drivers/scsi/virtio_scsi.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Virtio SCSI HBA driver
   4  *
   5  * Copyright IBM Corp. 2010
   6  * Copyright Red Hat, Inc. 2011
   7  *
   8  * Authors:
   9  *  Stefan Hajnoczi   <stefanha@linux.vnet.ibm.com>
  10  *  Paolo Bonzini   <pbonzini@redhat.com>
  11  */
  12
  13 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  14
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/mempool.h>
  18 #include <linux/interrupt.h>
  19 #include <linux/virtio.h>
  20 #include <linux/virtio_ids.h>
  21 #include <linux/virtio_config.h>
  22 #include <linux/virtio_scsi.h>
  23 #include <linux/cpu.h>
  24 #include <linux/blkdev.h>
  25 #include <linux/blk-integrity.h>
  26 #include <scsi/scsi_host.h>
  27 #include <scsi/scsi_device.h>
  28 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
  29 #include <scsi/scsi_tcq.h>
  30 #include <scsi/scsi_devinfo.h>
  31 #include <linux/seqlock.h>
  32 #include <linux/blk-mq-virtio.h>
  33
  34 #include "sd.h"
  35
  36 #define VIRTIO_SCSI_MEMPOOL_SZ 64
  37 #define VIRTIO_SCSI_EVENT_LEN 8
  38 #define VIRTIO_SCSI_VQ_BASE 2
  39
  40 /* Command queue element */
  41 struct virtio_scsi_cmd {
  42         struct scsi_cmnd *sc;
  43         struct completion *comp;
  44         union {
  45                 struct virtio_scsi_cmd_req       cmd;
  46                 struct virtio_scsi_cmd_req_pi    cmd_pi;
  47                 struct virtio_scsi_ctrl_tmf_req  tmf;
  48                 struct virtio_scsi_ctrl_an_req   an;
  49         } req;
  50         union {
  51                 struct virtio_scsi_cmd_resp      cmd;
  52                 struct virtio_scsi_ctrl_tmf_resp tmf;
  53                 struct virtio_scsi_ctrl_an_resp  an;
  54                 struct virtio_scsi_event         evt;
  55         } resp;
  56 } ____cacheline_aligned_in_smp;
  57
  58 struct virtio_scsi_event_node {
  59         struct virtio_scsi *vscsi;
  60         struct virtio_scsi_event event;
  61         struct work_struct work;
  62 };
  63
  64 struct virtio_scsi_vq {
  65         /* Protects vq */
  66         spinlock_t vq_lock;
  67
  68         struct virtqueue *vq;
  69 };
  70
  71 /* Driver instance state */
  72 struct virtio_scsi {
  73         struct virtio_device *vdev;
  74
  75         /* Get some buffers ready for event vq */
  76         struct virtio_scsi_event_node event_list[VIRTIO_SCSI_EVENT_LEN];
  77
  78         u32 num_queues;
  79
  80         struct hlist_node node;
  81
  82         /* Protected by event_vq lock */
  83         bool stop_events;
  84
  85         struct virtio_scsi_vq ctrl_vq;
  86         struct virtio_scsi_vq event_vq;
  87         struct virtio_scsi_vq req_vqs[];
  88 };
  89
  90 static struct kmem_cache *virtscsi_cmd_cache;
  91 static mempool_t *virtscsi_cmd_pool;
  92
  93 static inline struct Scsi_Host *virtio_scsi_host(struct virtio_device *vdev)
  94 {
  95         return vdev->priv;
  96 }
  97
  98 static void virtscsi_compute_resid(struct scsi_cmnd *sc, u32 resid)
  99 {
 100         if (resid)
 101                 scsi_set_resid(sc, min(resid, scsi_bufflen(sc)));
 102 }
 103
 104 /*
 105  * virtscsi_complete_cmd - finish a scsi_cmd and invoke scsi_done
 106  *
 107  * Called with vq_lock held.
 108  */
 109 static void virtscsi_complete_cmd(struct virtio_scsi *vscsi, void *buf)
 110 {
 111         struct virtio_scsi_cmd *cmd = buf;
 112         struct scsi_cmnd *sc = cmd->sc;
 113         struct virtio_scsi_cmd_resp *resp = &cmd->resp.cmd;
 114
 115         dev_dbg(&sc->device->sdev_gendev,
 116                 "cmd %p response %u status %#02x sense_len %u\n",
 117                 sc, resp->response, resp->status, resp->sense_len);
 118
 119         sc->result = resp->status;
 120         virtscsi_compute_resid(sc, virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, resp->resid));
 121         switch (resp->response) {
 122         case VIRTIO_SCSI_S_OK:
 123                 set_host_byte(sc, DID_OK);
 124                 break;
 125         case VIRTIO_SCSI_S_OVERRUN:
 126                 set_host_byte(sc, DID_ERROR);
 127                 break;
 128         case VIRTIO_SCSI_S_ABORTED:
 129                 set_host_byte(sc, DID_ABORT);
 130                 break;
 131         case VIRTIO_SCSI_S_BAD_TARGET:
 132                 set_host_byte(sc, DID_BAD_TARGET);
 133                 break;
 134         case VIRTIO_SCSI_S_RESET:
 135                 set_host_byte(sc, DID_RESET);
 136                 break;
 137         case VIRTIO_SCSI_S_BUSY:
 138                 set_host_byte(sc, DID_BUS_BUSY);
 139                 break;
 140         case VIRTIO_SCSI_S_TRANSPORT_FAILURE:
 141                 set_host_byte(sc, DID_TRANSPORT_DISRUPTED);
 142                 break;
 143         case VIRTIO_SCSI_S_TARGET_FAILURE:
 144                 set_host_byte(sc, DID_BAD_TARGET);
 145                 break;
 146         case VIRTIO_SCSI_S_NEXUS_FAILURE:
 147                 set_status_byte(sc, SAM_STAT_RESERVATION_CONFLICT);
 148                 break;
 149         default:
 150                 scmd_printk(KERN_WARNING, sc, "Unknown response %d",
 151                             resp->response);
 152                 fallthrough;
 153         case VIRTIO_SCSI_S_FAILURE:
 154                 set_host_byte(sc, DID_ERROR);
 155                 break;
 156         }
 157
 158         WARN_ON(virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, resp->sense_len) >
 159                 VIRTIO_SCSI_SENSE_SIZE);
 160         if (resp->sense_len) {
 161                 memcpy(sc->sense_buffer, resp->sense,
 162                        min_t(u32,
 163                              virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, resp->sense_len),
 164                              VIRTIO_SCSI_SENSE_SIZE));
 165         }
 166
 167         scsi_done(sc);
 168 }
 169
 170 static void virtscsi_vq_done(struct virtio_scsi *vscsi,
 171                              struct virtio_scsi_vq *virtscsi_vq,
 172                              void (*fn)(struct virtio_scsi *vscsi, void *buf))
 173 {
 174         void *buf;
 175         unsigned int len;
 176         unsigned long flags;
 177         struct virtqueue *vq = virtscsi_vq->vq;
 178
 179         spin_lock_irqsave(&virtscsi_vq->vq_lock, flags);
 180         do {
 181                 virtqueue_disable_cb(vq);
 182                 while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len)) != NULL)
 183                         fn(vscsi, buf);
 184
 185                 if (unlikely(virtqueue_is_broken(vq)))
 186                         break;
 187         } while (!virtqueue_enable_cb(vq));
 188         spin_unlock_irqrestore(&virtscsi_vq->vq_lock, flags);
 189 }
 190
 191 static void virtscsi_req_done(struct virtqueue *vq)
 192 {
 193         struct Scsi_Host *sh = virtio_scsi_host(vq->vdev);
 194         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(sh);
 195         int index = vq->index - VIRTIO_SCSI_VQ_BASE;
 196         struct virtio_scsi_vq *req_vq = &vscsi->req_vqs[index];
 197
 198         virtscsi_vq_done(vscsi, req_vq, virtscsi_complete_cmd);
 199 };
 200
 201 static void virtscsi_poll_requests(struct virtio_scsi *vscsi)
 202 {
 203         int i, num_vqs;
 204
 205         num_vqs = vscsi->num_queues;
 206         for (i = 0; i < num_vqs; i++)
 207                 virtscsi_vq_done(vscsi, &vscsi->req_vqs[i],
 208                                  virtscsi_complete_cmd);
 209 }
 210
 211 static void virtscsi_complete_free(struct virtio_scsi *vscsi, void *buf)
 212 {
 213         struct virtio_scsi_cmd *cmd = buf;
 214
 215         if (cmd->comp)
 216                 complete(cmd->comp);
 217 }
 218
 219 static void virtscsi_ctrl_done(struct virtqueue *vq)
 220 {
 221         struct Scsi_Host *sh = virtio_scsi_host(vq->vdev);
 222         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(sh);
 223
 224         virtscsi_vq_done(vscsi, &vscsi->ctrl_vq, virtscsi_complete_free);
 225 };
 226
 227 static void virtscsi_handle_event(struct work_struct *work);
 228
 229 static int virtscsi_kick_event(struct virtio_scsi *vscsi,
 230                                struct virtio_scsi_event_node *event_node)
 231 {
 232         int err;
 233         struct scatterlist sg;
 234         unsigned long flags;
 235
 236         INIT_WORK(&event_node->work, virtscsi_handle_event);
 237         sg_init_one(&sg, &event_node->event, sizeof(struct virtio_scsi_event));
 238
 239         spin_lock_irqsave(&vscsi->event_vq.vq_lock, flags);
 240
 241         err = virtqueue_add_inbuf(vscsi->event_vq.vq, &sg, 1, event_node,
 242                                   GFP_ATOMIC);
 243         if (!err)
 244                 virtqueue_kick(vscsi->event_vq.vq);
 245
 246         spin_unlock_irqrestore(&vscsi->event_vq.vq_lock, flags);
 247
 248         return err;
 249 }
 250
 251 static int virtscsi_kick_event_all(struct virtio_scsi *vscsi)
 252 {
 253         int i;
 254
 255         for (i = 0; i < VIRTIO_SCSI_EVENT_LEN; i++) {
 256                 vscsi->event_list[i].vscsi = vscsi;
 257                 virtscsi_kick_event(vscsi, &vscsi->event_list[i]);
 258         }
 259
 260         return 0;
 261 }
 262
 263 static void virtscsi_cancel_event_work(struct virtio_scsi *vscsi)
 264 {
 265         int i;
 266
 267         /* Stop scheduling work before calling cancel_work_sync.  */
 268         spin_lock_irq(&vscsi->event_vq.vq_lock);
 269         vscsi->stop_events = true;
 270         spin_unlock_irq(&vscsi->event_vq.vq_lock);
 271
 272         for (i = 0; i < VIRTIO_SCSI_EVENT_LEN; i++)
 273                 cancel_work_sync(&vscsi->event_list[i].work);
 274 }
 275
 276 static void virtscsi_handle_transport_reset(struct virtio_scsi *vscsi,
 277                                             struct virtio_scsi_event *event)
 278 {
 279         struct scsi_device *sdev;
 280         struct Scsi_Host *shost = virtio_scsi_host(vscsi->vdev);
 281         unsigned int target = event->lun[1];
 282         unsigned int lun = (event->lun[2] << 8) | event->lun[3];
 283
 284         switch (virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, event->reason)) {
 285         case VIRTIO_SCSI_EVT_RESET_RESCAN:
 286                 if (lun == 0) {
 287                         scsi_scan_target(&shost->shost_gendev, 0, target,
 288                                          SCAN_WILD_CARD, SCSI_SCAN_INITIAL);
 289                 } else {
 290                         scsi_add_device(shost, 0, target, lun);
 291                 }
 292                 break;
 293         case VIRTIO_SCSI_EVT_RESET_REMOVED:
 294                 sdev = scsi_device_lookup(shost, 0, target, lun);
 295                 if (sdev) {
 296                         scsi_remove_device(sdev);
 297                         scsi_device_put(sdev);
 298                 } else {
 299                         pr_err("SCSI device %d 0 %d %d not found\n",
 300                                 shost->host_no, target, lun);
 301                 }
 302                 break;
 303         default:
 304                 pr_info("Unsupported virtio scsi event reason %x\n", event->reason);
 305         }
 306 }
 307
 308 static void virtscsi_handle_param_change(struct virtio_scsi *vscsi,
 309                                          struct virtio_scsi_event *event)
 310 {
 311         struct scsi_device *sdev;
 312         struct Scsi_Host *shost = virtio_scsi_host(vscsi->vdev);
 313         unsigned int target = event->lun[1];
 314         unsigned int lun = (event->lun[2] << 8) | event->lun[3];
 315         u8 asc = virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, event->reason) & 255;
 316         u8 ascq = virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, event->reason) >> 8;
 317
 318         sdev = scsi_device_lookup(shost, 0, target, lun);
 319         if (!sdev) {
 320                 pr_err("SCSI device %d 0 %d %d not found\n",
 321                         shost->host_no, target, lun);
 322                 return;
 323         }
 324
 325         /* Handle "Parameters changed", "Mode parameters changed", and
 326            "Capacity data has changed".  */
 327         if (asc == 0x2a && (ascq == 0x00 || ascq == 0x01 || ascq == 0x09))
 328                 scsi_rescan_device(sdev);
 329
 330         scsi_device_put(sdev);
 331 }
 332
 333 static int virtscsi_rescan_hotunplug(struct virtio_scsi *vscsi)
 334 {
 335         struct scsi_device *sdev;
 336         struct Scsi_Host *shost = virtio_scsi_host(vscsi->vdev);
 337         unsigned char scsi_cmd[MAX_COMMAND_SIZE];
 338         int result, inquiry_len, inq_result_len = 256;
 339         char *inq_result = kmalloc(inq_result_len, GFP_KERNEL);
 340
 341         if (!inq_result)
 342                 return -ENOMEM;
 343
 344         shost_for_each_device(sdev, shost) {
 345                 inquiry_len = sdev->inquiry_len ? sdev->inquiry_len : 36;
 346
 347                 memset(scsi_cmd, 0, sizeof(scsi_cmd));
 348                 scsi_cmd[0] = INQUIRY;
 349                 scsi_cmd[4] = (unsigned char) inquiry_len;
 350
 351                 memset(inq_result, 0, inq_result_len);
 352
 353                 result = scsi_execute_cmd(sdev, scsi_cmd, REQ_OP_DRV_IN,
 354                                           inq_result, inquiry_len,
 355                                           SD_TIMEOUT, SD_MAX_RETRIES, NULL);
 356
 357                 if (result == 0 && inq_result[0] >> 5) {
 358                         /* PQ indicates the LUN is not attached */
 359                         scsi_remove_device(sdev);
 360                 } else if (result > 0 && host_byte(result) == DID_BAD_TARGET) {
 361                         /*
 362                          * If all LUNs of a virtio-scsi device are unplugged
 363                          * it will respond with BAD TARGET on any INQUIRY
 364                          * command.
 365                          * Remove the device in this case as well.
 366                          */
 367                         scsi_remove_device(sdev);
 368                 }
 369         }
 370
 371         kfree(inq_result);
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static void virtscsi_handle_event(struct work_struct *work)
 376 {
 377         struct virtio_scsi_event_node *event_node =
 378                 container_of(work, struct virtio_scsi_event_node, work);
 379         struct virtio_scsi *vscsi = event_node->vscsi;
 380         struct virtio_scsi_event *event = &event_node->event;
 381
 382         if (event->event &
 383             cpu_to_virtio32(vscsi->vdev, VIRTIO_SCSI_T_EVENTS_MISSED)) {
 384                 int ret;
 385
 386                 event->event &= ~cpu_to_virtio32(vscsi->vdev,
 387                                                    VIRTIO_SCSI_T_EVENTS_MISSED);
 388                 ret = virtscsi_rescan_hotunplug(vscsi);
 389                 if (ret)
 390                         return;
 391                 scsi_scan_host(virtio_scsi_host(vscsi->vdev));
 392         }
 393
 394         switch (virtio32_to_cpu(vscsi->vdev, event->event)) {
 395         case VIRTIO_SCSI_T_NO_EVENT:
 396                 break;
 397         case VIRTIO_SCSI_T_TRANSPORT_RESET:
 398                 virtscsi_handle_transport_reset(vscsi, event);
 399                 break;
 400         case VIRTIO_SCSI_T_PARAM_CHANGE:
 401                 virtscsi_handle_param_change(vscsi, event);
 402                 break;
 403         default:
 404                 pr_err("Unsupported virtio scsi event %x\n", event->event);
 405         }
 406         virtscsi_kick_event(vscsi, event_node);
 407 }
 408
 409 static void virtscsi_complete_event(struct virtio_scsi *vscsi, void *buf)
 410 {
 411         struct virtio_scsi_event_node *event_node = buf;
 412
 413         if (!vscsi->stop_events)
 414                 queue_work(system_freezable_wq, &event_node->work);
 415 }
 416
 417 static void virtscsi_event_done(struct virtqueue *vq)
 418 {
 419         struct Scsi_Host *sh = virtio_scsi_host(vq->vdev);
 420         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(sh);
 421
 422         virtscsi_vq_done(vscsi, &vscsi->event_vq, virtscsi_complete_event);
 423 };
 424
 425 static int __virtscsi_add_cmd(struct virtqueue *vq,
 426                             struct virtio_scsi_cmd *cmd,
 427                             size_t req_size, size_t resp_size)
 428 {
 429         struct scsi_cmnd *sc = cmd->sc;
 430         struct scatterlist *sgs[6], req, resp;
 431         struct sg_table *out, *in;
 432         unsigned out_num = 0, in_num = 0;
 433
 434         out = in = NULL;
 435
 436         if (sc && sc->sc_data_direction != DMA_NONE) {
 437                 if (sc->sc_data_direction != DMA_FROM_DEVICE)
 438                         out = &sc->sdb.table;
 439                 if (sc->sc_data_direction != DMA_TO_DEVICE)
 440                         in = &sc->sdb.table;
 441         }
 442
 443         /* Request header.  */
 444         sg_init_one(&req, &cmd->req, req_size);
 445         sgs[out_num++] = &req;
 446
 447         /* Data-out buffer.  */
 448         if (out) {
 449                 /* Place WRITE protection SGLs before Data OUT payload */
 450                 if (scsi_prot_sg_count(sc))
 451                         sgs[out_num++] = scsi_prot_sglist(sc);
 452                 sgs[out_num++] = out->sgl;
 453         }
 454
 455         /* Response header.  */
 456         sg_init_one(&resp, &cmd->resp, resp_size);
 457         sgs[out_num + in_num++] = &resp;
 458
 459         /* Data-in buffer */
 460         if (in) {
 461                 /* Place READ protection SGLs before Data IN payload */
 462                 if (scsi_prot_sg_count(sc))
 463                         sgs[out_num + in_num++] = scsi_prot_sglist(sc);
 464                 sgs[out_num + in_num++] = in->sgl;
 465         }
 466
 467         return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, out_num, in_num, cmd, GFP_ATOMIC);
 468 }
 469
 470 static void virtscsi_kick_vq(struct virtio_scsi_vq *vq)
 471 {
 472         bool needs_kick;
 473         unsigned long flags;
 474
 475         spin_lock_irqsave(&vq->vq_lock, flags);
 476         needs_kick = virtqueue_kick_prepare(vq->vq);
 477         spin_unlock_irqrestore(&vq->vq_lock, flags);
 478
 479         if (needs_kick)
 480                 virtqueue_notify(vq->vq);
 481 }
 482
 483 /**
 484  * virtscsi_add_cmd - add a virtio_scsi_cmd to a virtqueue, optionally kick it
 485  * @vq          : the struct virtqueue we're talking about
 486  * @cmd         : command structure
 487  * @req_size    : size of the request buffer
 488  * @resp_size   : size of the response buffer
 489  * @kick        : whether to kick the virtqueue immediately
 490  */
 491 static int virtscsi_add_cmd(struct virtio_scsi_vq *vq,
 492                              struct virtio_scsi_cmd *cmd,
 493                              size_t req_size, size_t resp_size,
 494                              bool kick)
 495 {
 496         unsigned long flags;
 497         int err;
 498         bool needs_kick = false;
 499
 500         spin_lock_irqsave(&vq->vq_lock, flags);
 501         err = __virtscsi_add_cmd(vq->vq, cmd, req_size, resp_size);
 502         if (!err && kick)
 503                 needs_kick = virtqueue_kick_prepare(vq->vq);
 504
 505         spin_unlock_irqrestore(&vq->vq_lock, flags);
 506
 507         if (needs_kick)
 508                 virtqueue_notify(vq->vq);
 509         return err;
 510 }
 511
 512 static void virtio_scsi_init_hdr(struct virtio_device *vdev,
 513                                  struct virtio_scsi_cmd_req *cmd,
 514                                  struct scsi_cmnd *sc)
 515 {
 516         cmd->lun[0] = 1;
 517         cmd->lun[1] = sc->device->id;
 518         cmd->lun[2] = (sc->device->lun >> 8) | 0x40;
 519         cmd->lun[3] = sc->device->lun & 0xff;
 520         cmd->tag = cpu_to_virtio64(vdev, (unsigned long)sc);
 521         cmd->task_attr = VIRTIO_SCSI_S_SIMPLE;
 522         cmd->prio = 0;
 523         cmd->crn = 0;
 524 }
 525
 526 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 527 static void virtio_scsi_init_hdr_pi(struct virtio_device *vdev,
 528                                     struct virtio_scsi_cmd_req_pi *cmd_pi,
 529                                     struct scsi_cmnd *sc)
 530 {
 531         struct request *rq = scsi_cmd_to_rq(sc);
 532         struct blk_integrity *bi;
 533
 534         virtio_scsi_init_hdr(vdev, (struct virtio_scsi_cmd_req *)cmd_pi, sc);
 535
 536         if (!rq || !scsi_prot_sg_count(sc))
 537                 return;
 538
 539         bi = blk_get_integrity(rq->q->disk);
 540
 541         if (sc->sc_data_direction == DMA_TO_DEVICE)
 542                 cmd_pi->pi_bytesout = cpu_to_virtio32(vdev,
 543                                                       bio_integrity_bytes(bi,
 544                                                         blk_rq_sectors(rq)));
 545         else if (sc->sc_data_direction == DMA_FROM_DEVICE)
 546                 cmd_pi->pi_bytesin = cpu_to_virtio32(vdev,
 547                                                      bio_integrity_bytes(bi,
 548                                                         blk_rq_sectors(rq)));
 549 }
 550 #endif
 551
 552 static struct virtio_scsi_vq *virtscsi_pick_vq_mq(struct virtio_scsi *vscsi,
 553                                                   struct scsi_cmnd *sc)
 554 {
 555         u32 tag = blk_mq_unique_tag(scsi_cmd_to_rq(sc));
 556         u16 hwq = blk_mq_unique_tag_to_hwq(tag);
 557
 558         return &vscsi->req_vqs[hwq];
 559 }
 560
 561 static int virtscsi_queuecommand(struct Scsi_Host *shost,
 562                                  struct scsi_cmnd *sc)
 563 {
 564         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(shost);
 565         struct virtio_scsi_vq *req_vq = virtscsi_pick_vq_mq(vscsi, sc);
 566         struct virtio_scsi_cmd *cmd = scsi_cmd_priv(sc);
 567         bool kick;
 568         unsigned long flags;
 569         int req_size;
 570         int ret;
 571
 572         BUG_ON(scsi_sg_count(sc) > shost->sg_tablesize);
 573
 574         /* TODO: check feature bit and fail if unsupported?  */
 575         BUG_ON(sc->sc_data_direction == DMA_BIDIRECTIONAL);
 576
 577         dev_dbg(&sc->device->sdev_gendev,
 578                 "cmd %p CDB: %#02x\n", sc, sc->cmnd[0]);
 579
 580         cmd->sc = sc;
 581
 582         BUG_ON(sc->cmd_len > VIRTIO_SCSI_CDB_SIZE);
 583
 584 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 585         if (virtio_has_feature(vscsi->vdev, VIRTIO_SCSI_F_T10_PI)) {
 586                 virtio_scsi_init_hdr_pi(vscsi->vdev, &cmd->req.cmd_pi, sc);
 587                 memcpy(cmd->req.cmd_pi.cdb, sc->cmnd, sc->cmd_len);
 588                 req_size = sizeof(cmd->req.cmd_pi);
 589         } else
 590 #endif
 591         {
 592                 virtio_scsi_init_hdr(vscsi->vdev, &cmd->req.cmd, sc);
 593                 memcpy(cmd->req.cmd.cdb, sc->cmnd, sc->cmd_len);
 594                 req_size = sizeof(cmd->req.cmd);
 595         }
 596
 597         kick = (sc->flags & SCMD_LAST) != 0;
 598         ret = virtscsi_add_cmd(req_vq, cmd, req_size, sizeof(cmd->resp.cmd), kick);
 599         if (ret == -EIO) {
 600                 cmd->resp.cmd.response = VIRTIO_SCSI_S_BAD_TARGET;
 601                 spin_lock_irqsave(&req_vq->vq_lock, flags);
 602                 virtscsi_complete_cmd(vscsi, cmd);
 603                 spin_unlock_irqrestore(&req_vq->vq_lock, flags);
 604         } else if (ret != 0) {
 605                 return SCSI_MLQUEUE_HOST_BUSY;
 606         }
 607         return 0;
 608 }
 609
 610 static int virtscsi_tmf(struct virtio_scsi *vscsi, struct virtio_scsi_cmd *cmd)
 611 {
 612         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(comp);
 613         int ret = FAILED;
 614
 615         cmd->comp = &comp;
 616         if (virtscsi_add_cmd(&vscsi->ctrl_vq, cmd,
 617                               sizeof cmd->req.tmf, sizeof cmd->resp.tmf, true) < 0)
 618                 goto out;
 619
 620         wait_for_completion(&comp);
 621         if (cmd->resp.tmf.response == VIRTIO_SCSI_S_OK ||
 622             cmd->resp.tmf.response == VIRTIO_SCSI_S_FUNCTION_SUCCEEDED)
 623                 ret = SUCCESS;
 624
 625         /*
 626          * The spec guarantees that all requests related to the TMF have
 627          * been completed, but the callback might not have run yet if
 628          * we're using independent interrupts (e.g. MSI).  Poll the
 629          * virtqueues once.
 630          *
 631          * In the abort case, scsi_done() will do nothing, because the
 632          * command timed out and hence SCMD_STATE_COMPLETE has been set.
 633          */
 634         virtscsi_poll_requests(vscsi);
 635
 636 out:
 637         mempool_free(cmd, virtscsi_cmd_pool);
 638         return ret;
 639 }
 640
 641 static int virtscsi_device_reset(struct scsi_cmnd *sc)
 642 {
 643         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(sc->device->host);
 644         struct virtio_scsi_cmd *cmd;
 645
 646         sdev_printk(KERN_INFO, sc->device, "device reset\n");
 647         cmd = mempool_alloc(virtscsi_cmd_pool, GFP_NOIO);
 648         if (!cmd)
 649                 return FAILED;
 650
 651         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 652         cmd->req.tmf = (struct virtio_scsi_ctrl_tmf_req){
 653                 .type = VIRTIO_SCSI_T_TMF,
 654                 .subtype = cpu_to_virtio32(vscsi->vdev,
 655                                              VIRTIO_SCSI_T_TMF_LOGICAL_UNIT_RESET),
 656                 .lun[0] = 1,
 657                 .lun[1] = sc->device->id,
 658                 .lun[2] = (sc->device->lun >> 8) | 0x40,
 659                 .lun[3] = sc->device->lun & 0xff,
 660         };
 661         return virtscsi_tmf(vscsi, cmd);
 662 }
 663
 664 static int virtscsi_device_alloc(struct scsi_device *sdevice)
 665 {
 666         /*
 667          * Passed through SCSI targets (e.g. with qemu's 'scsi-block')
 668          * may have transfer limits which come from the host SCSI
 669          * controller or something on the host side other than the
 670          * target itself.
 671          *
 672          * To make this work properly, the hypervisor can adjust the
 673          * target's VPD information to advertise these limits.  But
 674          * for that to work, the guest has to look at the VPD pages,
 675          * which we won't do by default if it is an SPC-2 device, even
 676          * if it does actually support it.
 677          *
 678          * So, set the blist to always try to read the VPD pages.
 679          */
 680         sdevice->sdev_bflags = BLIST_TRY_VPD_PAGES;
 681
 682         return 0;
 683 }
 684
 685
 686 /**
 687  * virtscsi_change_queue_depth() - Change a virtscsi target's queue depth
 688  * @sdev:       Virtscsi target whose queue depth to change
 689  * @qdepth:     New queue depth
 690  */
 691 static int virtscsi_change_queue_depth(struct scsi_device *sdev, int qdepth)
 692 {
 693         struct Scsi_Host *shost = sdev->host;
 694         int max_depth = shost->cmd_per_lun;
 695
 696         return scsi_change_queue_depth(sdev, min(max_depth, qdepth));
 697 }
 698
 699 static int virtscsi_abort(struct scsi_cmnd *sc)
 700 {
 701         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(sc->device->host);
 702         struct virtio_scsi_cmd *cmd;
 703
 704         scmd_printk(KERN_INFO, sc, "abort\n");
 705         cmd = mempool_alloc(virtscsi_cmd_pool, GFP_NOIO);
 706         if (!cmd)
 707                 return FAILED;
 708
 709         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 710         cmd->req.tmf = (struct virtio_scsi_ctrl_tmf_req){
 711                 .type = VIRTIO_SCSI_T_TMF,
 712                 .subtype = VIRTIO_SCSI_T_TMF_ABORT_TASK,
 713                 .lun[0] = 1,
 714                 .lun[1] = sc->device->id,
 715                 .lun[2] = (sc->device->lun >> 8) | 0x40,
 716                 .lun[3] = sc->device->lun & 0xff,
 717                 .tag = cpu_to_virtio64(vscsi->vdev, (unsigned long)sc),
 718         };
 719         return virtscsi_tmf(vscsi, cmd);
 720 }
 721
 722 static void virtscsi_map_queues(struct Scsi_Host *shost)
 723 {
 724         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(shost);
 725         struct blk_mq_queue_map *qmap = &shost->tag_set.map[HCTX_TYPE_DEFAULT];
 726
 727         blk_mq_virtio_map_queues(qmap, vscsi->vdev, 2);
 728 }
 729
 730 static void virtscsi_commit_rqs(struct Scsi_Host *shost, u16 hwq)
 731 {
 732         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(shost);
 733
 734         virtscsi_kick_vq(&vscsi->req_vqs[hwq]);
 735 }
 736
 737 /*
 738  * The host guarantees to respond to each command, although I/O
 739  * latencies might be higher than on bare metal.  Reset the timer
 740  * unconditionally to give the host a chance to perform EH.
 741  */
 742 static enum scsi_timeout_action virtscsi_eh_timed_out(struct scsi_cmnd *scmnd)
 743 {
 744         return SCSI_EH_RESET_TIMER;
 745 }
 746
 747 static const struct scsi_host_template virtscsi_host_template = {
 748         .module = THIS_MODULE,
 749         .name = "Virtio SCSI HBA",
 750         .proc_name = "virtio_scsi",
 751         .this_id = -1,
 752         .cmd_size = sizeof(struct virtio_scsi_cmd),
 753         .queuecommand = virtscsi_queuecommand,
 754         .commit_rqs = virtscsi_commit_rqs,
 755         .change_queue_depth = virtscsi_change_queue_depth,
 756         .eh_abort_handler = virtscsi_abort,
 757         .eh_device_reset_handler = virtscsi_device_reset,
 758         .eh_timed_out = virtscsi_eh_timed_out,
 759         .slave_alloc = virtscsi_device_alloc,
 760
 761         .dma_boundary = UINT_MAX,
 762         .map_queues = virtscsi_map_queues,
 763         .track_queue_depth = 1,
 764 };
 765
 766 #define virtscsi_config_get(vdev, fld) \
 767         ({ \
 768                 __virtio_native_type(struct virtio_scsi_config, fld) __val; \
 769                 virtio_cread(vdev, struct virtio_scsi_config, fld, &__val); \
 770                 __val; \
 771         })
 772
 773 #define virtscsi_config_set(vdev, fld, val) \
 774         do { \
 775                 __virtio_native_type(struct virtio_scsi_config, fld) __val = (val); \
 776                 virtio_cwrite(vdev, struct virtio_scsi_config, fld, &__val); \
 777         } while(0)
 778
 779 static void virtscsi_init_vq(struct virtio_scsi_vq *virtscsi_vq,
 780                              struct virtqueue *vq)
 781 {
 782         spin_lock_init(&virtscsi_vq->vq_lock);
 783         virtscsi_vq->vq = vq;
 784 }
 785
 786 static void virtscsi_remove_vqs(struct virtio_device *vdev)
 787 {
 788         /* Stop all the virtqueues. */
 789         virtio_reset_device(vdev);
 790         vdev->config->del_vqs(vdev);
 791 }
 792
 793 static int virtscsi_init(struct virtio_device *vdev,
 794                          struct virtio_scsi *vscsi)
 795 {
 796         int err;
 797         u32 i;
 798         u32 num_vqs;
 799         vq_callback_t **callbacks;
 800         const char **names;
 801         struct virtqueue **vqs;
 802         struct irq_affinity desc = { .pre_vectors = 2 };
 803
 804         num_vqs = vscsi->num_queues + VIRTIO_SCSI_VQ_BASE;
 805         vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
 806         callbacks = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(vq_callback_t *),
 807                                   GFP_KERNEL);
 808         names = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(char *), GFP_KERNEL);
 809
 810         if (!callbacks || !vqs || !names) {
 811                 err = -ENOMEM;
 812                 goto out;
 813         }
 814
 815         callbacks[0] = virtscsi_ctrl_done;
 816         callbacks[1] = virtscsi_event_done;
 817         names[0] = "control";
 818         names[1] = "event";
 819         for (i = VIRTIO_SCSI_VQ_BASE; i < num_vqs; i++) {
 820                 callbacks[i] = virtscsi_req_done;
 821                 names[i] = "request";
 822         }
 823
 824         /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 825         err = virtio_find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, callbacks, names, &desc);
 826         if (err)
 827                 goto out;
 828
 829         virtscsi_init_vq(&vscsi->ctrl_vq, vqs[0]);
 830         virtscsi_init_vq(&vscsi->event_vq, vqs[1]);
 831         for (i = VIRTIO_SCSI_VQ_BASE; i < num_vqs; i++)
 832                 virtscsi_init_vq(&vscsi->req_vqs[i - VIRTIO_SCSI_VQ_BASE],
 833                                  vqs[i]);
 834
 835         virtscsi_config_set(vdev, cdb_size, VIRTIO_SCSI_CDB_SIZE);
 836         virtscsi_config_set(vdev, sense_size, VIRTIO_SCSI_SENSE_SIZE);
 837
 838         err = 0;
 839
 840 out:
 841         kfree(names);
 842         kfree(callbacks);
 843         kfree(vqs);
 844         if (err)
 845                 virtscsi_remove_vqs(vdev);
 846         return err;
 847 }
 848
 849 static int virtscsi_probe(struct virtio_device *vdev)
 850 {
 851         struct Scsi_Host *shost;
 852         struct virtio_scsi *vscsi;
 853         int err;
 854         u32 sg_elems, num_targets;
 855         u32 cmd_per_lun;
 856         u32 num_queues;
 857
 858         if (!vdev->config->get) {
 859                 dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
 860                         __func__);
 861                 return -EINVAL;
 862         }
 863
 864         /* We need to know how many queues before we allocate. */
 865         num_queues = virtscsi_config_get(vdev, num_queues) ? : 1;
 866         num_queues = min_t(unsigned int, nr_cpu_ids, num_queues);
 867
 868         num_targets = virtscsi_config_get(vdev, max_target) + 1;
 869
 870         shost = scsi_host_alloc(&virtscsi_host_template,
 871                                 struct_size(vscsi, req_vqs, num_queues));
 872         if (!shost)
 873                 return -ENOMEM;
 874
 875         sg_elems = virtscsi_config_get(vdev, seg_max) ?: 1;
 876         shost->sg_tablesize = sg_elems;
 877         vscsi = shost_priv(shost);
 878         vscsi->vdev = vdev;
 879         vscsi->num_queues = num_queues;
 880         vdev->priv = shost;
 881
 882         err = virtscsi_init(vdev, vscsi);
 883         if (err)
 884                 goto virtscsi_init_failed;
 885
 886         shost->can_queue = virtqueue_get_vring_size(vscsi->req_vqs[0].vq);
 887
 888         cmd_per_lun = virtscsi_config_get(vdev, cmd_per_lun) ?: 1;
 889         shost->cmd_per_lun = min_t(u32, cmd_per_lun, shost->can_queue);
 890         shost->max_sectors = virtscsi_config_get(vdev, max_sectors) ?: 0xFFFF;
 891
 892         /* LUNs > 256 are reported with format 1, so they go in the range
 893          * 16640-32767.
 894          */
 895         shost->max_lun = virtscsi_config_get(vdev, max_lun) + 1 + 0x4000;
 896         shost->max_id = num_targets;
 897         shost->max_channel = 0;
 898         shost->max_cmd_len = VIRTIO_SCSI_CDB_SIZE;
 899         shost->nr_hw_queues = num_queues;
 900
 901 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 902         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_SCSI_F_T10_PI)) {
 903                 int host_prot;
 904
 905                 host_prot = SHOST_DIF_TYPE1_PROTECTION | SHOST_DIF_TYPE2_PROTECTION |
 906                             SHOST_DIF_TYPE3_PROTECTION | SHOST_DIX_TYPE1_PROTECTION |
 907                             SHOST_DIX_TYPE2_PROTECTION | SHOST_DIX_TYPE3_PROTECTION;
 908
 909                 scsi_host_set_prot(shost, host_prot);
 910                 scsi_host_set_guard(shost, SHOST_DIX_GUARD_CRC);
 911         }
 912 #endif
 913
 914         err = scsi_add_host(shost, &vdev->dev);
 915         if (err)
 916                 goto scsi_add_host_failed;
 917
 918         virtio_device_ready(vdev);
 919
 920         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_SCSI_F_HOTPLUG))
 921                 virtscsi_kick_event_all(vscsi);
 922
 923         scsi_scan_host(shost);
 924         return 0;
 925
 926 scsi_add_host_failed:
 927         vdev->config->del_vqs(vdev);
 928 virtscsi_init_failed:
 929         scsi_host_put(shost);
 930         return err;
 931 }
 932
 933 static void virtscsi_remove(struct virtio_device *vdev)
 934 {
 935         struct Scsi_Host *shost = virtio_scsi_host(vdev);
 936         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(shost);
 937
 938         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_SCSI_F_HOTPLUG))
 939                 virtscsi_cancel_event_work(vscsi);
 940
 941         scsi_remove_host(shost);
 942         virtscsi_remove_vqs(vdev);
 943         scsi_host_put(shost);
 944 }
 945
 946 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 947 static int virtscsi_freeze(struct virtio_device *vdev)
 948 {
 949         virtscsi_remove_vqs(vdev);
 950         return 0;
 951 }
 952
 953 static int virtscsi_restore(struct virtio_device *vdev)
 954 {
 955         struct Scsi_Host *sh = virtio_scsi_host(vdev);
 956         struct virtio_scsi *vscsi = shost_priv(sh);
 957         int err;
 958
 959         err = virtscsi_init(vdev, vscsi);
 960         if (err)
 961                 return err;
 962
 963         virtio_device_ready(vdev);
 964
 965         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_SCSI_F_HOTPLUG))
 966                 virtscsi_kick_event_all(vscsi);
 967
 968         return err;
 969 }
 970 #endif
 971
 972 static struct virtio_device_id id_table[] = {
 973         { VIRTIO_ID_SCSI, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 974         { 0 },
 975 };
 976
 977 static unsigned int features[] = {
 978         VIRTIO_SCSI_F_HOTPLUG,
 979         VIRTIO_SCSI_F_CHANGE,
 980 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 981         VIRTIO_SCSI_F_T10_PI,
 982 #endif
 983 };
 984
 985 static struct virtio_driver virtio_scsi_driver = {
 986         .feature_table = features,
 987         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
 988         .driver.name = KBUILD_MODNAME,
 989         .driver.owner = THIS_MODULE,
 990         .id_table = id_table,
 991         .probe = virtscsi_probe,
 992 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 993         .freeze = virtscsi_freeze,
 994         .restore = virtscsi_restore,
 995 #endif
 996         .remove = virtscsi_remove,
 997 };
 998
 999 static int __init virtio_scsi_init(void)
1000 {
1001         int ret = -ENOMEM;
1002
1003         virtscsi_cmd_cache = KMEM_CACHE(virtio_scsi_cmd, 0);
1004         if (!virtscsi_cmd_cache) {
1005                 pr_err("kmem_cache_create() for virtscsi_cmd_cache failed\n");
1006                 goto error;
1007         }
1008
1009
1010         virtscsi_cmd_pool =
1011                 mempool_create_slab_pool(VIRTIO_SCSI_MEMPOOL_SZ,
1012                                          virtscsi_cmd_cache);
1013         if (!virtscsi_cmd_pool) {
1014                 pr_err("mempool_create() for virtscsi_cmd_pool failed\n");
1015                 goto error;
1016         }
1017         ret = register_virtio_driver(&virtio_scsi_driver);
1018         if (ret < 0)
1019                 goto error;
1020
1021         return 0;
1022
1023 error:
1024         mempool_destroy(virtscsi_cmd_pool);
1025         virtscsi_cmd_pool = NULL;
1026         kmem_cache_destroy(virtscsi_cmd_cache);
1027         virtscsi_cmd_cache = NULL;
1028         return ret;
1029 }
1030
1031 static void __exit virtio_scsi_fini(void)
1032 {
1033         unregister_virtio_driver(&virtio_scsi_driver);
1034         mempool_destroy(virtscsi_cmd_pool);
1035         kmem_cache_destroy(virtscsi_cmd_cache);
1036 }
1037 module_init(virtio_scsi_init);
1038 module_exit(virtio_scsi_fini);
1039
1040 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1041 MODULE_DESCRIPTION("Virtio SCSI HBA driver");
1042 MODULE_LICENSE("GPL");