Quelle  passthru.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * NVMe Over Fabrics Target Passthrough command implementation.
 *
 * Copyright (c) 2017-2018 Western Digital Corporation or its
 * affiliates.
 * Copyright (c) 2019-2020, Eideticom Inc.
 *
 */
#define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
#include <linux/module.h>

#include "../host/nvme.h"
#include "nvmet.h"

MODULE_IMPORT_NS("NVME_TARGET_PASSTHRU");

/*
 * xarray to maintain one passthru subsystem per nvme controller.
 */
static DEFINE_XARRAY(passthru_subsystems);

void nvmet_passthrough_override_cap(struct nvmet_ctrl *ctrl)
{
 /*
 * Multiple command set support can only be declared if the underlying
 * controller actually supports it.
 */
 if (!nvme_multi_css(ctrl->subsys->passthru_ctrl))
  ctrl->cap &= ~(1ULL << 43);
}

static u16 nvmet_passthru_override_id_descs(struct nvmet_req *req)
{
 struct nvmet_ctrl *ctrl = req->sq->ctrl;
 u16 status = NVME_SC_SUCCESS;
 int pos, len;
 bool csi_seen = false;
 void *data;
 u8 csi;

 if (!ctrl->subsys->clear_ids)
  return status;

 data = kzalloc(NVME_IDENTIFY_DATA_SIZE, GFP_KERNEL);
 if (!data)
  return NVME_SC_INTERNAL;

 status = nvmet_copy_from_sgl(req, 0, data, NVME_IDENTIFY_DATA_SIZE);
 if (status)
  goto out_free;

 for (pos = 0; pos < NVME_IDENTIFY_DATA_SIZE; pos += len) {
  struct nvme_ns_id_desc *cur = data + pos;

  if (cur->nidl == 0)
   break;
  if (cur->nidt == NVME_NIDT_CSI) {
   memcpy(&csi, cur + 1, NVME_NIDT_CSI_LEN);
   csi_seen = true;
   break;
  }
  len = sizeof(struct nvme_ns_id_desc) + cur->nidl;
 }

 memset(data, 0, NVME_IDENTIFY_DATA_SIZE);
 if (csi_seen) {
  struct nvme_ns_id_desc *cur = data;

  cur->nidt = NVME_NIDT_CSI;
  cur->nidl = NVME_NIDT_CSI_LEN;
  memcpy(cur + 1, &csi, NVME_NIDT_CSI_LEN);
 }
 status = nvmet_copy_to_sgl(req, 0, data, NVME_IDENTIFY_DATA_SIZE);
out_free:
 kfree(data);
 return status;
}

static u16 nvmet_passthru_override_id_ctrl(struct nvmet_req *req)
{
 struct nvmet_ctrl *ctrl = req->sq->ctrl;
 struct nvme_ctrl *pctrl = ctrl->subsys->passthru_ctrl;
 u16 status = NVME_SC_SUCCESS;
 struct nvme_id_ctrl *id;
 unsigned int max_hw_sectors;
 int page_shift;

 id = kzalloc(sizeof(*id), GFP_KERNEL);
 if (!id)
  return NVME_SC_INTERNAL;

 status = nvmet_copy_from_sgl(req, 0, id, sizeof(*id));
 if (status)
  goto out_free;

 id->cntlid = cpu_to_le16(ctrl->cntlid);
 id->ver = cpu_to_le32(ctrl->subsys->ver);

 /*
 * The passthru NVMe driver may have a limit on the number of segments
 * which depends on the host's memory fragmentation. To solve this,
 * ensure mdts is limited to the pages equal to the number of segments.
 */
 max_hw_sectors = min_not_zero(pctrl->max_segments << PAGE_SECTORS_SHIFT,
          pctrl->max_hw_sectors);

 /*
 * nvmet_passthru_map_sg is limited to using a single bio so limit
 * the mdts based on BIO_MAX_VECS as well
 */
 max_hw_sectors = min_not_zero(BIO_MAX_VECS << PAGE_SECTORS_SHIFT,
          max_hw_sectors);

 page_shift = NVME_CAP_MPSMIN(ctrl->cap) + 12;

 id->mdts = ilog2(max_hw_sectors) + 9 - page_shift;

 id->acl = 3;
 /*
 * We export aerl limit for the fabrics controller, update this when
 * passthru based aerl support is added.
 */
 id->aerl = NVMET_ASYNC_EVENTS - 1;

 /* emulate kas as most of the PCIe ctrl don't have a support for kas */
 id->kas = cpu_to_le16(NVMET_KAS);

 /* don't support host memory buffer */
 id->hmpre = 0;
 id->hmmin = 0;

 id->sqes = min_t(__u8, ((0x6 << 4) | 0x6), id->sqes);
 id->cqes = min_t(__u8, ((0x4 << 4) | 0x4), id->cqes);
 id->maxcmd = cpu_to_le16(NVMET_MAX_CMD(ctrl));

 /* don't support fuse commands */
 id->fuses = 0;

 id->sgls = cpu_to_le32(1 << 0); /* we always support SGLs */
 if (ctrl->ops->flags & NVMF_KEYED_SGLS)
  id->sgls |= cpu_to_le32(1 << 2);
 if (req->port->inline_data_size)
  id->sgls |= cpu_to_le32(1 << 20);

 /*
 * When passthru controller is setup using nvme-loop transport it will
 * export the passthru ctrl subsysnqn (PCIe NVMe ctrl) and will fail in
 * the nvme/host/core.c in the nvme_init_subsystem()->nvme_active_ctrl()
 * code path with duplicate ctrl subsysnqn. In order to prevent that we
 * mask the passthru-ctrl subsysnqn with the target ctrl subsysnqn.
 */
 memcpy(id->subnqn, ctrl->subsysnqn, sizeof(id->subnqn));

 /* use fabric id-ctrl values */
 id->ioccsz = cpu_to_le32((sizeof(struct nvme_command) +
    req->port->inline_data_size) / 16);
 id->iorcsz = cpu_to_le32(sizeof(struct nvme_completion) / 16);

 id->msdbd = ctrl->ops->msdbd;

 /* Support multipath connections with fabrics */
 id->cmic |= 1 << 1;

 /* Disable reservations, see nvmet_parse_passthru_io_cmd() */
 id->oncs &= cpu_to_le16(~NVME_CTRL_ONCS_RESERVATIONS);

 status = nvmet_copy_to_sgl(req, 0, id, sizeof(struct nvme_id_ctrl));

out_free:
 kfree(id);
 return status;
}

static u16 nvmet_passthru_override_id_ns(struct nvmet_req *req)
{
 u16 status = NVME_SC_SUCCESS;
 struct nvme_id_ns *id;
 int i;

 id = kzalloc(sizeof(*id), GFP_KERNEL);
 if (!id)
  return NVME_SC_INTERNAL;

 status = nvmet_copy_from_sgl(req, 0, id, sizeof(struct nvme_id_ns));
 if (status)
  goto out_free;

 for (i = 0; i < (id->nlbaf + 1); i++)
  if (id->lbaf[i].ms)
   memset(&id->lbaf[i], 0, sizeof(id->lbaf[i]));

 id->flbas = id->flbas & ~(1 << 4);

 /*
 * Presently the NVMEof target code does not support sending
 * metadata, so we must disable it here. This should be updated
 * once target starts supporting metadata.
 */
 id->mc = 0;

 if (req->sq->ctrl->subsys->clear_ids) {
  memset(id->nguid, 0, NVME_NIDT_NGUID_LEN);
  memset(id->eui64, 0, NVME_NIDT_EUI64_LEN);
 }

 status = nvmet_copy_to_sgl(req, 0, id, sizeof(*id));

out_free:
 kfree(id);
 return status;
}

static void nvmet_passthru_execute_cmd_work(struct work_struct *w)
{
 struct nvmet_req *req = container_of(w, struct nvmet_req, p.work);
 struct request *rq = req->p.rq;
 struct nvme_ctrl *ctrl = nvme_req(rq)->ctrl;
 struct nvme_ns *ns = rq->q->queuedata;
 u32 effects;
 int status;

 effects = nvme_passthru_start(ctrl, ns, req->cmd->common.opcode);
 status = nvme_execute_rq(rq, false);
 if (status == NVME_SC_SUCCESS &&
     req->cmd->common.opcode == nvme_admin_identify) {
  switch (req->cmd->identify.cns) {
  case NVME_ID_CNS_CTRL:
   status = nvmet_passthru_override_id_ctrl(req);
   break;
  case NVME_ID_CNS_NS:
   status = nvmet_passthru_override_id_ns(req);
   break;
  case NVME_ID_CNS_NS_DESC_LIST:
   status = nvmet_passthru_override_id_descs(req);
   break;
  }
 } else if (status < 0)
  status = NVME_SC_INTERNAL;

 req->cqe->result = nvme_req(rq)->result;
 nvmet_req_complete(req, status);
 blk_mq_free_request(rq);

 if (effects)
  nvme_passthru_end(ctrl, ns, effects, req->cmd, status);
}

static enum rq_end_io_ret nvmet_passthru_req_done(struct request *rq,
        blk_status_t blk_status)
{
 struct nvmet_req *req = rq->end_io_data;

 req->cqe->result = nvme_req(rq)->result;
 nvmet_req_complete(req, nvme_req(rq)->status);
 blk_mq_free_request(rq);
 return RQ_END_IO_NONE;
}

static int nvmet_passthru_map_sg(struct nvmet_req *req, struct request *rq)
{
 struct scatterlist *sg;
 struct bio *bio;
 int ret = -EINVAL;
 int i;

 if (req->sg_cnt > BIO_MAX_VECS)
  return -EINVAL;

 if (nvmet_use_inline_bvec(req)) {
  bio = &req->p.inline_bio;
  bio_init(bio, NULL, req->inline_bvec,
    ARRAY_SIZE(req->inline_bvec), req_op(rq));
 } else {
  bio = bio_alloc(NULL, bio_max_segs(req->sg_cnt), req_op(rq),
    GFP_KERNEL);
  bio->bi_end_io = bio_put;
 }

 for_each_sg(req->sg, sg, req->sg_cnt, i) {
  if (bio_add_page(bio, sg_page(sg), sg->length, sg->offset) <
    sg->length)
   goto out_bio_put;
 }

 ret = blk_rq_append_bio(rq, bio);
 if (ret)
  goto out_bio_put;
 return 0;

out_bio_put:
 nvmet_req_bio_put(req, bio);
 return ret;
}

static void nvmet_passthru_execute_cmd(struct nvmet_req *req)
{
 struct nvme_ctrl *ctrl = nvmet_req_subsys(req)->passthru_ctrl;
 struct request_queue *q = ctrl->admin_q;
 struct nvme_ns *ns = NULL;
 struct request *rq = NULL;
 unsigned int timeout;
 u32 effects;
 u16 status;
 int ret;

 if (likely(req->sq->qid != 0)) {
  u32 nsid = le32_to_cpu(req->cmd->common.nsid);

  ns = nvme_find_get_ns(ctrl, nsid);
  if (unlikely(!ns)) {
   pr_err("failed to get passthru ns nsid:%u\n", nsid);
   status = NVME_SC_INVALID_NS | NVME_STATUS_DNR;
   goto out;
  }

  q = ns->queue;
  timeout = nvmet_req_subsys(req)->io_timeout;
 } else {
  timeout = nvmet_req_subsys(req)->admin_timeout;
 }

 rq = blk_mq_alloc_request(q, nvme_req_op(req->cmd), 0);
 if (IS_ERR(rq)) {
  status = NVME_SC_INTERNAL;
  goto out_put_ns;
 }
 nvme_init_request(rq, req->cmd);

 if (timeout)
  rq->timeout = timeout;

 if (req->sg_cnt) {
  ret = nvmet_passthru_map_sg(req, rq);
  if (unlikely(ret)) {
   status = NVME_SC_INTERNAL;
   goto out_put_req;
  }
 }

 /*
 * If a command needs post-execution fixups, or there are any
 * non-trivial effects, make sure to execute the command synchronously
 * in a workqueue so that nvme_passthru_end gets called.
 */
 effects = nvme_command_effects(ctrl, ns, req->cmd->common.opcode);
 if (req->p.use_workqueue ||
     (effects & ~(NVME_CMD_EFFECTS_CSUPP | NVME_CMD_EFFECTS_LBCC))) {
  INIT_WORK(&req->p.work, nvmet_passthru_execute_cmd_work);
  req->p.rq = rq;
  queue_work(nvmet_wq, &req->p.work);
 } else {
  rq->end_io = nvmet_passthru_req_done;
  rq->end_io_data = req;
  blk_execute_rq_nowait(rq, false);
 }

 if (ns)
  nvme_put_ns(ns);

 return;

out_put_req:
 blk_mq_free_request(rq);
out_put_ns:
 if (ns)
  nvme_put_ns(ns);
out:
 nvmet_req_complete(req, status);
}

/*
 * We need to emulate set host behaviour to ensure that any requested
 * behaviour of the target's host matches the requested behaviour
 * of the device's host and fail otherwise.
 */
static void nvmet_passthru_set_host_behaviour(struct nvmet_req *req)
{
 struct nvme_ctrl *ctrl = nvmet_req_subsys(req)->passthru_ctrl;
 struct nvme_feat_host_behavior *host;
 u16 status = NVME_SC_INTERNAL;
 int ret;

 host = kzalloc(sizeof(*host) * 2, GFP_KERNEL);
 if (!host)
  goto out_complete_req;

 ret = nvme_get_features(ctrl, NVME_FEAT_HOST_BEHAVIOR, 0,
    host, sizeof(*host), NULL);
 if (ret)
  goto out_free_host;

 status = nvmet_copy_from_sgl(req, 0, &host[1], sizeof(*host));
 if (status)
  goto out_free_host;

 if (memcmp(&host[0], &host[1], sizeof(host[0]))) {
  pr_warn("target host has requested different behaviour from the local host\n");
  status = NVME_SC_INTERNAL;
 }

out_free_host:
 kfree(host);
out_complete_req:
 nvmet_req_complete(req, status);
}

static u16 nvmet_setup_passthru_command(struct nvmet_req *req)
{
 req->p.use_workqueue = false;
 req->execute = nvmet_passthru_execute_cmd;
 return NVME_SC_SUCCESS;
}

u16 nvmet_parse_passthru_io_cmd(struct nvmet_req *req)
{
 /* Reject any commands with non-sgl flags set (ie. fused commands) */
 if (req->cmd->common.flags & ~NVME_CMD_SGL_ALL)
  return NVME_SC_INVALID_FIELD;

 switch (req->cmd->common.opcode) {
 case nvme_cmd_resv_register:
 case nvme_cmd_resv_report:
 case nvme_cmd_resv_acquire:
 case nvme_cmd_resv_release:
  /*
 * Reservations cannot be supported properly because the
 * underlying device has no way of differentiating different
 * hosts that connect via fabrics. This could potentially be
 * emulated in the future if regular targets grow support for
 * this feature.
 */
  return NVME_SC_INVALID_OPCODE | NVME_STATUS_DNR;
 }

 return nvmet_setup_passthru_command(req);
}

/*
 * Only features that are emulated or specifically allowed in the list  are
 * passed down to the controller. This function implements the allow list for
 * both get and set features.
 */
static u16 nvmet_passthru_get_set_features(struct nvmet_req *req)
{
 switch (le32_to_cpu(req->cmd->features.fid)) {
 case NVME_FEAT_ARBITRATION:
 case NVME_FEAT_POWER_MGMT:
 case NVME_FEAT_LBA_RANGE:
 case NVME_FEAT_TEMP_THRESH:
 case NVME_FEAT_ERR_RECOVERY:
 case NVME_FEAT_VOLATILE_WC:
 case NVME_FEAT_WRITE_ATOMIC:
 case NVME_FEAT_AUTO_PST:
 case NVME_FEAT_TIMESTAMP:
 case NVME_FEAT_HCTM:
 case NVME_FEAT_NOPSC:
 case NVME_FEAT_RRL:
 case NVME_FEAT_PLM_CONFIG:
 case NVME_FEAT_PLM_WINDOW:
 case NVME_FEAT_HOST_BEHAVIOR:
 case NVME_FEAT_SANITIZE:
 case NVME_FEAT_VENDOR_START ... NVME_FEAT_VENDOR_END:
  return nvmet_setup_passthru_command(req);

 case NVME_FEAT_ASYNC_EVENT:
  /* There is no support for forwarding ASYNC events */
 case NVME_FEAT_IRQ_COALESCE:
 case NVME_FEAT_IRQ_CONFIG:
  /* The IRQ settings will not apply to the target controller */
 case NVME_FEAT_HOST_MEM_BUF:
  /*
 * Any HMB that's set will not be passed through and will
 * not work as expected
 */
 case NVME_FEAT_SW_PROGRESS:
  /*
 * The Pre-Boot Software Load Count doesn't make much
 * sense for a target to export
 */
 case NVME_FEAT_RESV_MASK:
 case NVME_FEAT_RESV_PERSIST:
  /* No reservations, see nvmet_parse_passthru_io_cmd() */
 default:
  return NVME_SC_INVALID_OPCODE | NVME_STATUS_DNR;
 }
}

u16 nvmet_parse_passthru_admin_cmd(struct nvmet_req *req)
{
 /* Reject any commands with non-sgl flags set (ie. fused commands) */
 if (req->cmd->common.flags & ~NVME_CMD_SGL_ALL)
  return NVME_SC_INVALID_FIELD;

 /*
 * Passthru all vendor specific commands
 */
 if (req->cmd->common.opcode >= nvme_admin_vendor_start)
  return nvmet_setup_passthru_command(req);

 switch (req->cmd->common.opcode) {
 case nvme_admin_async_event:
  req->execute = nvmet_execute_async_event;
  return NVME_SC_SUCCESS;
 case nvme_admin_keep_alive:
  /*
 * Most PCIe ctrls don't support keep alive cmd, we route keep
 * alive to the non-passthru mode. In future please change this
 * code when PCIe ctrls with keep alive support available.
 */
  req->execute = nvmet_execute_keep_alive;
  return NVME_SC_SUCCESS;
 case nvme_admin_set_features:
  switch (le32_to_cpu(req->cmd->features.fid)) {
  case NVME_FEAT_ASYNC_EVENT:
  case NVME_FEAT_KATO:
  case NVME_FEAT_NUM_QUEUES:
  case NVME_FEAT_HOST_ID:
   req->execute = nvmet_execute_set_features;
   return NVME_SC_SUCCESS;
  case NVME_FEAT_HOST_BEHAVIOR:
   req->execute = nvmet_passthru_set_host_behaviour;
   return NVME_SC_SUCCESS;
  default:
   return nvmet_passthru_get_set_features(req);
  }
  break;
 case nvme_admin_get_features:
  switch (le32_to_cpu(req->cmd->features.fid)) {
  case NVME_FEAT_ASYNC_EVENT:
  case NVME_FEAT_KATO:
  case NVME_FEAT_NUM_QUEUES:
  case NVME_FEAT_HOST_ID:
   req->execute = nvmet_execute_get_features;
   return NVME_SC_SUCCESS;
  case NVME_FEAT_FDP:
   return nvmet_setup_passthru_command(req);
  default:
   return nvmet_passthru_get_set_features(req);
  }
  break;
 case nvme_admin_identify:
  switch (req->cmd->identify.cns) {
  case NVME_ID_CNS_CS_CTRL:
   switch (req->cmd->identify.csi) {
   case NVME_CSI_ZNS:
    req->execute = nvmet_passthru_execute_cmd;
    req->p.use_workqueue = true;
    return NVME_SC_SUCCESS;
   }
   return NVME_SC_INVALID_OPCODE | NVME_STATUS_DNR;
  case NVME_ID_CNS_CTRL:
  case NVME_ID_CNS_NS:
  case NVME_ID_CNS_NS_DESC_LIST:
   req->execute = nvmet_passthru_execute_cmd;
   req->p.use_workqueue = true;
   return NVME_SC_SUCCESS;
  case NVME_ID_CNS_CS_NS:
   switch (req->cmd->identify.csi) {
   case NVME_CSI_ZNS:
    req->execute = nvmet_passthru_execute_cmd;
    req->p.use_workqueue = true;
    return NVME_SC_SUCCESS;
   }
   return NVME_SC_INVALID_OPCODE | NVME_STATUS_DNR;
  default:
   return nvmet_setup_passthru_command(req);
  }
 case nvme_admin_get_log_page:
  return nvmet_setup_passthru_command(req);
 default:
  /* Reject commands not in the allowlist above */
  return nvmet_report_invalid_opcode(req);
 }
}

int nvmet_passthru_ctrl_enable(struct nvmet_subsys *subsys)
{
 struct nvme_ctrl *ctrl;
 struct file *file;
 int ret = -EINVAL;
 void *old;

 mutex_lock(&subsys->lock);
 if (!subsys->passthru_ctrl_path)
  goto out_unlock;
 if (subsys->passthru_ctrl)
  goto out_unlock;

 if (subsys->nr_namespaces) {
  pr_info("cannot enable both passthru and regular namespaces for a single subsystem");
  goto out_unlock;
 }

 file = filp_open(subsys->passthru_ctrl_path, O_RDWR, 0);
 if (IS_ERR(file)) {
  ret = PTR_ERR(file);
  goto out_unlock;
 }

 ctrl = nvme_ctrl_from_file(file);
 if (!ctrl) {
  pr_err("failed to open nvme controller %s\n",
         subsys->passthru_ctrl_path);

  goto out_put_file;
 }

 old = xa_cmpxchg(&passthru_subsystems, ctrl->instance, NULL,
    subsys, GFP_KERNEL);
 if (xa_is_err(old)) {
  ret = xa_err(old);
  goto out_put_file;
 }

 if (old)
  goto out_put_file;

 subsys->passthru_ctrl = ctrl;
 subsys->ver = ctrl->vs;

 if (subsys->ver < NVME_VS(1, 2, 1)) {
  pr_warn("nvme controller version is too old: %llu.%llu.%llu, advertising 1.2.1\n",
   NVME_MAJOR(subsys->ver), NVME_MINOR(subsys->ver),
   NVME_TERTIARY(subsys->ver));
  subsys->ver = NVME_VS(1, 2, 1);
 }
 nvme_get_ctrl(ctrl);
 __module_get(subsys->passthru_ctrl->ops->module);
 ret = 0;

out_put_file:
 filp_close(file, NULL);
out_unlock:
 mutex_unlock(&subsys->lock);
 return ret;
}

static void __nvmet_passthru_ctrl_disable(struct nvmet_subsys *subsys)
{
 if (subsys->passthru_ctrl) {
  xa_erase(&passthru_subsystems, subsys->passthru_ctrl->instance);
  module_put(subsys->passthru_ctrl->ops->module);
  nvme_put_ctrl(subsys->passthru_ctrl);
 }
 subsys->passthru_ctrl = NULL;
 subsys->ver = NVMET_DEFAULT_VS;
}

void nvmet_passthru_ctrl_disable(struct nvmet_subsys *subsys)
{
 mutex_lock(&subsys->lock);
 __nvmet_passthru_ctrl_disable(subsys);
 mutex_unlock(&subsys->lock);
}

void nvmet_passthru_subsys_free(struct nvmet_subsys *subsys)
{
 mutex_lock(&subsys->lock);
 __nvmet_passthru_ctrl_disable(subsys);
 mutex_unlock(&subsys->lock);
 kfree(subsys->passthru_ctrl_path);
}