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[linux-2.6] / drivers / block / virtio_blk.c
1 //#define DEBUG
2 #include <linux/spinlock.h>
3 #include <linux/blkdev.h>
4 #include <linux/hdreg.h>
5 #include <linux/virtio.h>
6 #include <linux/virtio_blk.h>
7 #include <linux/scatterlist.h>
8
9 #define VIRTIO_MAX_SG   (3+MAX_PHYS_SEGMENTS)
10
11 static unsigned char virtblk_index = 'a';
12 struct virtio_blk
13 {
14         spinlock_t lock;
15
16         struct virtio_device *vdev;
17         struct virtqueue *vq;
18
19         /* The disk structure for the kernel. */
20         struct gendisk *disk;
21
22         /* Request tracking. */
23         struct list_head reqs;
24
25         mempool_t *pool;
26
27         /* Scatterlist: can be too big for stack. */
28         struct scatterlist sg[VIRTIO_MAX_SG];
29 };
30
31 struct virtblk_req
32 {
33         struct list_head list;
34         struct request *req;
35         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
36         struct virtio_blk_inhdr in_hdr;
37 };
38
39 static bool blk_done(struct virtqueue *vq)
40 {
41         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
42         struct virtblk_req *vbr;
43         unsigned int len;
44         unsigned long flags;
45
46         spin_lock_irqsave(&vblk->lock, flags);
47         while ((vbr = vblk->vq->vq_ops->get_buf(vblk->vq, &len)) != NULL) {
48                 int uptodate;
49                 switch (vbr->in_hdr.status) {
50                 case VIRTIO_BLK_S_OK:
51                         uptodate = 1;
52                         break;
53                 case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
54                         uptodate = -ENOTTY;
55                         break;
56                 default:
57                         uptodate = 0;
58                         break;
59                 }
60
61                 end_dequeued_request(vbr->req, uptodate);
62                 list_del(&vbr->list);
63                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
64         }
65         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
66         blk_start_queue(vblk->disk->queue);
67         spin_unlock_irqrestore(&vblk->lock, flags);
68         return true;
69 }
70
71 static bool do_req(struct request_queue *q, struct virtio_blk *vblk,
72                    struct request *req)
73 {
74         unsigned long num, out, in;
75         struct virtblk_req *vbr;
76
77         vbr = mempool_alloc(vblk->pool, GFP_ATOMIC);
78         if (!vbr)
79                 /* When another request finishes we'll try again. */
80                 return false;
81
82         vbr->req = req;
83         if (blk_fs_request(vbr->req)) {
84                 vbr->out_hdr.type = 0;
85                 vbr->out_hdr.sector = vbr->req->sector;
86                 vbr->out_hdr.ioprio = vbr->req->ioprio;
87         } else if (blk_pc_request(vbr->req)) {
88                 vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
89                 vbr->out_hdr.sector = 0;
90                 vbr->out_hdr.ioprio = vbr->req->ioprio;
91         } else {
92                 /* We don't put anything else in the queue. */
93                 BUG();
94         }
95
96         if (blk_barrier_rq(vbr->req))
97                 vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_BARRIER;
98
99         /* This init could be done at vblk creation time */
100         sg_init_table(vblk->sg, VIRTIO_MAX_SG);
101         sg_set_buf(&vblk->sg[0], &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
102         num = blk_rq_map_sg(q, vbr->req, vblk->sg+1);
103         sg_set_buf(&vblk->sg[num+1], &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
104
105         if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE) {
106                 vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
107                 out = 1 + num;
108                 in = 1;
109         } else {
110                 vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_IN;
111                 out = 1;
112                 in = 1 + num;
113         }
114
115         if (vblk->vq->vq_ops->add_buf(vblk->vq, vblk->sg, out, in, vbr)) {
116                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
117                 return false;
118         }
119
120         list_add_tail(&vbr->list, &vblk->reqs);
121         return true;
122 }
123
124 static void do_virtblk_request(struct request_queue *q)
125 {
126         struct virtio_blk *vblk = NULL;
127         struct request *req;
128         unsigned int issued = 0;
129
130         while ((req = elv_next_request(q)) != NULL) {
131                 vblk = req->rq_disk->private_data;
132                 BUG_ON(req->nr_phys_segments > ARRAY_SIZE(vblk->sg));
133
134                 /* If this request fails, stop queue and wait for something to
135                    finish to restart it. */
136                 if (!do_req(q, vblk, req)) {
137                         blk_stop_queue(q);
138                         break;
139                 }
140                 blkdev_dequeue_request(req);
141                 issued++;
142         }
143
144         if (issued)
145                 vblk->vq->vq_ops->kick(vblk->vq);
146 }
147
148 static int virtblk_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,
149                          unsigned cmd, unsigned long data)
150 {
151         return scsi_cmd_ioctl(filp, inode->i_bdev->bd_disk->queue,
152                               inode->i_bdev->bd_disk, cmd,
153                               (void __user *)data);
154 }
155
156 static struct block_device_operations virtblk_fops = {
157         .ioctl = virtblk_ioctl,
158         .owner = THIS_MODULE,
159 };
160
161 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
162 {
163         struct virtio_blk *vblk;
164         int err, major;
165         void *token;
166         unsigned int len;
167         u64 cap;
168         u32 v;
169
170         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
171         if (!vblk) {
172                 err = -ENOMEM;
173                 goto out;
174         }
175
176         INIT_LIST_HEAD(&vblk->reqs);
177         spin_lock_init(&vblk->lock);
178         vblk->vdev = vdev;
179
180         /* We expect one virtqueue, for output. */
181         vblk->vq = vdev->config->find_vq(vdev, blk_done);
182         if (IS_ERR(vblk->vq)) {
183                 err = PTR_ERR(vblk->vq);
184                 goto out_free_vblk;
185         }
186
187         vblk->pool = mempool_create_kmalloc_pool(1,sizeof(struct virtblk_req));
188         if (!vblk->pool) {
189                 err = -ENOMEM;
190                 goto out_free_vq;
191         }
192
193         major = register_blkdev(0, "virtblk");
194         if (major < 0) {
195                 err = major;
196                 goto out_mempool;
197         }
198
199         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
200         vblk->disk = alloc_disk(1 << 4);
201         if (!vblk->disk) {
202                 err = -ENOMEM;
203                 goto out_unregister_blkdev;
204         }
205
206         vblk->disk->queue = blk_init_queue(do_virtblk_request, &vblk->lock);
207         if (!vblk->disk->queue) {
208                 err = -ENOMEM;
209                 goto out_put_disk;
210         }
211
212         sprintf(vblk->disk->disk_name, "vd%c", virtblk_index++);
213         vblk->disk->major = major;
214         vblk->disk->first_minor = 0;
215         vblk->disk->private_data = vblk;
216         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
217
218         /* If barriers are supported, tell block layer that queue is ordered */
219         token = vdev->config->find(vdev, VIRTIO_CONFIG_BLK_F, &len);
220         if (virtio_use_bit(vdev, token, len, VIRTIO_BLK_F_BARRIER))
221                 blk_queue_ordered(vblk->disk->queue, QUEUE_ORDERED_TAG, NULL);
222
223         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONFIG_BLK_F_CAPACITY, &cap);
224         if (err) {
225                 dev_err(&vdev->dev, "Bad/missing capacity in config\n");
226                 goto out_put_disk;
227         }
228
229         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
230         if ((sector_t)cap != cap) {
231                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
232                          (unsigned long long)cap);
233                 cap = (sector_t)-1;
234         }
235         set_capacity(vblk->disk, cap);
236
237         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONFIG_BLK_F_SIZE_MAX, &v);
238         if (!err)
239                 blk_queue_max_segment_size(vblk->disk->queue, v);
240         else if (err != -ENOENT) {
241                 dev_err(&vdev->dev, "Bad SIZE_MAX in config\n");
242                 goto out_put_disk;
243         }
244
245         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONFIG_BLK_F_SEG_MAX, &v);
246         if (!err)
247                 blk_queue_max_hw_segments(vblk->disk->queue, v);
248         else if (err != -ENOENT) {
249                 dev_err(&vdev->dev, "Bad SEG_MAX in config\n");
250                 goto out_put_disk;
251         }
252
253         add_disk(vblk->disk);
254         return 0;
255
256 out_put_disk:
257         put_disk(vblk->disk);
258 out_unregister_blkdev:
259         unregister_blkdev(major, "virtblk");
260 out_mempool:
261         mempool_destroy(vblk->pool);
262 out_free_vq:
263         vdev->config->del_vq(vblk->vq);
264 out_free_vblk:
265         kfree(vblk);
266 out:
267         return err;
268 }
269
270 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
271 {
272         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
273         int major = vblk->disk->major;
274
275         BUG_ON(!list_empty(&vblk->reqs));
276         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
277         put_disk(vblk->disk);
278         unregister_blkdev(major, "virtblk");
279         mempool_destroy(vblk->pool);
280         kfree(vblk);
281 }
282
283 static struct virtio_device_id id_table[] = {
284         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
285         { 0 },
286 };
287
288 static struct virtio_driver virtio_blk = {
289         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
290         .driver.owner = THIS_MODULE,
291         .id_table =     id_table,
292         .probe =        virtblk_probe,
293         .remove =       __devexit_p(virtblk_remove),
294 };
295
296 static int __init init(void)
297 {
298         return register_virtio_driver(&virtio_blk);
299 }
300
301 static void __exit fini(void)
302 {
303         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
304 }
305 module_init(init);
306 module_exit(fini);
307
308 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
309 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
310 MODULE_LICENSE("GPL");