);
 878 }
 879 module_init(init);
 880 module_exit(fini);
 881
 882 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 883 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
 884 MODULE_LICENSE("GPL");