virtio_blk: Dont waste major numbers
[linux-2.6.git] / 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 #define PART_BITS 4
11
12 static unsigned char virtblk_index = 'a';
13 static int major, minor;
14
15 struct virtio_blk
16 {
17         spinlock_t lock;
18
19         struct virtio_device *vdev;
20         struct virtqueue *vq;
21
22         /* The disk structure for the kernel. */
23         struct gendisk *disk;
24
25         /* Request tracking. */
26         struct list_head reqs;
27
28         mempool_t *pool;
29
30         /* Scatterlist: can be too big for stack. */
31         struct scatterlist sg[VIRTIO_MAX_SG];
32 };
33
34 struct virtblk_req
35 {
36         struct list_head list;
37         struct request *req;
38         struct virtio_blk_outhdr out_hdr;
39         struct virtio_blk_inhdr in_hdr;
40 };
41
42 static void blk_done(struct virtqueue *vq)
43 {
44         struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
45         struct virtblk_req *vbr;
46         unsigned int len;
47         unsigned long flags;
48
49         spin_lock_irqsave(&vblk->lock, flags);
50         while ((vbr = vblk->vq->vq_ops->get_buf(vblk->vq, &len)) != NULL) {
51                 int uptodate;
52                 switch (vbr->in_hdr.status) {
53                 case VIRTIO_BLK_S_OK:
54                         uptodate = 1;
55                         break;
56                 case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
57                         uptodate = -ENOTTY;
58                         break;
59                 default:
60                         uptodate = 0;
61                         break;
62                 }
63
64                 end_dequeued_request(vbr->req, uptodate);
65                 list_del(&vbr->list);
66                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
67         }
68         /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
69         blk_start_queue(vblk->disk->queue);
70         spin_unlock_irqrestore(&vblk->lock, flags);
71 }
72
73 static bool do_req(struct request_queue *q, struct virtio_blk *vblk,
74                    struct request *req)
75 {
76         unsigned long num, out, in;
77         struct virtblk_req *vbr;
78
79         vbr = mempool_alloc(vblk->pool, GFP_ATOMIC);
80         if (!vbr)
81                 /* When another request finishes we'll try again. */
82                 return false;
83
84         vbr->req = req;
85         if (blk_fs_request(vbr->req)) {
86                 vbr->out_hdr.type = 0;
87                 vbr->out_hdr.sector = vbr->req->sector;
88                 vbr->out_hdr.ioprio = vbr->req->ioprio;
89         } else if (blk_pc_request(vbr->req)) {
90                 vbr->out_hdr.type = VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD;
91                 vbr->out_hdr.sector = 0;
92                 vbr->out_hdr.ioprio = vbr->req->ioprio;
93         } else {
94                 /* We don't put anything else in the queue. */
95                 BUG();
96         }
97
98         if (blk_barrier_rq(vbr->req))
99                 vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_BARRIER;
100
101         /* This init could be done at vblk creation time */
102         sg_init_table(vblk->sg, VIRTIO_MAX_SG);
103         sg_set_buf(&vblk->sg[0], &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
104         num = blk_rq_map_sg(q, vbr->req, vblk->sg+1);
105         sg_set_buf(&vblk->sg[num+1], &vbr->in_hdr, sizeof(vbr->in_hdr));
106
107         if (rq_data_dir(vbr->req) == WRITE) {
108                 vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_OUT;
109                 out = 1 + num;
110                 in = 1;
111         } else {
112                 vbr->out_hdr.type |= VIRTIO_BLK_T_IN;
113                 out = 1;
114                 in = 1 + num;
115         }
116
117         if (vblk->vq->vq_ops->add_buf(vblk->vq, vblk->sg, out, in, vbr)) {
118                 mempool_free(vbr, vblk->pool);
119                 return false;
120         }
121
122         list_add_tail(&vbr->list, &vblk->reqs);
123         return true;
124 }
125
126 static void do_virtblk_request(struct request_queue *q)
127 {
128         struct virtio_blk *vblk = NULL;
129         struct request *req;
130         unsigned int issued = 0;
131
132         while ((req = elv_next_request(q)) != NULL) {
133                 vblk = req->rq_disk->private_data;
134                 BUG_ON(req->nr_phys_segments > ARRAY_SIZE(vblk->sg));
135
136                 /* If this request fails, stop queue and wait for something to
137                    finish to restart it. */
138                 if (!do_req(q, vblk, req)) {
139                         blk_stop_queue(q);
140                         break;
141                 }
142                 blkdev_dequeue_request(req);
143                 issued++;
144         }
145
146         if (issued)
147                 vblk->vq->vq_ops->kick(vblk->vq);
148 }
149
150 static int virtblk_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,
151                          unsigned cmd, unsigned long data)
152 {
153         return scsi_cmd_ioctl(filp, inode->i_bdev->bd_disk->queue,
154                               inode->i_bdev->bd_disk, cmd,
155                               (void __user *)data);
156 }
157
158 /* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
159 static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
160 {
161         /* some standard values, similar to sd */
162         geo->heads = 1 << 6;
163         geo->sectors = 1 << 5;
164         geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
165         return 0;
166 }
167
168 static struct block_device_operations virtblk_fops = {
169         .ioctl  = virtblk_ioctl,
170         .owner  = THIS_MODULE,
171         .getgeo = virtblk_getgeo,
172 };
173
174 static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
175 {
176         struct virtio_blk *vblk;
177         int err;
178         u64 cap;
179         u32 v;
180
181         if (minor >= 1 << MINORBITS)
182                 return -ENOSPC;
183
184         vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
185         if (!vblk) {
186                 err = -ENOMEM;
187                 goto out;
188         }
189
190         INIT_LIST_HEAD(&vblk->reqs);
191         spin_lock_init(&vblk->lock);
192         vblk->vdev = vdev;
193
194         /* We expect one virtqueue, for output. */
195         vblk->vq = vdev->config->find_vq(vdev, 0, blk_done);
196         if (IS_ERR(vblk->vq)) {
197                 err = PTR_ERR(vblk->vq);
198                 goto out_free_vblk;
199         }
200
201         vblk->pool = mempool_create_kmalloc_pool(1,sizeof(struct virtblk_req));
202         if (!vblk->pool) {
203                 err = -ENOMEM;
204                 goto out_free_vq;
205         }
206
207         /* FIXME: How many partitions?  How long is a piece of string? */
208         vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
209         if (!vblk->disk) {
210                 err = -ENOMEM;
211                 goto out_mempool;
212         }
213
214         vblk->disk->queue = blk_init_queue(do_virtblk_request, &vblk->lock);
215         if (!vblk->disk->queue) {
216                 err = -ENOMEM;
217                 goto out_put_disk;
218         }
219
220         sprintf(vblk->disk->disk_name, "vd%c", virtblk_index++);
221         vblk->disk->major = major;
222         vblk->disk->first_minor = minor;
223         vblk->disk->private_data = vblk;
224         vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
225
226         minor += 1 << PART_BITS;
227
228         /* If barriers are supported, tell block layer that queue is ordered */
229         if (vdev->config->feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BARRIER))
230                 blk_queue_ordered(vblk->disk->queue, QUEUE_ORDERED_TAG, NULL);
231
232         /* Host must always specify the capacity. */
233         __virtio_config_val(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, capacity),
234                             &cap);
235
236         /* If capacity is too big, truncate with warning. */
237         if ((sector_t)cap != cap) {
238                 dev_warn(&vdev->dev, "Capacity %llu too large: truncating\n",
239                          (unsigned long long)cap);
240                 cap = (sector_t)-1;
241         }
242         set_capacity(vblk->disk, cap);
243
244         /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
245          * segments. */
246         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
247                                 offsetof(struct virtio_blk_config, size_max),
248                                 &v);
249         if (!err)
250                 blk_queue_max_segment_size(vblk->disk->queue, v);
251
252         err = virtio_config_val(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
253                                 offsetof(struct virtio_blk_config, seg_max),
254                                 &v);
255         if (!err)
256                 blk_queue_max_hw_segments(vblk->disk->queue, v);
257
258         add_disk(vblk->disk);
259         return 0;
260
261 out_put_disk:
262         put_disk(vblk->disk);
263 out_mempool:
264         mempool_destroy(vblk->pool);
265 out_free_vq:
266         vdev->config->del_vq(vblk->vq);
267 out_free_vblk:
268         kfree(vblk);
269 out:
270         return err;
271 }
272
273 static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
274 {
275         struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
276         int major = vblk->disk->major;
277
278         /* Nothing should be pending. */
279         BUG_ON(!list_empty(&vblk->reqs));
280
281         /* Stop all the virtqueues. */
282         vdev->config->reset(vdev);
283
284         blk_cleanup_queue(vblk->disk->queue);
285         put_disk(vblk->disk);
286         unregister_blkdev(major, "virtblk");
287         mempool_destroy(vblk->pool);
288         vdev->config->del_vq(vblk->vq);
289         kfree(vblk);
290 }
291
292 static struct virtio_device_id id_table[] = {
293         { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
294         { 0 },
295 };
296
297 static struct virtio_driver virtio_blk = {
298         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
299         .driver.owner = THIS_MODULE,
300         .id_table =     id_table,
301         .probe =        virtblk_probe,
302         .remove =       __devexit_p(virtblk_remove),
303 };
304
305 static int __init init(void)
306 {
307         major = register_blkdev(0, "virtblk");
308         if (major < 0)
309                 return major;
310         return register_virtio_driver(&virtio_blk);
311 }
312
313 static void __exit fini(void)
314 {
315         unregister_blkdev(major, "virtblk");
316         unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
317 }
318 module_init(init);
319 module_exit(fini);
320
321 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
322 MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
323 MODULE_LICENSE("GPL");