Quelle  virtio_blk.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
//#define DEBUG
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/hdreg.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/virtio.h>
#include <linux/virtio_blk.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/string_helpers.h>
#include <linux/idr.h>
#include <linux/blk-mq.h>
#include <linux/numa.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <uapi/linux/virtio_ring.h>

#define PART_BITS 4
#define VQ_NAME_LEN 16
#define MAX_DISCARD_SEGMENTS 256u

/* The maximum number of sg elements that fit into a virtqueue */
#define VIRTIO_BLK_MAX_SG_ELEMS 32768

#ifdef CONFIG_ARCH_NO_SG_CHAIN
#define VIRTIO_BLK_INLINE_SG_CNT 0
#else
#define VIRTIO_BLK_INLINE_SG_CNT 2
#endif

static unsigned int num_request_queues;
module_param(num_request_queues, uint, 0644);
MODULE_PARM_DESC(num_request_queues,
   "Limit the number of request queues to use for blk device. "
   "0 for no limit. "
   "Values > nr_cpu_ids truncated to nr_cpu_ids.");

static unsigned int poll_queues;
module_param(poll_queues, uint, 0644);
MODULE_PARM_DESC(poll_queues, "The number of dedicated virtqueues for polling I/O");

static int major;
static DEFINE_IDA(vd_index_ida);

static struct workqueue_struct *virtblk_wq;

struct virtio_blk_vq {
 struct virtqueue *vq;
 spinlock_t lock;
 char name[VQ_NAME_LEN];
} ____cacheline_aligned_in_smp;

struct virtio_blk {
 /*
 * This mutex must be held by anything that may run after
 * virtblk_remove() sets vblk->vdev to NULL.
 *
 * blk-mq, virtqueue processing, and sysfs attribute code paths are
 * shut down before vblk->vdev is set to NULL and therefore do not need
 * to hold this mutex.
 */
 struct mutex vdev_mutex;
 struct virtio_device *vdev;

 /* The disk structure for the kernel. */
 struct gendisk *disk;

 /* Block layer tags. */
 struct blk_mq_tag_set tag_set;

 /* Process context for config space updates */
 struct work_struct config_work;

 /* Ida index - used to track minor number allocations. */
 int index;

 /* num of vqs */
 int num_vqs;
 int io_queues[HCTX_MAX_TYPES];
 struct virtio_blk_vq *vqs;

 /* For zoned device */
 unsigned int zone_sectors;
};

struct virtblk_req {
 /* Out header */
 struct virtio_blk_outhdr out_hdr;

 /* In header */
 union {
  u8 status;

  /*
 * The zone append command has an extended in header.
 * The status field in zone_append_in_hdr must always
 * be the last byte.
 */
  struct {
   __virtio64 sector;
   u8 status;
  } zone_append;
 } in_hdr;

 size_t in_hdr_len;

 struct sg_table sg_table;
 struct scatterlist sg[];
};

static inline blk_status_t virtblk_result(u8 status)
{
 switch (status) {
 case VIRTIO_BLK_S_OK:
  return BLK_STS_OK;
 case VIRTIO_BLK_S_UNSUPP:
  return BLK_STS_NOTSUPP;
 case VIRTIO_BLK_S_ZONE_OPEN_RESOURCE:
  return BLK_STS_ZONE_OPEN_RESOURCE;
 case VIRTIO_BLK_S_ZONE_ACTIVE_RESOURCE:
  return BLK_STS_ZONE_ACTIVE_RESOURCE;
 case VIRTIO_BLK_S_IOERR:
 case VIRTIO_BLK_S_ZONE_UNALIGNED_WP:
 default:
  return BLK_STS_IOERR;
 }
}

static inline struct virtio_blk_vq *get_virtio_blk_vq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
{
 struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 struct virtio_blk_vq *vq = &vblk->vqs[hctx->queue_num];

 return vq;
}

static int virtblk_add_req(struct virtqueue *vq, struct virtblk_req *vbr)
{
 struct scatterlist out_hdr, in_hdr, *sgs[3];
 unsigned int num_out = 0, num_in = 0;

 sg_init_one(&out_hdr, &vbr->out_hdr, sizeof(vbr->out_hdr));
 sgs[num_out++] = &out_hdr;

 if (vbr->sg_table.nents) {
  if (vbr->out_hdr.type & cpu_to_virtio32(vq->vdev, VIRTIO_BLK_T_OUT))
   sgs[num_out++] = vbr->sg_table.sgl;
  else
   sgs[num_out + num_in++] = vbr->sg_table.sgl;
 }

 sg_init_one(&in_hdr, &vbr->in_hdr.status, vbr->in_hdr_len);
 sgs[num_out + num_in++] = &in_hdr;

 return virtqueue_add_sgs(vq, sgs, num_out, num_in, vbr, GFP_ATOMIC);
}

static int virtblk_setup_discard_write_zeroes_erase(struct request *req, bool unmap)
{
 unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
 unsigned short n = 0;
 struct virtio_blk_discard_write_zeroes *range;
 struct bio *bio;
 u32 flags = 0;

 if (unmap)
  flags |= VIRTIO_BLK_WRITE_ZEROES_FLAG_UNMAP;

 range = kmalloc_array(segments, sizeof(*range), GFP_ATOMIC);
 if (!range)
  return -ENOMEM;

 /*
 * Single max discard segment means multi-range discard isn't
 * supported, and block layer only runs contiguity merge like
 * normal RW request. So we can't reply on bio for retrieving
 * each range info.
 */
 if (queue_max_discard_segments(req->q) == 1) {
  range[0].flags = cpu_to_le32(flags);
  range[0].num_sectors = cpu_to_le32(blk_rq_sectors(req));
  range[0].sector = cpu_to_le64(blk_rq_pos(req));
  n = 1;
 } else {
  __rq_for_each_bio(bio, req) {
   u64 sector = bio->bi_iter.bi_sector;
   u32 num_sectors = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;

   range[n].flags = cpu_to_le32(flags);
   range[n].num_sectors = cpu_to_le32(num_sectors);
   range[n].sector = cpu_to_le64(sector);
   n++;
  }
 }

 WARN_ON_ONCE(n != segments);

 bvec_set_virt(&req->special_vec, range, sizeof(*range) * segments);
 req->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;

 return 0;
}

static void virtblk_unmap_data(struct request *req, struct virtblk_req *vbr)
{
 if (blk_rq_nr_phys_segments(req))
  sg_free_table_chained(&vbr->sg_table,
          VIRTIO_BLK_INLINE_SG_CNT);
}

static int virtblk_map_data(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *req,
  struct virtblk_req *vbr)
{
 int err;

 if (!blk_rq_nr_phys_segments(req))
  return 0;

 vbr->sg_table.sgl = vbr->sg;
 err = sg_alloc_table_chained(&vbr->sg_table,
         blk_rq_nr_phys_segments(req),
         vbr->sg_table.sgl,
         VIRTIO_BLK_INLINE_SG_CNT);
 if (unlikely(err))
  return -ENOMEM;

 return blk_rq_map_sg(req, vbr->sg_table.sgl);
}

static void virtblk_cleanup_cmd(struct request *req)
{
 if (req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
  kfree(bvec_virt(&req->special_vec));
}

static blk_status_t virtblk_setup_cmd(struct virtio_device *vdev,
          struct request *req,
          struct virtblk_req *vbr)
{
 size_t in_hdr_len = sizeof(vbr->in_hdr.status);
 bool unmap = false;
 u32 type;
 u64 sector = 0;

 if (!IS_ENABLED(CONFIG_BLK_DEV_ZONED) && op_is_zone_mgmt(req_op(req)))
  return BLK_STS_NOTSUPP;

 /* Set fields for all request types */
 vbr->out_hdr.ioprio = cpu_to_virtio32(vdev, req_get_ioprio(req));

 switch (req_op(req)) {
 case REQ_OP_READ:
  type = VIRTIO_BLK_T_IN;
  sector = blk_rq_pos(req);
  break;
 case REQ_OP_WRITE:
  type = VIRTIO_BLK_T_OUT;
  sector = blk_rq_pos(req);
  break;
 case REQ_OP_FLUSH:
  type = VIRTIO_BLK_T_FLUSH;
  break;
 case REQ_OP_DISCARD:
  type = VIRTIO_BLK_T_DISCARD;
  break;
 case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
  type = VIRTIO_BLK_T_WRITE_ZEROES;
  unmap = !(req->cmd_flags & REQ_NOUNMAP);
  break;
 case REQ_OP_SECURE_ERASE:
  type = VIRTIO_BLK_T_SECURE_ERASE;
  break;
 case REQ_OP_ZONE_OPEN:
  type = VIRTIO_BLK_T_ZONE_OPEN;
  sector = blk_rq_pos(req);
  break;
 case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
  type = VIRTIO_BLK_T_ZONE_CLOSE;
  sector = blk_rq_pos(req);
  break;
 case REQ_OP_ZONE_FINISH:
  type = VIRTIO_BLK_T_ZONE_FINISH;
  sector = blk_rq_pos(req);
  break;
 case REQ_OP_ZONE_APPEND:
  type = VIRTIO_BLK_T_ZONE_APPEND;
  sector = blk_rq_pos(req);
  in_hdr_len = sizeof(vbr->in_hdr.zone_append);
  break;
 case REQ_OP_ZONE_RESET:
  type = VIRTIO_BLK_T_ZONE_RESET;
  sector = blk_rq_pos(req);
  break;
 case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
  type = VIRTIO_BLK_T_ZONE_RESET_ALL;
  break;
 case REQ_OP_DRV_IN:
  /*
 * Out header has already been prepared by the caller (virtblk_get_id()
 * or virtblk_submit_zone_report()), nothing to do here.
 */
  return 0;
 default:
  WARN_ON_ONCE(1);
  return BLK_STS_IOERR;
 }

 /* Set fields for non-REQ_OP_DRV_IN request types */
 vbr->in_hdr_len = in_hdr_len;
 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vdev, type);
 vbr->out_hdr.sector = cpu_to_virtio64(vdev, sector);

 if (type == VIRTIO_BLK_T_DISCARD || type == VIRTIO_BLK_T_WRITE_ZEROES ||
     type == VIRTIO_BLK_T_SECURE_ERASE) {
  if (virtblk_setup_discard_write_zeroes_erase(req, unmap))
   return BLK_STS_RESOURCE;
 }

 return 0;
}

/*
 * The status byte is always the last byte of the virtblk request
 * in-header. This helper fetches its value for all in-header formats
 * that are currently defined.
 */
static inline u8 virtblk_vbr_status(struct virtblk_req *vbr)
{
 return *((u8 *)&vbr->in_hdr + vbr->in_hdr_len - 1);
}

static inline void virtblk_request_done(struct request *req)
{
 struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 blk_status_t status = virtblk_result(virtblk_vbr_status(vbr));
 struct virtio_blk *vblk = req->mq_hctx->queue->queuedata;

 virtblk_unmap_data(req, vbr);
 virtblk_cleanup_cmd(req);

 if (req_op(req) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
  req->__sector = virtio64_to_cpu(vblk->vdev,
      vbr->in_hdr.zone_append.sector);

 blk_mq_end_request(req, status);
}

static void virtblk_done(struct virtqueue *vq)
{
 struct virtio_blk *vblk = vq->vdev->priv;
 bool req_done = false;
 int qid = vq->index;
 struct virtblk_req *vbr;
 unsigned long flags;
 unsigned int len;

 spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 do {
  virtqueue_disable_cb(vq);
  while ((vbr = virtqueue_get_buf(vblk->vqs[qid].vq, &len)) != NULL) {
   struct request *req = blk_mq_rq_from_pdu(vbr);

   if (likely(!blk_should_fake_timeout(req->q)))
    blk_mq_complete_request(req);
   req_done = true;
  }
 } while (!virtqueue_enable_cb(vq));

 /* In case queue is stopped waiting for more buffers. */
 if (req_done)
  blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);
 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
}

static void virtio_commit_rqs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
{
 struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 struct virtio_blk_vq *vq = &vblk->vqs[hctx->queue_num];
 bool kick;

 spin_lock_irq(&vq->lock);
 kick = virtqueue_kick_prepare(vq->vq);
 spin_unlock_irq(&vq->lock);

 if (kick)
  virtqueue_notify(vq->vq);
}

static blk_status_t virtblk_fail_to_queue(struct request *req, int rc)
{
 virtblk_cleanup_cmd(req);
 switch (rc) {
 case -ENOSPC:
  return BLK_STS_DEV_RESOURCE;
 case -ENOMEM:
  return BLK_STS_RESOURCE;
 default:
  return BLK_STS_IOERR;
 }
}

static blk_status_t virtblk_prep_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
     struct virtio_blk *vblk,
     struct request *req,
     struct virtblk_req *vbr)
{
 blk_status_t status;
 int num;

 status = virtblk_setup_cmd(vblk->vdev, req, vbr);
 if (unlikely(status))
  return status;

 num = virtblk_map_data(hctx, req, vbr);
 if (unlikely(num < 0))
  return virtblk_fail_to_queue(req, -ENOMEM);
 vbr->sg_table.nents = num;

 blk_mq_start_request(req);

 return BLK_STS_OK;
}

static blk_status_t virtio_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
      const struct blk_mq_queue_data *bd)
{
 struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 struct request *req = bd->rq;
 struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 unsigned long flags;
 int qid = hctx->queue_num;
 bool notify = false;
 blk_status_t status;
 int err;

 status = virtblk_prep_rq(hctx, vblk, req, vbr);
 if (unlikely(status))
  return status;

 spin_lock_irqsave(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
 err = virtblk_add_req(vblk->vqs[qid].vq, vbr);
 if (err) {
  virtqueue_kick(vblk->vqs[qid].vq);
  /* Don't stop the queue if -ENOMEM: we may have failed to
 * bounce the buffer due to global resource outage.
 */
  if (err == -ENOSPC)
   blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
  spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);
  virtblk_unmap_data(req, vbr);
  return virtblk_fail_to_queue(req, err);
 }

 if (bd->last && virtqueue_kick_prepare(vblk->vqs[qid].vq))
  notify = true;
 spin_unlock_irqrestore(&vblk->vqs[qid].lock, flags);

 if (notify)
  virtqueue_notify(vblk->vqs[qid].vq);
 return BLK_STS_OK;
}

static bool virtblk_prep_rq_batch(struct request *req)
{
 struct virtio_blk *vblk = req->mq_hctx->queue->queuedata;
 struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);

 return virtblk_prep_rq(req->mq_hctx, vblk, req, vbr) == BLK_STS_OK;
}

static void virtblk_add_req_batch(struct virtio_blk_vq *vq,
  struct rq_list *rqlist)
{
 struct request *req;
 unsigned long flags;
 bool kick;

 spin_lock_irqsave(&vq->lock, flags);

 while ((req = rq_list_pop(rqlist))) {
  struct virtblk_req *vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
  int err;

  err = virtblk_add_req(vq->vq, vbr);
  if (err) {
   virtblk_unmap_data(req, vbr);
   virtblk_cleanup_cmd(req);
   blk_mq_requeue_request(req, true);
  }
 }

 kick = virtqueue_kick_prepare(vq->vq);
 spin_unlock_irqrestore(&vq->lock, flags);

 if (kick)
  virtqueue_notify(vq->vq);
}

static void virtio_queue_rqs(struct rq_list *rqlist)
{
 struct rq_list submit_list = { };
 struct rq_list requeue_list = { };
 struct virtio_blk_vq *vq = NULL;
 struct request *req;

 while ((req = rq_list_pop(rqlist))) {
  struct virtio_blk_vq *this_vq = get_virtio_blk_vq(req->mq_hctx);

  if (vq && vq != this_vq)
   virtblk_add_req_batch(vq, &submit_list);
  vq = this_vq;

  if (virtblk_prep_rq_batch(req))
   rq_list_add_tail(&submit_list, req);
  else
   rq_list_add_tail(&requeue_list, req);
 }

 if (vq)
  virtblk_add_req_batch(vq, &submit_list);
 *rqlist = requeue_list;
}

#ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
static void *virtblk_alloc_report_buffer(struct virtio_blk *vblk,
       unsigned int nr_zones,
       size_t *buflen)
{
 struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 size_t bufsize;
 void *buf;

 nr_zones = min_t(unsigned int, nr_zones,
    get_capacity(vblk->disk) >> ilog2(vblk->zone_sectors));

 bufsize = sizeof(struct virtio_blk_zone_report) +
  nr_zones * sizeof(struct virtio_blk_zone_descriptor);
 bufsize = min_t(size_t, bufsize,
   queue_max_hw_sectors(q) << SECTOR_SHIFT);
 bufsize = min_t(size_t, bufsize, queue_max_segments(q) << PAGE_SHIFT);

 while (bufsize >= sizeof(struct virtio_blk_zone_report)) {
  buf = __vmalloc(bufsize, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY);
  if (buf) {
   *buflen = bufsize;
   return buf;
  }
  bufsize >>= 1;
 }

 return NULL;
}

static int virtblk_submit_zone_report(struct virtio_blk *vblk,
           char *report_buf, size_t report_len,
           sector_t sector)
{
 struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 struct request *req;
 struct virtblk_req *vbr;
 int err;

 req = blk_mq_alloc_request(q, REQ_OP_DRV_IN, 0);
 if (IS_ERR(req))
  return PTR_ERR(req);

 vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 vbr->in_hdr_len = sizeof(vbr->in_hdr.status);
 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_ZONE_REPORT);
 vbr->out_hdr.sector = cpu_to_virtio64(vblk->vdev, sector);

 err = blk_rq_map_kern(req, report_buf, report_len, GFP_KERNEL);
 if (err)
  goto out;

 blk_execute_rq(req, false);
 err = blk_status_to_errno(virtblk_result(vbr->in_hdr.status));
out:
 blk_mq_free_request(req);
 return err;
}

static int virtblk_parse_zone(struct virtio_blk *vblk,
          struct virtio_blk_zone_descriptor *entry,
          unsigned int idx, report_zones_cb cb, void *data)
{
 struct blk_zone zone = { };

 zone.start = virtio64_to_cpu(vblk->vdev, entry->z_start);
 if (zone.start + vblk->zone_sectors <= get_capacity(vblk->disk))
  zone.len = vblk->zone_sectors;
 else
  zone.len = get_capacity(vblk->disk) - zone.start;
 zone.capacity = virtio64_to_cpu(vblk->vdev, entry->z_cap);
 zone.wp = virtio64_to_cpu(vblk->vdev, entry->z_wp);

 switch (entry->z_type) {
 case VIRTIO_BLK_ZT_SWR:
  zone.type = BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_REQ;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZT_SWP:
  zone.type = BLK_ZONE_TYPE_SEQWRITE_PREF;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZT_CONV:
  zone.type = BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL;
  break;
 default:
  dev_err(&vblk->vdev->dev, "zone %llu: invalid type %#x\n",
   zone.start, entry->z_type);
  return -EIO;
 }

 switch (entry->z_state) {
 case VIRTIO_BLK_ZS_EMPTY:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_EMPTY;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_CLOSED:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_CLOSED;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_FULL:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_FULL;
  zone.wp = zone.start + zone.len;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_EOPEN:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_EXP_OPEN;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_IOPEN:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_IMP_OPEN;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_NOT_WP:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_NOT_WP;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_RDONLY:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_READONLY;
  zone.wp = ULONG_MAX;
  break;
 case VIRTIO_BLK_ZS_OFFLINE:
  zone.cond = BLK_ZONE_COND_OFFLINE;
  zone.wp = ULONG_MAX;
  break;
 default:
  dev_err(&vblk->vdev->dev, "zone %llu: invalid condition %#x\n",
   zone.start, entry->z_state);
  return -EIO;
 }

 /*
 * The callback below checks the validity of the reported
 * entry data, no need to further validate it here.
 */
 return cb(&zone, idx, data);
}

static int virtblk_report_zones(struct gendisk *disk, sector_t sector,
     unsigned int nr_zones, report_zones_cb cb,
     void *data)
{
 struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 struct virtio_blk_zone_report *report;
 unsigned long long nz, i;
 size_t buflen;
 unsigned int zone_idx = 0;
 int ret;

 if (WARN_ON_ONCE(!vblk->zone_sectors))
  return -EOPNOTSUPP;

 report = virtblk_alloc_report_buffer(vblk, nr_zones, &buflen);
 if (!report)
  return -ENOMEM;

 mutex_lock(&vblk->vdev_mutex);

 if (!vblk->vdev) {
  ret = -ENXIO;
  goto fail_report;
 }

 while (zone_idx < nr_zones && sector < get_capacity(vblk->disk)) {
  memset(report, 0, buflen);

  ret = virtblk_submit_zone_report(vblk, (char *)report,
       buflen, sector);
  if (ret)
   goto fail_report;

  nz = min_t(u64, virtio64_to_cpu(vblk->vdev, report->nr_zones),
      nr_zones);
  if (!nz)
   break;

  for (i = 0; i < nz && zone_idx < nr_zones; i++) {
   ret = virtblk_parse_zone(vblk, &report->zones[i],
       zone_idx, cb, data);
   if (ret)
    goto fail_report;

   sector = virtio64_to_cpu(vblk->vdev,
       report->zones[i].z_start) +
     vblk->zone_sectors;
   zone_idx++;
  }
 }

 if (zone_idx > 0)
  ret = zone_idx;
 else
  ret = -EINVAL;
fail_report:
 mutex_unlock(&vblk->vdev_mutex);
 kvfree(report);
 return ret;
}

static int virtblk_read_zoned_limits(struct virtio_blk *vblk,
  struct queue_limits *lim)
{
 struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 u32 v, wg;

 dev_dbg(&vdev->dev, "probing host-managed zoned device\n");

 lim->features |= BLK_FEAT_ZONED;

 virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
       zoned.max_open_zones, &v);
 lim->max_open_zones = v;
 dev_dbg(&vdev->dev, "max open zones = %u\n", v);

 virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
       zoned.max_active_zones, &v);
 lim->max_active_zones = v;
 dev_dbg(&vdev->dev, "max active zones = %u\n", v);

 virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
       zoned.write_granularity, &wg);
 if (!wg) {
  dev_warn(&vdev->dev, "zero write granularity reported\n");
  return -ENODEV;
 }
 lim->physical_block_size = wg;
 lim->io_min = wg;

 dev_dbg(&vdev->dev, "write granularity = %u\n", wg);

 /*
 * virtio ZBD specification doesn't require zones to be a power of
 * two sectors in size, but the code in this driver expects that.
 */
 virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, zoned.zone_sectors,
       &vblk->zone_sectors);
 if (vblk->zone_sectors == 0 || !is_power_of_2(vblk->zone_sectors)) {
  dev_err(&vdev->dev,
   "zoned device with non power of two zone size %u\n",
   vblk->zone_sectors);
  return -ENODEV;
 }
 lim->chunk_sectors = vblk->zone_sectors;
 dev_dbg(&vdev->dev, "zone sectors = %u\n", vblk->zone_sectors);

 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_DISCARD)) {
  dev_warn(&vblk->vdev->dev,
    "ignoring negotiated F_DISCARD for zoned device\n");
  lim->max_hw_discard_sectors = 0;
 }

 virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
       zoned.max_append_sectors, &v);
 if (!v) {
  dev_warn(&vdev->dev, "zero max_append_sectors reported\n");
  return -ENODEV;
 }
 if ((v << SECTOR_SHIFT) < wg) {
  dev_err(&vdev->dev,
   "write granularity %u exceeds max_append_sectors %u limit\n",
   wg, v);
  return -ENODEV;
 }
 lim->max_hw_zone_append_sectors = v;
 dev_dbg(&vdev->dev, "max append sectors = %u\n", v);

 return 0;
}
#else
/*
 * Zoned block device support is not configured in this kernel, host-managed
 * zoned devices can't be supported.
 */
#define virtblk_report_zones       NULL
static inline int virtblk_read_zoned_limits(struct virtio_blk *vblk,
  struct queue_limits *lim)
{
 dev_err(&vblk->vdev->dev,
  "virtio_blk: zoned devices are not supported");
 return -EOPNOTSUPP;
}
#endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */

/* return id (s/n) string for *disk to *id_str
 */
static int virtblk_get_id(struct gendisk *disk, char *id_str)
{
 struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 struct request *req;
 struct virtblk_req *vbr;
 int err;

 req = blk_mq_alloc_request(q, REQ_OP_DRV_IN, 0);
 if (IS_ERR(req))
  return PTR_ERR(req);

 vbr = blk_mq_rq_to_pdu(req);
 vbr->in_hdr_len = sizeof(vbr->in_hdr.status);
 vbr->out_hdr.type = cpu_to_virtio32(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_T_GET_ID);
 vbr->out_hdr.sector = 0;

 err = blk_rq_map_kern(req, id_str, VIRTIO_BLK_ID_BYTES, GFP_KERNEL);
 if (err)
  goto out;

 blk_execute_rq(req, false);
 err = blk_status_to_errno(virtblk_result(vbr->in_hdr.status));
out:
 blk_mq_free_request(req);
 return err;
}

/* We provide getgeo only to please some old bootloader/partitioning tools */
static int virtblk_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
{
 struct virtio_blk *vblk = bd->bd_disk->private_data;
 int ret = 0;

 mutex_lock(&vblk->vdev_mutex);

 if (!vblk->vdev) {
  ret = -ENXIO;
  goto out;
 }

 /* see if the host passed in geometry config */
 if (virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY)) {
  virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
        geometry.cylinders, &geo->cylinders);
  virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
        geometry.heads, &geo->heads);
  virtio_cread(vblk->vdev, struct virtio_blk_config,
        geometry.sectors, &geo->sectors);
 } else {
  /* some standard values, similar to sd */
  geo->heads = 1 << 6;
  geo->sectors = 1 << 5;
  geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
 }
out:
 mutex_unlock(&vblk->vdev_mutex);
 return ret;
}

static void virtblk_free_disk(struct gendisk *disk)
{
 struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;

 ida_free(&vd_index_ida, vblk->index);
 mutex_destroy(&vblk->vdev_mutex);
 kfree(vblk);
}

static const struct block_device_operations virtblk_fops = {
 .owner   = THIS_MODULE,
 .getgeo  = virtblk_getgeo,
 .free_disk = virtblk_free_disk,
 .report_zones = virtblk_report_zones,
};

static int index_to_minor(int index)
{
 return index << PART_BITS;
}

static int minor_to_index(int minor)
{
 return minor >> PART_BITS;
}

static ssize_t serial_show(struct device *dev,
      struct device_attribute *attr, char *buf)
{
 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 int err;

 /* sysfs gives us a PAGE_SIZE buffer */
 BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < VIRTIO_BLK_ID_BYTES);

 buf[VIRTIO_BLK_ID_BYTES] = '\0';
 err = virtblk_get_id(disk, buf);
 if (!err)
  return strlen(buf);

 if (err == -EIO) /* Unsupported? Make it empty. */
  return 0;

 return err;
}

static DEVICE_ATTR_RO(serial);

/* The queue's logical block size must be set before calling this */
static void virtblk_update_capacity(struct virtio_blk *vblk, bool resize)
{
 struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 char cap_str_2[10], cap_str_10[10];
 unsigned long long nblocks;
 u64 capacity;

 /* Host must always specify the capacity. */
 virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, capacity, &capacity);

 nblocks = DIV_ROUND_UP_ULL(capacity, queue_logical_block_size(q) >> 9);

 string_get_size(nblocks, queue_logical_block_size(q),
   STRING_UNITS_2, cap_str_2, sizeof(cap_str_2));
 string_get_size(nblocks, queue_logical_block_size(q),
   STRING_UNITS_10, cap_str_10, sizeof(cap_str_10));

 dev_notice(&vdev->dev,
     "[%s] %s%llu %d-byte logical blocks (%s/%s)\n",
     vblk->disk->disk_name,
     resize ? "new size: " : "",
     nblocks,
     queue_logical_block_size(q),
     cap_str_10,
     cap_str_2);

 set_capacity_and_notify(vblk->disk, capacity);
}

static void virtblk_config_changed_work(struct work_struct *work)
{
 struct virtio_blk *vblk =
  container_of(work, struct virtio_blk, config_work);

 virtblk_update_capacity(vblk, true);
}

static void virtblk_config_changed(struct virtio_device *vdev)
{
 struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;

 queue_work(virtblk_wq, &vblk->config_work);
}

static int init_vq(struct virtio_blk *vblk)
{
 int err;
 unsigned short i;
 struct virtqueue_info *vqs_info;
 struct virtqueue **vqs;
 unsigned short num_vqs;
 unsigned short num_poll_vqs;
 struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 struct irq_affinity desc = { 0, };

 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_MQ,
       struct virtio_blk_config, num_queues,
       &num_vqs);
 if (err)
  num_vqs = 1;

 if (!err && !num_vqs) {
  dev_err(&vdev->dev, "MQ advertised but zero queues reported\n");
  return -EINVAL;
 }

 num_vqs = blk_mq_num_possible_queues(
   min_not_zero(num_request_queues, num_vqs));

 num_poll_vqs = min_t(unsigned int, poll_queues, num_vqs - 1);

 vblk->io_queues[HCTX_TYPE_DEFAULT] = num_vqs - num_poll_vqs;
 vblk->io_queues[HCTX_TYPE_READ] = 0;
 vblk->io_queues[HCTX_TYPE_POLL] = num_poll_vqs;

 dev_info(&vdev->dev, "%d/%d/%d default/read/poll queues\n",
    vblk->io_queues[HCTX_TYPE_DEFAULT],
    vblk->io_queues[HCTX_TYPE_READ],
    vblk->io_queues[HCTX_TYPE_POLL]);

 vblk->vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*vblk->vqs), GFP_KERNEL);
 if (!vblk->vqs)
  return -ENOMEM;

 vqs_info = kcalloc(num_vqs, sizeof(*vqs_info), GFP_KERNEL);
 vqs = kmalloc_array(num_vqs, sizeof(*vqs), GFP_KERNEL);
 if (!vqs_info || !vqs) {
  err = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 for (i = 0; i < num_vqs - num_poll_vqs; i++) {
  vqs_info[i].callback = virtblk_done;
  snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req.%u", i);
  vqs_info[i].name = vblk->vqs[i].name;
 }

 for (; i < num_vqs; i++) {
  snprintf(vblk->vqs[i].name, VQ_NAME_LEN, "req_poll.%u", i);
  vqs_info[i].name = vblk->vqs[i].name;
 }

 /* Discover virtqueues and write information to configuration.  */
 err = virtio_find_vqs(vdev, num_vqs, vqs, vqs_info, &desc);
 if (err)
  goto out;

 for (i = 0; i < num_vqs; i++) {
  spin_lock_init(&vblk->vqs[i].lock);
  vblk->vqs[i].vq = vqs[i];
 }
 vblk->num_vqs = num_vqs;

out:
 kfree(vqs);
 kfree(vqs_info);
 if (err)
  kfree(vblk->vqs);
 return err;
}

/*
 * Legacy naming scheme used for virtio devices.  We are stuck with it for
 * virtio blk but don't ever use it for any new driver.
 */
static int virtblk_name_format(char *prefix, int index, char *buf, int buflen)
{
 const int base = 'z' - 'a' + 1;
 char *begin = buf + strlen(prefix);
 char *end = buf + buflen;
 char *p;
 int unit;

 p = end - 1;
 *p = '\0';
 unit = base;
 do {
  if (p == begin)
   return -EINVAL;
  *--p = 'a' + (index % unit);
  index = (index / unit) - 1;
 } while (index >= 0);

 memmove(begin, p, end - p);
 memcpy(buf, prefix, strlen(prefix));

 return 0;
}

static int virtblk_get_cache_mode(struct virtio_device *vdev)
{
 u8 writeback;
 int err;

 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
       struct virtio_blk_config, wce,
       &writeback);

 /*
 * If WCE is not configurable and flush is not available,
 * assume no writeback cache is in use.
 */
 if (err)
  writeback = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_FLUSH);

 return writeback;
}

static const char *const virtblk_cache_types[] = {
 "write through", "write back"
};

static ssize_t
cache_type_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
   const char *buf, size_t count)
{
 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 struct queue_limits lim;
 int i;

 BUG_ON(!virtio_has_feature(vblk->vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE));
 i = sysfs_match_string(virtblk_cache_types, buf);
 if (i < 0)
  return i;

 virtio_cwrite8(vdev, offsetof(struct virtio_blk_config, wce), i);

 lim = queue_limits_start_update(disk->queue);
 if (virtblk_get_cache_mode(vdev))
  lim.features |= BLK_FEAT_WRITE_CACHE;
 else
  lim.features &= ~BLK_FEAT_WRITE_CACHE;
 i = queue_limits_commit_update_frozen(disk->queue, &lim);
 if (i)
  return i;
 return count;
}

static ssize_t
cache_type_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf)
{
 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 u8 writeback = virtblk_get_cache_mode(vblk->vdev);

 BUG_ON(writeback >= ARRAY_SIZE(virtblk_cache_types));
 return sysfs_emit(buf, "%s\n", virtblk_cache_types[writeback]);
}

static DEVICE_ATTR_RW(cache_type);

static struct attribute *virtblk_attrs[] = {
 &dev_attr_serial.attr,
 &dev_attr_cache_type.attr,
 NULL,
};

static umode_t virtblk_attrs_are_visible(struct kobject *kobj,
  struct attribute *a, int n)
{
 struct device *dev = kobj_to_dev(kobj);
 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
 struct virtio_blk *vblk = disk->private_data;
 struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;

 if (a == &dev_attr_cache_type.attr &&
     !virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE))
  return S_IRUGO;

 return a->mode;
}

static const struct attribute_group virtblk_attr_group = {
 .attrs = virtblk_attrs,
 .is_visible = virtblk_attrs_are_visible,
};

static const struct attribute_group *virtblk_attr_groups[] = {
 &virtblk_attr_group,
 NULL,
};

static void virtblk_map_queues(struct blk_mq_tag_set *set)
{
 struct virtio_blk *vblk = set->driver_data;
 int i, qoff;

 for (i = 0, qoff = 0; i < set->nr_maps; i++) {
  struct blk_mq_queue_map *map = &set->map[i];

  map->nr_queues = vblk->io_queues[i];
  map->queue_offset = qoff;
  qoff += map->nr_queues;

  if (map->nr_queues == 0)
   continue;

  /*
 * Regular queues have interrupts and hence CPU affinity is
 * defined by the core virtio code, but polling queues have
 * no interrupts so we let the block layer assign CPU affinity.
 */
  if (i == HCTX_TYPE_POLL)
   blk_mq_map_queues(&set->map[i]);
  else
   blk_mq_map_hw_queues(&set->map[i],
          &vblk->vdev->dev, 0);
 }
}

static void virtblk_complete_batch(struct io_comp_batch *iob)
{
 struct request *req;

 rq_list_for_each(&iob->req_list, req) {
  virtblk_unmap_data(req, blk_mq_rq_to_pdu(req));
  virtblk_cleanup_cmd(req);
 }
 blk_mq_end_request_batch(iob);
}

static int virtblk_poll(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct io_comp_batch *iob)
{
 struct virtio_blk *vblk = hctx->queue->queuedata;
 struct virtio_blk_vq *vq = get_virtio_blk_vq(hctx);
 struct virtblk_req *vbr;
 unsigned long flags;
 unsigned int len;
 int found = 0;

 spin_lock_irqsave(&vq->lock, flags);

 while ((vbr = virtqueue_get_buf(vq->vq, &len)) != NULL) {
  struct request *req = blk_mq_rq_from_pdu(vbr);
  u8 status = virtblk_vbr_status(vbr);

  found++;
  if (!blk_mq_complete_request_remote(req) &&
      !blk_mq_add_to_batch(req, iob, status != VIRTIO_BLK_S_OK,
      virtblk_complete_batch))
   virtblk_request_done(req);
 }

 if (found)
  blk_mq_start_stopped_hw_queues(vblk->disk->queue, true);

 spin_unlock_irqrestore(&vq->lock, flags);

 return found;
}

static const struct blk_mq_ops virtio_mq_ops = {
 .queue_rq = virtio_queue_rq,
 .queue_rqs = virtio_queue_rqs,
 .commit_rqs = virtio_commit_rqs,
 .complete = virtblk_request_done,
 .map_queues = virtblk_map_queues,
 .poll  = virtblk_poll,
};

static unsigned int virtblk_queue_depth;
module_param_named(queue_depth, virtblk_queue_depth, uint, 0444);

static int virtblk_read_limits(struct virtio_blk *vblk,
  struct queue_limits *lim)
{
 struct virtio_device *vdev = vblk->vdev;
 u32 v, max_size, sg_elems, opt_io_size;
 u32 max_discard_segs = 0;
 u32 discard_granularity = 0;
 u16 min_io_size;
 u8 physical_block_exp, alignment_offset;
 size_t max_dma_size;
 int err;

 /* We need to know how many segments before we allocate. */
 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX,
       struct virtio_blk_config, seg_max,
       &sg_elems);

 /* We need at least one SG element, whatever they say. */
 if (err || !sg_elems)
  sg_elems = 1;

 /* Prevent integer overflows and honor max vq size */
 sg_elems = min_t(u32, sg_elems, VIRTIO_BLK_MAX_SG_ELEMS - 2);

 /* We can handle whatever the host told us to handle. */
 lim->max_segments = sg_elems;

 /* No real sector limit. */
 lim->max_hw_sectors = UINT_MAX;

 max_dma_size = virtio_max_dma_size(vdev);
 max_size = max_dma_size > U32_MAX ? U32_MAX : max_dma_size;

 /* Host can optionally specify maximum segment size and number of
 * segments. */
 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX,
       struct virtio_blk_config, size_max, &v);
 if (!err)
  max_size = min(max_size, v);

 lim->max_segment_size = max_size;

 /* Host can optionally specify the block size of the device */
 virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
       struct virtio_blk_config, blk_size,
       &lim->logical_block_size);

 /* Use topology information if available */
 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
       struct virtio_blk_config, physical_block_exp,
       &physical_block_exp);
 if (!err && physical_block_exp)
  lim->physical_block_size =
   lim->logical_block_size * (1 << physical_block_exp);

 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
       struct virtio_blk_config, alignment_offset,
       &alignment_offset);
 if (!err && alignment_offset)
  lim->alignment_offset =
   lim->logical_block_size * alignment_offset;

 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
       struct virtio_blk_config, min_io_size,
       &min_io_size);
 if (!err && min_io_size)
  lim->io_min = lim->logical_block_size * min_io_size;

 err = virtio_cread_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY,
       struct virtio_blk_config, opt_io_size,
       &opt_io_size);
 if (!err && opt_io_size)
  lim->io_opt = lim->logical_block_size * opt_io_size;

 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_DISCARD)) {
  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
        discard_sector_alignment, &discard_granularity);

  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
        max_discard_sectors, &v);
  lim->max_hw_discard_sectors = v ? v : UINT_MAX;

  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, max_discard_seg,
        &max_discard_segs);
 }

 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_WRITE_ZEROES)) {
  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
        max_write_zeroes_sectors, &v);
  lim->max_write_zeroes_sectors = v ? v : UINT_MAX;
 }

 /* The discard and secure erase limits are combined since the Linux
 * block layer uses the same limit for both commands.
 *
 * If both VIRTIO_BLK_F_SECURE_ERASE and VIRTIO_BLK_F_DISCARD features
 * are negotiated, we will use the minimum between the limits.
 *
 * discard sector alignment is set to the minimum between discard_sector_alignment
 * and secure_erase_sector_alignment.
 *
 * max discard sectors is set to the minimum between max_discard_seg and
 * max_secure_erase_seg.
 */
 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SECURE_ERASE)) {

  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
        secure_erase_sector_alignment, &v);

  /* secure_erase_sector_alignment should not be zero, the device should set a
 * valid number of sectors.
 */
  if (!v) {
   dev_err(&vdev->dev,
    "virtio_blk: secure_erase_sector_alignment can't be 0\n");
   return -EINVAL;
  }

  discard_granularity = min_not_zero(discard_granularity, v);

  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
        max_secure_erase_sectors, &v);

  /* max_secure_erase_sectors should not be zero, the device should set a
 * valid number of sectors.
 */
  if (!v) {
   dev_err(&vdev->dev,
    "virtio_blk: max_secure_erase_sectors can't be 0\n");
   return -EINVAL;
  }

  lim->max_secure_erase_sectors = v;

  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config,
        max_secure_erase_seg, &v);

  /* max_secure_erase_seg should not be zero, the device should set a
 * valid number of segments
 */
  if (!v) {
   dev_err(&vdev->dev,
    "virtio_blk: max_secure_erase_seg can't be 0\n");
   return -EINVAL;
  }

  max_discard_segs = min_not_zero(max_discard_segs, v);
 }

 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_DISCARD) ||
     virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_SECURE_ERASE)) {
  /* max_discard_seg and discard_granularity will be 0 only
 * if max_discard_seg and discard_sector_alignment fields in the virtio
 * config are 0 and VIRTIO_BLK_F_SECURE_ERASE feature is not negotiated.
 * In this case, we use default values.
 */
  if (!max_discard_segs)
   max_discard_segs = sg_elems;

  lim->max_discard_segments =
   min(max_discard_segs, MAX_DISCARD_SEGMENTS);

  if (discard_granularity)
   lim->discard_granularity =
    discard_granularity << SECTOR_SHIFT;
  else
   lim->discard_granularity = lim->logical_block_size;
 }

 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_ZONED)) {
  u8 model;

  virtio_cread(vdev, struct virtio_blk_config, zoned.model, &model);
  switch (model) {
  case VIRTIO_BLK_Z_NONE:
  case VIRTIO_BLK_Z_HA:
   /* treat host-aware devices as non-zoned */
   return 0;
  case VIRTIO_BLK_Z_HM:
   err = virtblk_read_zoned_limits(vblk, lim);
   if (err)
    return err;
   break;
  default:
   dev_err(&vdev->dev, "unsupported zone model %d\n", model);
   return -EINVAL;
  }
 }

 return 0;
}

static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
{
 struct virtio_blk *vblk;
 struct queue_limits lim = {
  .features  = BLK_FEAT_ROTATIONAL,
  .logical_block_size = SECTOR_SIZE,
 };
 int err, index;
 unsigned int queue_depth;

 if (!vdev->config->get) {
  dev_err(&vdev->dev, "%s failure: config access disabled\n",
   __func__);
  return -EINVAL;
 }

 err = ida_alloc_range(&vd_index_ida, 0,
         minor_to_index(1 << MINORBITS) - 1, GFP_KERNEL);
 if (err < 0)
  goto out;
 index = err;

 vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
 if (!vblk) {
  err = -ENOMEM;
  goto out_free_index;
 }

 mutex_init(&vblk->vdev_mutex);

 vblk->vdev = vdev;

 INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);

 err = init_vq(vblk);
 if (err)
  goto out_free_vblk;

 /* Default queue sizing is to fill the ring. */
 if (!virtblk_queue_depth) {
  queue_depth = vblk->vqs[0].vq->num_free;
  /* ... but without indirect descs, we use 2 descs per req */
  if (!virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
   queue_depth /= 2;
 } else {
  queue_depth = virtblk_queue_depth;
 }

 memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
 vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
 vblk->tag_set.queue_depth = queue_depth;
 vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 vblk->tag_set.cmd_size =
  sizeof(struct virtblk_req) +
  sizeof(struct scatterlist) * VIRTIO_BLK_INLINE_SG_CNT;
 vblk->tag_set.driver_data = vblk;
 vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
 vblk->tag_set.nr_maps = 1;
 if (vblk->io_queues[HCTX_TYPE_POLL])
  vblk->tag_set.nr_maps = 3;

 err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
 if (err)
  goto out_free_vq;

 err = virtblk_read_limits(vblk, &lim);
 if (err)
  goto out_free_tags;

 if (virtblk_get_cache_mode(vdev))
  lim.features |= BLK_FEAT_WRITE_CACHE;

 vblk->disk = blk_mq_alloc_disk(&vblk->tag_set, &lim, vblk);
 if (IS_ERR(vblk->disk)) {
  err = PTR_ERR(vblk->disk);
  goto out_free_tags;
 }

 virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);

 vblk->disk->major = major;
 vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
 vblk->disk->minors = 1 << PART_BITS;
 vblk->disk->private_data = vblk;
 vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
 vblk->index = index;

 /* If disk is read-only in the host, the guest should obey */
 if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_RO))
  set_disk_ro(vblk->disk, 1);

 virtblk_update_capacity(vblk, false);
 virtio_device_ready(vdev);

 /*
 * All steps that follow use the VQs therefore they need to be
 * placed after the virtio_device_ready() call above.
 */
 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLK_DEV_ZONED) &&
     (lim.features & BLK_FEAT_ZONED)) {
  err = blk_revalidate_disk_zones(vblk->disk);
  if (err)
   goto out_cleanup_disk;
 }

 err = device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk, virtblk_attr_groups);
 if (err)
  goto out_cleanup_disk;

 return 0;

out_cleanup_disk:
 put_disk(vblk->disk);
out_free_tags:
 blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);
out_free_vq:
 vdev->config->del_vqs(vdev);
 kfree(vblk->vqs);
out_free_vblk:
 kfree(vblk);
out_free_index:
 ida_free(&vd_index_ida, index);
out:
 return err;
}

static void virtblk_remove(struct virtio_device *vdev)
{
 struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;

 /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 flush_work(&vblk->config_work);

 del_gendisk(vblk->disk);
 blk_mq_free_tag_set(&vblk->tag_set);

 mutex_lock(&vblk->vdev_mutex);

 /* Stop all the virtqueues. */
 virtio_reset_device(vdev);

 /* Virtqueues are stopped, nothing can use vblk->vdev anymore. */
 vblk->vdev = NULL;

 vdev->config->del_vqs(vdev);
 kfree(vblk->vqs);

 mutex_unlock(&vblk->vdev_mutex);

 put_disk(vblk->disk);
}

static int virtblk_freeze_priv(struct virtio_device *vdev)
{
 struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 struct request_queue *q = vblk->disk->queue;
 unsigned int memflags;

 /* Ensure no requests in virtqueues before deleting vqs. */
 memflags = blk_mq_freeze_queue(q);
 blk_mq_quiesce_queue_nowait(q);
 blk_mq_unfreeze_queue(q, memflags);

 /* Ensure we don't receive any more interrupts */
 virtio_reset_device(vdev);

 /* Make sure no work handler is accessing the device. */
 flush_work(&vblk->config_work);

 vdev->config->del_vqs(vdev);
 kfree(vblk->vqs);

 return 0;
}

static int virtblk_restore_priv(struct virtio_device *vdev)
{
 struct virtio_blk *vblk = vdev->priv;
 int ret;

 ret = init_vq(vdev->priv);
 if (ret)
  return ret;

 virtio_device_ready(vdev);
 blk_mq_unquiesce_queue(vblk->disk->queue);

 return 0;
}

#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
static int virtblk_freeze(struct virtio_device *vdev)
{
 return virtblk_freeze_priv(vdev);
}

static int virtblk_restore(struct virtio_device *vdev)
{
 return virtblk_restore_priv(vdev);
}
#endif

static int virtblk_reset_prepare(struct virtio_device *vdev)
{
 return virtblk_freeze_priv(vdev);
}

static int virtblk_reset_done(struct virtio_device *vdev)
{
 return virtblk_restore_priv(vdev);
}

static const struct virtio_device_id id_table[] = {
 { VIRTIO_ID_BLOCK, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 { 0 },
};

static unsigned int features_legacy[] = {
 VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 VIRTIO_BLK_F_MQ, VIRTIO_BLK_F_DISCARD, VIRTIO_BLK_F_WRITE_ZEROES,
 VIRTIO_BLK_F_SECURE_ERASE,
}
;
static unsigned int features[] = {
 VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX, VIRTIO_BLK_F_SIZE_MAX, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY,
 VIRTIO_BLK_F_RO, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE,
 VIRTIO_BLK_F_FLUSH, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE,
 VIRTIO_BLK_F_MQ, VIRTIO_BLK_F_DISCARD, VIRTIO_BLK_F_WRITE_ZEROES,
 VIRTIO_BLK_F_SECURE_ERASE, VIRTIO_BLK_F_ZONED,
};

static struct virtio_driver virtio_blk = {
 .feature_table   = features,
 .feature_table_size  = ARRAY_SIZE(features),
 .feature_table_legacy  = features_legacy,
 .feature_table_size_legacy = ARRAY_SIZE(features_legacy),
 .driver.name   = KBUILD_MODNAME,
 .id_table   = id_table,
 .probe    = virtblk_probe,
 .remove    = virtblk_remove,
 .config_changed   = virtblk_config_changed,
#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 .freeze    = virtblk_freeze,
 .restore   = virtblk_restore,
#endif
 .reset_prepare   = virtblk_reset_prepare,
 .reset_done   = virtblk_reset_done,
};

static int __init virtio_blk_init(void)
{
 int error;

 virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
 if (!virtblk_wq)
  return -ENOMEM;

 major = register_blkdev(0, "virtblk");
 if (major < 0) {
  error = major;
  goto out_destroy_workqueue;
 }

 error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
 if (error)
  goto out_unregister_blkdev;
 return 0;

out_unregister_blkdev:
 unregister_blkdev(major, "virtblk");
out_destroy_workqueue:
 destroy_workqueue(virtblk_wq);
 return error;
}

static void __exit virtio_blk_fini(void)
{
 unregister_virtio_driver(&virtio_blk);
 unregister_blkdev(major, "virtblk");
 destroy_workqueue(virtblk_wq);
}
module_init(virtio_blk_init);
module_exit(virtio_blk_fini);

MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
MODULE_LICENSE("GPL");