hw/block/virtio-blk.c

   1 /*
   2  * Virtio Block Device
   3  *
   4  * Copyright IBM, Corp. 2007
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Anthony Liguori   <[email protected]>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  10  * the COPYING file in the top-level directory.
  11  *
  12  */
  13
  14 #include "qemu/osdep.h"
  15 #include "qapi/error.h"
  16 #include "qemu-common.h"
  17 #include "qemu/iov.h"
  18 #include "qemu/error-report.h"
  19 #include "trace.h"
  20 #include "hw/block/block.h"
  21 #include "sysemu/block-backend.h"
  22 #include "sysemu/blockdev.h"
  23 #include "hw/virtio/virtio-blk.h"
  24 #include "dataplane/virtio-blk.h"
  25 #include "block/scsi.h"
  26 #ifdef __linux__
  27 # include <scsi/sg.h>
  28 #endif
  29 #include "hw/virtio/virtio-bus.h"
  30 #include "hw/virtio/virtio-access.h"
  31
  32 void virtio_blk_init_request(VirtIOBlock *s, VirtQueue *vq,
  33                              VirtIOBlockReq *req)
  34 {
  35     req->dev = s;
  36     req->vq = vq;
  37     req->qiov.size = 0;
  38     req->in_len = 0;
  39     req->next = NULL;
  40     req->mr_next = NULL;
  41 }
  42
  43 void virtio_blk_free_request(VirtIOBlockReq *req)
  44 {
  45     if (req) {
  46         g_free(req);
  47     }
  48 }
  49
  50 static void virtio_blk_req_complete(VirtIOBlockReq *req, unsigned char status)
  51 {
  52     VirtIOBlock *s = req->dev;
  53     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(s);
  54
  55     trace_virtio_blk_req_complete(req, status);
  56
  57     stb_p(&req->in->status, status);
  58     virtqueue_push(req->vq, &req->elem, req->in_len);
  59     if (s->dataplane_started && !s->dataplane_disabled) {
  60         virtio_blk_data_plane_notify(s->dataplane, req->vq);
  61     } else {
  62         virtio_notify(vdev, req->vq);
  63     }
  64 }
  65
  66 static int virtio_blk_handle_rw_error(VirtIOBlockReq *req, int error,
  67     bool is_read)
  68 {
  69     BlockErrorAction action = blk_get_error_action(req->dev->blk,
  70                                                    is_read, error);
  71     VirtIOBlock *s = req->dev;
  72
  73     if (action == BLOCK_ERROR_ACTION_STOP) {
  74         /* Break the link as the next request is going to be parsed from the
  75          * ring again. Otherwise we may end up doing a double completion! */
  76         req->mr_next = NULL;
  77         req->next = s->rq;
  78         s->rq = req;
  79     } else if (action == BLOCK_ERROR_ACTION_REPORT) {
  80         virtio_blk_req_complete(req, VIRTIO_BLK_S_IOERR);
  81         block_acct_failed(blk_get_stats(s->blk), &req->acct);
  82         virtio_blk_free_request(req);
  83     }
  84
  85     blk_error_action(s->blk, action, is_read, error);
  86     return action != BLOCK_ERROR_ACTION_IGNORE;
  87 }
  88
  89 static void virtio_blk_rw_complete(void *opaque, int ret)
  90 {
  91     VirtIOBlockReq *next = opaque;
  92
  93     while (next) {
  94         VirtIOBlockReq *req = next;
  95         next = req->mr_next;
  96         trace_virtio_blk_rw_complete(req, ret);
  97
  98         if (req->qiov.nalloc != -1) {
  99             /* If nalloc is != 1 req->qiov is a local copy of the original
 100              * external iovec. It was allocated in submit_merged_requests
 101              * to be able to merge requests. */
 102             qemu_iovec_destroy(&req->qiov);
 103         }
 104
 105         if (ret) {
 106             int p = virtio_ldl_p(VIRTIO_DEVICE(req->dev), &req->out.type);
 107             bool is_read = !(p & VIRTIO_BLK_T_OUT);
 108             /* Note that memory may be dirtied on read failure.  If the
 109              * virtio request is not completed here, as is the case for
 110              * BLOCK_ERROR_ACTION_STOP, the memory may not be copied
 111              * correctly during live migration.  While this is ugly,
 112              * it is acceptable because the device is free to write to
 113              * the memory until the request is completed (which will
 114              * happen on the other side of the migration).
 115              */
 116             if (virtio_blk_handle_rw_error(req, -ret, is_read)) {
 117                 continue;
 118             }
 119         }
 120
 121         virtio_blk_req_complete(req, VIRTIO_BLK_S_OK);
 122         block_acct_done(blk_get_stats(req->dev->blk), &req->acct);
 123         virtio_blk_free_request(req);
 124     }
 125 }
 126
 127 static void virtio_blk_flush_complete(void *opaque, int ret)
 128 {
 129     VirtIOBlockReq *req = opaque;
 130
 131     if (ret) {
 132         if (virtio_blk_handle_rw_error(req, -ret, 0)) {
 133             return;
 134         }
 135     }
 136
 137     virtio_blk_req_complete(req, VIRTIO_BLK_S_OK);
 138     block_acct_done(blk_get_stats(req->dev->blk), &req->acct);
 139     virtio_blk_free_request(req);
 140 }
 141
 142 #ifdef __linux__
 143
 144 typedef struct {
 145     VirtIOBlockReq *req;
 146     struct sg_io_hdr hdr;
 147 } VirtIOBlockIoctlReq;
 148
 149 static void virtio_blk_ioctl_complete(void *opaque, int status)
 150 {
 151     VirtIOBlockIoctlReq *ioctl_req = opaque;
 152     VirtIOBlockReq *req = ioctl_req->req;
 153     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(req->dev);
 154     struct virtio_scsi_inhdr *scsi;
 155     struct sg_io_hdr *hdr;
 156
 157     scsi = (void *)req->elem.in_sg[req->elem.in_num - 2].iov_base;
 158
 159     if (status) {
 160         status = VIRTIO_BLK_S_UNSUPP;
 161         virtio_stl_p(vdev, &scsi->errors, 255);
 162         goto out;
 163     }
 164
 165     hdr = &ioctl_req->hdr;
 166     /*
 167      * From SCSI-Generic-HOWTO: "Some lower level drivers (e.g. ide-scsi)
 168      * clear the masked_status field [hence status gets cleared too, see
 169      * block/scsi_ioctl.c] even when a CHECK_CONDITION or COMMAND_TERMINATED
 170      * status has occurred.  However they do set DRIVER_SENSE in driver_status
 171      * field. Also a (sb_len_wr > 0) indicates there is a sense buffer.
 172      */
 173     if (hdr->status == 0 && hdr->sb_len_wr > 0) {
 174         hdr->status = CHECK_CONDITION;
 175     }
 176
 177     virtio_stl_p(vdev, &scsi->errors,
 178                  hdr->status | (hdr->msg_status << 8) |
 179                  (hdr->host_status << 16) | (hdr->driver_status << 24));
 180     virtio_stl_p(vdev, &scsi->residual, hdr->resid);
 181     virtio_stl_p(vdev, &scsi->sense_len, hdr->sb_len_wr);
 182     virtio_stl_p(vdev, &scsi->data_len, hdr->dxfer_len);
 183
 184 out:
 185     virtio_blk_req_complete(req, status);
 186     virtio_blk_free_request(req);
 187     g_free(ioctl_req);
 188 }
 189
 190 #endif
 191
 192 static VirtIOBlockReq *virtio_blk_get_request(VirtIOBlock *s, VirtQueue *vq)
 193 {
 194     VirtIOBlockReq *req = virtqueue_pop(vq, sizeof(VirtIOBlockReq));
 195
 196     if (req) {
 197         virtio_blk_init_request(s, vq, req);
 198     }
 199     return req;
 200 }
 201
 202 static int virtio_blk_handle_scsi_req(VirtIOBlockReq *req)
 203 {
 204     int status = VIRTIO_BLK_S_OK;
 205     struct virtio_scsi_inhdr *scsi = NULL;
 206     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(req->dev);
 207     VirtQueueElement *elem = &req->elem;
 208     VirtIOBlock *blk = req->dev;
 209
 210 #ifdef __linux__
 211     int i;
 212     VirtIOBlockIoctlReq *ioctl_req;
 213     BlockAIOCB *acb;
 214 #endif
 215
 216     /*
 217      * We require at least one output segment each for the virtio_blk_outhdr
 218      * and the SCSI command block.
 219      *
 220      * We also at least require the virtio_blk_inhdr, the virtio_scsi_inhdr
 221      * and the sense buffer pointer in the input segments.
 222      */
 223     if (elem->out_num < 2 || elem->in_num < 3) {
 224         status = VIRTIO_BLK_S_IOERR;
 225         goto fail;
 226     }
 227
 228     /*
 229      * The scsi inhdr is placed in the second-to-last input segment, just
 230      * before the regular inhdr.
 231      */
 232     scsi = (void *)elem->in_sg[elem->in_num - 2].iov_base;
 233
 234     if (!blk->conf.scsi) {
 235         status = VIRTIO_BLK_S_UNSUPP;
 236         goto fail;
 237     }
 238
 239     /*
 240      * No support for bidirection commands yet.
 241      */
 242     if (elem->out_num > 2 && elem->in_num > 3) {
 243         status = VIRTIO_BLK_S_UNSUPP;
 244         goto fail;
 245     }
 246
 247 #ifdef __linux__
 248     ioctl_req = g_new0(VirtIOBlockIoctlReq, 1);
 249     ioctl_req->req = req;
 250     ioctl_req->hdr.interface_id = 'S';
 251     ioctl_req->hdr.cmd_len = elem->out_sg[1].iov_len;
 252     ioctl_req->hdr.cmdp = elem->out_sg[1].iov_base;
 253     ioctl_req->hdr.dxfer_len = 0;
 254
 255     if (elem->out_num > 2) {
 256         /*
 257          * If there are more than the minimally required 2 output segments
 258          * there is write payload starting from the third iovec.
 259          */
 260         ioctl_req->hdr.dxfer_direction = SG_DXFER_TO_DEV;
 261         ioctl_req->hdr.iovec_count = elem->out_num - 2;
 262
 263         for (i = 0; i < ioctl_req->hdr.iovec_count; i++) {
 264             ioctl_req->hdr.dxfer_len += elem->out_sg[i + 2].iov_len;
 265         }
 266
 267         ioctl_req->hdr.dxferp = elem->out_sg + 2;
 268
 269     } else if (elem->in_num > 3) {
 270         /*
 271          * If we have more than 3 input segments the guest wants to actually
 272          * read data.
 273          */
 274         ioctl_req->hdr.dxfer_direction = SG_DXFER_FROM_DEV;
 275         ioctl_req->hdr.iovec_count = elem->in_num - 3;
 276         for (i = 0; i < ioctl_req->hdr.iovec_count; i++) {
 277             ioctl_req->hdr.dxfer_len += elem->in_sg[i].iov_len;
 278         }
 279
 280         ioctl_req->hdr.dxferp = elem->in_sg;
 281     } else {
 282         /*
 283          * Some SCSI commands don't actually transfer any data.
 284          */
 285         ioctl_req->hdr.dxfer_direction = SG_DXFER_NONE;
 286     }
 287
 288     ioctl_req->hdr.sbp = elem->in_sg[elem->in_num - 3].iov_base;
 289     ioctl_req->hdr.mx_sb_len = elem->in_sg[elem->in_num - 3].iov_len;
 290
 291     acb = blk_aio_ioctl(blk->blk, SG_IO, &ioctl_req->hdr,
 292                         virtio_blk_ioctl_complete, ioctl_req);
 293     if (!acb) {
 294         g_free(ioctl_req);
 295         status = VIRTIO_BLK_S_UNSUPP;
 296         goto fail;
 297     }
 298     return -EINPROGRESS;
 299 #else
 300     abort();
 301 #endif
 302
 303 fail:
 304     /* Just put anything nonzero so that the ioctl fails in the guest.  */
 305     if (scsi) {
 306         virtio_stl_p(vdev, &scsi->errors, 255);
 307     }
 308     return status;
 309 }
 310
 311 static void virtio_blk_handle_scsi(VirtIOBlockReq *req)
 312 {
 313     int status;
 314
 315     status = virtio_blk_handle_scsi_req(req);
 316     if (status != -EINPROGRESS) {
 317         virtio_blk_req_complete(req, status);
 318         virtio_blk_free_request(req);
 319     }
 320 }
 321
 322 static inline void submit_requests(BlockBackend *blk, MultiReqBuffer *mrb,
 323                                    int start, int num_reqs, int niov)
 324 {
 325     QEMUIOVector *qiov = &mrb->reqs[start]->qiov;
 326     int64_t sector_num = mrb->reqs[start]->sector_num;
 327     bool is_write = mrb->is_write;
 328
 329     if (num_reqs > 1) {
 330         int i;
 331         struct iovec *tmp_iov = qiov->iov;
 332         int tmp_niov = qiov->niov;
 333
 334         /* mrb->reqs[start]->qiov was initialized from external so we can't
 335          * modify it here. We need to initialize it locally and then add the
 336          * external iovecs. */
 337         qemu_iovec_init(qiov, niov);
 338
 339         for (i = 0; i < tmp_niov; i++) {
 340             qemu_iovec_add(qiov, tmp_iov[i].iov_base, tmp_iov[i].iov_len);
 341         }
 342
 343         for (i = start + 1; i < start + num_reqs; i++) {
 344             qemu_iovec_concat(qiov, &mrb->reqs[i]->qiov, 0,
 345                               mrb->reqs[i]->qiov.size);
 346             mrb->reqs[i - 1]->mr_next = mrb->reqs[i];
 347         }
 348
 349         trace_virtio_blk_submit_multireq(mrb, start, num_reqs,
 350                                          sector_num << BDRV_SECTOR_BITS,
 351                                          qiov->size, is_write);
 352         block_acct_merge_done(blk_get_stats(blk),
 353                               is_write ? BLOCK_ACCT_WRITE : BLOCK_ACCT_READ,
 354                               num_reqs - 1);
 355     }
 356
 357     if (is_write) {
 358         blk_aio_pwritev(blk, sector_num << BDRV_SECTOR_BITS, qiov, 0,
 359                         virtio_blk_rw_complete, mrb->reqs[start]);
 360     } else {
 361         blk_aio_preadv(blk, sector_num << BDRV_SECTOR_BITS, qiov, 0,
 362                        virtio_blk_rw_complete, mrb->reqs[start]);
 363     }
 364 }
 365
 366 static int multireq_compare(const void *a, const void *b)
 367 {
 368     const VirtIOBlockReq *req1 = *(VirtIOBlockReq **)a,
 369                          *req2 = *(VirtIOBlockReq **)b;
 370
 371     /*
 372      * Note that we can't simply subtract sector_num1 from sector_num2
 373      * here as that could overflow the return value.
 374      */
 375     if (req1->sector_num > req2->sector_num) {
 376         return 1;
 377     } else if (req1->sector_num < req2->sector_num) {
 378         return -1;
 379     } else {
 380         return 0;
 381     }
 382 }
 383
 384 void virtio_blk_submit_multireq(BlockBackend *blk, MultiReqBuffer *mrb)
 385 {
 386     int i = 0, start = 0, num_reqs = 0, niov = 0, nb_sectors = 0;
 387     int max_xfer_len = 0;
 388     int64_t sector_num = 0;
 389
 390     if (mrb->num_reqs == 1) {
 391         submit_requests(blk, mrb, 0, 1, -1);
 392         mrb->num_reqs = 0;
 393         return;
 394     }
 395
 396     max_xfer_len = blk_get_max_transfer_length(mrb->reqs[0]->dev->blk);
 397     max_xfer_len = MIN_NON_ZERO(max_xfer_len, BDRV_REQUEST_MAX_SECTORS);
 398
 399     qsort(mrb->reqs, mrb->num_reqs, sizeof(*mrb->reqs),
 400           &multireq_compare);
 401
 402     for (i = 0; i < mrb->num_reqs; i++) {
 403         VirtIOBlockReq *req = mrb->reqs[i];
 404         if (num_reqs > 0) {
 405             /*
 406              * NOTE: We cannot merge the requests in below situations:
 407              * 1. requests are not sequential
 408              * 2. merge would exceed maximum number of IOVs
 409              * 3. merge would exceed maximum transfer length of backend device
 410              */
 411             if (sector_num + nb_sectors != req->sector_num ||
 412                 niov > blk_get_max_iov(blk) - req->qiov.niov ||
 413                 req->qiov.size / BDRV_SECTOR_SIZE > max_xfer_len ||
 414                 nb_sectors > max_xfer_len - req->qiov.size / BDRV_SECTOR_SIZE) {
 415                 submit_requests(blk, mrb, start, num_reqs, niov);
 416                 num_reqs = 0;
 417             }
 418         }
 419
 420         if (num_reqs == 0) {
 421             sector_num = req->sector_num;
 422             nb_sectors = niov = 0;
 423             start = i;
 424         }
 425
 426         nb_sectors += req->qiov.size / BDRV_SECTOR_SIZE;
 427         niov += req->qiov.niov;
 428         num_reqs++;
 429     }
 430
 431     submit_requests(blk, mrb, start, num_reqs, niov);
 432     mrb->num_reqs = 0;
 433 }
 434
 435 static void virtio_blk_handle_flush(VirtIOBlockReq *req, MultiReqBuffer *mrb)
 436 {
 437     block_acct_start(blk_get_stats(req->dev->blk), &req->acct, 0,
 438                      BLOCK_ACCT_FLUSH);
 439
 440     /*
 441      * Make sure all outstanding writes are posted to the backing device.
 442      */
 443     if (mrb->is_write && mrb->num_reqs > 0) {
 444         virtio_blk_submit_multireq(req->dev->blk, mrb);
 445     }
 446     blk_aio_flush(req->dev->blk, virtio_blk_flush_complete, req);
 447 }
 448
 449 static bool virtio_blk_sect_range_ok(VirtIOBlock *dev,
 450                                      uint64_t sector, size_t size)
 451 {
 452     uint64_t nb_sectors = size >> BDRV_SECTOR_BITS;
 453     uint64_t total_sectors;
 454
 455     if (nb_sectors > BDRV_REQUEST_MAX_SECTORS) {
 456         return false;
 457     }
 458     if (sector & dev->sector_mask) {
 459         return false;
 460     }
 461     if (size % dev->conf.conf.logical_block_size) {
 462         return false;
 463     }
 464     blk_get_geometry(dev->blk, &total_sectors);
 465     if (sector > total_sectors || nb_sectors > total_sectors - sector) {
 466         return false;
 467     }
 468     return true;
 469 }
 470
 471 void virtio_blk_handle_request(VirtIOBlockReq *req, MultiReqBuffer *mrb)
 472 {
 473     uint32_t type;
 474     struct iovec *in_iov = req->elem.in_sg;
 475     struct iovec *iov = req->elem.out_sg;
 476     unsigned in_num = req->elem.in_num;
 477     unsigned out_num = req->elem.out_num;
 478
 479     if (req->elem.out_num < 1 || req->elem.in_num < 1) {
 480         error_report("virtio-blk missing headers");
 481         exit(1);
 482     }
 483
 484     if (unlikely(iov_to_buf(iov, out_num, 0, &req->out,
 485                             sizeof(req->out)) != sizeof(req->out))) {
 486         error_report("virtio-blk request outhdr too short");
 487         exit(1);
 488     }
 489
 490     iov_discard_front(&iov, &out_num, sizeof(req->out));
 491
 492     if (in_iov[in_num - 1].iov_len < sizeof(struct virtio_blk_inhdr)) {
 493         error_report("virtio-blk request inhdr too short");
 494         exit(1);
 495     }
 496
 497     /* We always touch the last byte, so just see how big in_iov is.  */
 498     req->in_len = iov_size(in_iov, in_num);
 499     req->in = (void *)in_iov[in_num - 1].iov_base
 500               + in_iov[in_num - 1].iov_len
 501               - sizeof(struct virtio_blk_inhdr);
 502     iov_discard_back(in_iov, &in_num, sizeof(struct virtio_blk_inhdr));
 503
 504     type = virtio_ldl_p(VIRTIO_DEVICE(req->dev), &req->out.type);
 505
 506     /* VIRTIO_BLK_T_OUT defines the command direction. VIRTIO_BLK_T_BARRIER
 507      * is an optional flag. Although a guest should not send this flag if
 508      * not negotiated we ignored it in the past. So keep ignoring it. */
 509     switch (type & ~(VIRTIO_BLK_T_OUT | VIRTIO_BLK_T_BARRIER)) {
 510     case VIRTIO_BLK_T_IN:
 511     {
 512         bool is_write = type & VIRTIO_BLK_T_OUT;
 513         req->sector_num = virtio_ldq_p(VIRTIO_DEVICE(req->dev),
 514                                        &req->out.sector);
 515
 516         if (is_write) {
 517             qemu_iovec_init_external(&req->qiov, iov, out_num);
 518             trace_virtio_blk_handle_write(req, req->sector_num,
 519                                           req->qiov.size / BDRV_SECTOR_SIZE);
 520         } else {
 521             qemu_iovec_init_external(&req->qiov, in_iov, in_num);
 522             trace_virtio_blk_handle_read(req, req->sector_num,
 523                                          req->qiov.size / BDRV_SECTOR_SIZE);
 524         }
 525
 526         if (!virtio_blk_sect_range_ok(req->dev, req->sector_num,
 527                                       req->qiov.size)) {
 528             virtio_blk_req_complete(req, VIRTIO_BLK_S_IOERR);
 529             block_acct_invalid(blk_get_stats(req->dev->blk),
 530                                is_write ? BLOCK_ACCT_WRITE : BLOCK_ACCT_READ);
 531             virtio_blk_free_request(req);
 532             return;
 533         }
 534
 535         block_acct_start(blk_get_stats(req->dev->blk),
 536                          &req->acct, req->qiov.size,
 537                          is_write ? BLOCK_ACCT_WRITE : BLOCK_ACCT_READ);
 538
 539         /* merge would exceed maximum number of requests or IO direction
 540          * changes */
 541         if (mrb->num_reqs > 0 && (mrb->num_reqs == VIRTIO_BLK_MAX_MERGE_REQS ||
 542                                   is_write != mrb->is_write ||
 543                                   !req->dev->conf.request_merging)) {
 544             virtio_blk_submit_multireq(req->dev->blk, mrb);
 545         }
 546
 547         assert(mrb->num_reqs < VIRTIO_BLK_MAX_MERGE_REQS);
 548         mrb->reqs[mrb->num_reqs++] = req;
 549         mrb->is_write = is_write;
 550         break;
 551     }
 552     case VIRTIO_BLK_T_FLUSH:
 553         virtio_blk_handle_flush(req, mrb);
 554         break;
 555     case VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD:
 556         virtio_blk_handle_scsi(req);
 557         break;
 558     case VIRTIO_BLK_T_GET_ID:
 559     {
 560         VirtIOBlock *s = req->dev;
 561
 562         /*
 563          * NB: per existing s/n string convention the string is
 564          * terminated by '\0' only when shorter than buffer.
 565          */
 566         const char *serial = s->conf.serial ? s->conf.serial : "";
 567         size_t size = MIN(strlen(serial) + 1,
 568                           MIN(iov_size(in_iov, in_num),
 569                               VIRTIO_BLK_ID_BYTES));
 570         iov_from_buf(in_iov, in_num, 0, serial, size);
 571         virtio_blk_req_complete(req, VIRTIO_BLK_S_OK);
 572         virtio_blk_free_request(req);
 573         break;
 574     }
 575     default:
 576         virtio_blk_req_complete(req, VIRTIO_BLK_S_UNSUPP);
 577         virtio_blk_free_request(req);
 578     }
 579 }
 580
 581 void virtio_blk_handle_vq(VirtIOBlock *s, VirtQueue *vq)
 582 {
 583     VirtIOBlockReq *req;
 584     MultiReqBuffer mrb = {};
 585
 586     blk_io_plug(s->blk);
 587
 588     while ((req = virtio_blk_get_request(s, vq))) {
 589         virtio_blk_handle_request(req, &mrb);
 590     }
 591
 592     if (mrb.num_reqs) {
 593         virtio_blk_submit_multireq(s->blk, &mrb);
 594     }
 595
 596     blk_io_unplug(s->blk);
 597 }
 598
 599 static void virtio_blk_handle_output(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
 600 {
 601     VirtIOBlock *s = (VirtIOBlock *)vdev;
 602
 603     if (s->dataplane) {
 604         /* Some guests kick before setting VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK so start
 605          * dataplane here instead of waiting for .set_status().
 606          */
 607         virtio_blk_data_plane_start(s->dataplane);
 608         if (!s->dataplane_disabled) {
 609             return;
 610         }
 611     }
 612     virtio_blk_handle_vq(s, vq);
 613 }
 614
 615 static void virtio_blk_dma_restart_bh(void *opaque)
 616 {
 617     VirtIOBlock *s = opaque;
 618     VirtIOBlockReq *req = s->rq;
 619     MultiReqBuffer mrb = {};
 620
 621     qemu_bh_delete(s->bh);
 622     s->bh = NULL;
 623
 624     s->rq = NULL;
 625
 626     while (req) {
 627         VirtIOBlockReq *next = req->next;
 628         virtio_blk_handle_request(req, &mrb);
 629         req = next;
 630     }
 631
 632     if (mrb.num_reqs) {
 633         virtio_blk_submit_multireq(s->blk, &mrb);
 634     }
 635 }
 636
 637 static void virtio_blk_dma_restart_cb(void *opaque, int running,
 638                                       RunState state)
 639 {
 640     VirtIOBlock *s = opaque;
 641
 642     if (!running) {
 643         return;
 644     }
 645
 646     if (!s->bh) {
 647         s->bh = aio_bh_new(blk_get_aio_context(s->conf.conf.blk),
 648                            virtio_blk_dma_restart_bh, s);
 649         qemu_bh_schedule(s->bh);
 650     }
 651 }
 652
 653 static void virtio_blk_reset(VirtIODevice *vdev)
 654 {
 655     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 656     AioContext *ctx;
 657
 658     /*
 659      * This should cancel pending requests, but can't do nicely until there
 660      * are per-device request lists.
 661      */
 662     ctx = blk_get_aio_context(s->blk);
 663     aio_context_acquire(ctx);
 664     blk_drain(s->blk);
 665
 666     if (s->dataplane) {
 667         virtio_blk_data_plane_stop(s->dataplane);
 668     }
 669     aio_context_release(ctx);
 670
 671     blk_set_enable_write_cache(s->blk, s->original_wce);
 672 }
 673
 674 /* coalesce internal state, copy to pci i/o region 0
 675  */
 676 static void virtio_blk_update_config(VirtIODevice *vdev, uint8_t *config)
 677 {
 678     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 679     BlockConf *conf = &s->conf.conf;
 680     struct virtio_blk_config blkcfg;
 681     uint64_t capacity;
 682     int blk_size = conf->logical_block_size;
 683
 684     blk_get_geometry(s->blk, &capacity);
 685     memset(&blkcfg, 0, sizeof(blkcfg));
 686     virtio_stq_p(vdev, &blkcfg.capacity, capacity);
 687     virtio_stl_p(vdev, &blkcfg.seg_max, 128 - 2);
 688     virtio_stw_p(vdev, &blkcfg.geometry.cylinders, conf->cyls);
 689     virtio_stl_p(vdev, &blkcfg.blk_size, blk_size);
 690     virtio_stw_p(vdev, &blkcfg.min_io_size, conf->min_io_size / blk_size);
 691     virtio_stw_p(vdev, &blkcfg.opt_io_size, conf->opt_io_size / blk_size);
 692     blkcfg.geometry.heads = conf->heads;
 693     /*
 694      * We must ensure that the block device capacity is a multiple of
 695      * the logical block size. If that is not the case, let's use
 696      * sector_mask to adopt the geometry to have a correct picture.
 697      * For those devices where the capacity is ok for the given geometry
 698      * we don't touch the sector value of the geometry, since some devices
 699      * (like s390 dasd) need a specific value. Here the capacity is already
 700      * cyls*heads*secs*blk_size and the sector value is not block size
 701      * divided by 512 - instead it is the amount of blk_size blocks
 702      * per track (cylinder).
 703      */
 704     if (blk_getlength(s->blk) /  conf->heads / conf->secs % blk_size) {
 705         blkcfg.geometry.sectors = conf->secs & ~s->sector_mask;
 706     } else {
 707         blkcfg.geometry.sectors = conf->secs;
 708     }
 709     blkcfg.size_max = 0;
 710     blkcfg.physical_block_exp = get_physical_block_exp(conf);
 711     blkcfg.alignment_offset = 0;
 712     blkcfg.wce = blk_enable_write_cache(s->blk);
 713     virtio_stw_p(vdev, &blkcfg.num_queues, s->conf.num_queues);
 714     memcpy(config, &blkcfg, sizeof(struct virtio_blk_config));
 715 }
 716
 717 static void virtio_blk_set_config(VirtIODevice *vdev, const uint8_t *config)
 718 {
 719     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 720     struct virtio_blk_config blkcfg;
 721
 722     memcpy(&blkcfg, config, sizeof(blkcfg));
 723
 724     aio_context_acquire(blk_get_aio_context(s->blk));
 725     blk_set_enable_write_cache(s->blk, blkcfg.wce != 0);
 726     aio_context_release(blk_get_aio_context(s->blk));
 727 }
 728
 729 static uint64_t virtio_blk_get_features(VirtIODevice *vdev, uint64_t features,
 730                                         Error **errp)
 731 {
 732     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 733
 734     virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX);
 735     virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_GEOMETRY);
 736     virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_TOPOLOGY);
 737     virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_BLK_SIZE);
 738     if (virtio_has_feature(features, VIRTIO_F_VERSION_1)) {
 739         if (s->conf.scsi) {
 740             error_setg(errp, "Please set scsi=off for virtio-blk devices in order to use virtio 1.0");
 741             return 0;
 742         }
 743     } else {
 744         virtio_clear_feature(&features, VIRTIO_F_ANY_LAYOUT);
 745         virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_SCSI);
 746     }
 747
 748     if (s->conf.config_wce) {
 749         virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE);
 750     }
 751     if (blk_enable_write_cache(s->blk)) {
 752         virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_WCE);
 753     }
 754     if (blk_is_read_only(s->blk)) {
 755         virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_RO);
 756     }
 757     if (s->conf.num_queues > 1) {
 758         virtio_add_feature(&features, VIRTIO_BLK_F_MQ);
 759     }
 760
 761     return features;
 762 }
 763
 764 static void virtio_blk_set_status(VirtIODevice *vdev, uint8_t status)
 765 {
 766     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 767
 768     if (s->dataplane && !(status & (VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER |
 769                                     VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK))) {
 770         virtio_blk_data_plane_stop(s->dataplane);
 771     }
 772
 773     if (!(status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)) {
 774         return;
 775     }
 776
 777     /* A guest that supports VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE must be able to send
 778      * cache flushes.  Thus, the "auto writethrough" behavior is never
 779      * necessary for guests that support the VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE feature.
 780      * Leaving it enabled would break the following sequence:
 781      *
 782      *     Guest started with "-drive cache=writethrough"
 783      *     Guest sets status to 0
 784      *     Guest sets DRIVER bit in status field
 785      *     Guest reads host features (WCE=0, CONFIG_WCE=1)
 786      *     Guest writes guest features (WCE=0, CONFIG_WCE=1)
 787      *     Guest writes 1 to the WCE configuration field (writeback mode)
 788      *     Guest sets DRIVER_OK bit in status field
 789      *
 790      * s->blk would erroneously be placed in writethrough mode.
 791      */
 792     if (!virtio_vdev_has_feature(vdev, VIRTIO_BLK_F_CONFIG_WCE)) {
 793         aio_context_acquire(blk_get_aio_context(s->blk));
 794         blk_set_enable_write_cache(s->blk,
 795                                    virtio_vdev_has_feature(vdev,
 796                                                            VIRTIO_BLK_F_WCE));
 797         aio_context_release(blk_get_aio_context(s->blk));
 798     }
 799 }
 800
 801 static void virtio_blk_save(QEMUFile *f, void *opaque)
 802 {
 803     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(opaque);
 804
 805     virtio_save(vdev, f);
 806 }
 807
 808 static void virtio_blk_save_device(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 809 {
 810     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 811     VirtIOBlockReq *req = s->rq;
 812
 813     while (req) {
 814         qemu_put_sbyte(f, 1);
 815
 816         if (s->conf.num_queues > 1) {
 817             qemu_put_be32(f, virtio_get_queue_index(req->vq));
 818         }
 819
 820         qemu_put_virtqueue_element(f, &req->elem);
 821         req = req->next;
 822     }
 823     qemu_put_sbyte(f, 0);
 824 }
 825
 826 static int virtio_blk_load(QEMUFile *f, void *opaque, int version_id)
 827 {
 828     VirtIOBlock *s = opaque;
 829     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(s);
 830
 831     if (version_id != 2)
 832         return -EINVAL;
 833
 834     return virtio_load(vdev, f, version_id);
 835 }
 836
 837 static int virtio_blk_load_device(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f,
 838                                   int version_id)
 839 {
 840     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(vdev);
 841
 842     while (qemu_get_sbyte(f)) {
 843         unsigned nvqs = s->conf.num_queues;
 844         unsigned vq_idx = 0;
 845         VirtIOBlockReq *req;
 846
 847         if (nvqs > 1) {
 848             vq_idx = qemu_get_be32(f);
 849
 850             if (vq_idx >= nvqs) {
 851                 error_report("Invalid virtqueue index in request list: %#x",
 852                              vq_idx);
 853                 return -EINVAL;
 854             }
 855         }
 856
 857         req = qemu_get_virtqueue_element(f, sizeof(VirtIOBlockReq));
 858         virtio_blk_init_request(s, virtio_get_queue(vdev, vq_idx), req);
 859         req->next = s->rq;
 860         s->rq = req;
 861     }
 862
 863     return 0;
 864 }
 865
 866 static void virtio_blk_resize(void *opaque)
 867 {
 868     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(opaque);
 869
 870     virtio_notify_config(vdev);
 871 }
 872
 873 static const BlockDevOps virtio_block_ops = {
 874     .resize_cb = virtio_blk_resize,
 875 };
 876
 877 static void virtio_blk_device_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
 878 {
 879     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(dev);
 880     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(dev);
 881     VirtIOBlkConf *conf = &s->conf;
 882     Error *err = NULL;
 883     static int virtio_blk_id;
 884     unsigned i;
 885
 886     if (!conf->conf.blk) {
 887         error_setg(errp, "drive property not set");
 888         return;
 889     }
 890     if (!blk_is_inserted(conf->conf.blk)) {
 891         error_setg(errp, "Device needs media, but drive is empty");
 892         return;
 893     }
 894     if (!conf->num_queues) {
 895         error_setg(errp, "num-queues property must be larger than 0");
 896         return;
 897     }
 898
 899     blkconf_serial(&conf->conf, &conf->serial);
 900     s->original_wce = blk_enable_write_cache(conf->conf.blk);
 901     blkconf_geometry(&conf->conf, NULL, 65535, 255, 255, &err);
 902     if (err) {
 903         error_propagate(errp, err);
 904         return;
 905     }
 906     blkconf_blocksizes(&conf->conf);
 907
 908     virtio_init(vdev, "virtio-blk", VIRTIO_ID_BLOCK,
 909                 sizeof(struct virtio_blk_config));
 910
 911     s->blk = conf->conf.blk;
 912     s->rq = NULL;
 913     s->sector_mask = (s->conf.conf.logical_block_size / BDRV_SECTOR_SIZE) - 1;
 914
 915     for (i = 0; i < conf->num_queues; i++) {
 916         virtio_add_queue(vdev, 128, virtio_blk_handle_output);
 917     }
 918     virtio_blk_data_plane_create(vdev, conf, &s->dataplane, &err);
 919     if (err != NULL) {
 920         error_propagate(errp, err);
 921         virtio_cleanup(vdev);
 922         return;
 923     }
 924
 925     s->change = qemu_add_vm_change_state_handler(virtio_blk_dma_restart_cb, s);
 926     register_savevm(dev, "virtio-blk", virtio_blk_id++, 2,
 927                     virtio_blk_save, virtio_blk_load, s);
 928     blk_set_dev_ops(s->blk, &virtio_block_ops, s);
 929     blk_set_guest_block_size(s->blk, s->conf.conf.logical_block_size);
 930
 931     blk_iostatus_enable(s->blk);
 932 }
 933
 934 static void virtio_blk_device_unrealize(DeviceState *dev, Error **errp)
 935 {
 936     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(dev);
 937     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(dev);
 938
 939     virtio_blk_data_plane_destroy(s->dataplane);
 940     s->dataplane = NULL;
 941     qemu_del_vm_change_state_handler(s->change);
 942     unregister_savevm(dev, "virtio-blk", s);
 943     blockdev_mark_auto_del(s->blk);
 944     virtio_cleanup(vdev);
 945 }
 946
 947 static void virtio_blk_instance_init(Object *obj)
 948 {
 949     VirtIOBlock *s = VIRTIO_BLK(obj);
 950
 951     object_property_add_link(obj, "iothread", TYPE_IOTHREAD,
 952                              (Object **)&s->conf.iothread,
 953                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
 954                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE, NULL);
 955     device_add_bootindex_property(obj, &s->conf.conf.bootindex,
 956                                   "bootindex", "/disk@0,0",
 957                                   DEVICE(obj), NULL);
 958 }
 959
 960 static Property virtio_blk_properties[] = {
 961     DEFINE_BLOCK_PROPERTIES(VirtIOBlock, conf.conf),
 962     DEFINE_BLOCK_CHS_PROPERTIES(VirtIOBlock, conf.conf),
 963     DEFINE_PROP_STRING("serial", VirtIOBlock, conf.serial),
 964     DEFINE_PROP_BIT("config-wce", VirtIOBlock, conf.config_wce, 0, true),
 965 #ifdef __linux__
 966     DEFINE_PROP_BIT("scsi", VirtIOBlock, conf.scsi, 0, false),
 967 #endif
 968     DEFINE_PROP_BIT("request-merging", VirtIOBlock, conf.request_merging, 0,
 969                     true),
 970     DEFINE_PROP_UINT16("num-queues", VirtIOBlock, conf.num_queues, 1),
 971     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
 972 };
 973
 974 static void virtio_blk_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 975 {
 976     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
 977     VirtioDeviceClass *vdc = VIRTIO_DEVICE_CLASS(klass);
 978
 979     dc->props = virtio_blk_properties;
 980     set_bit(DEVICE_CATEGORY_STORAGE, dc->categories);
 981     vdc->realize = virtio_blk_device_realize;
 982     vdc->unrealize = virtio_blk_device_unrealize;
 983     vdc->get_config = virtio_blk_update_config;
 984     vdc->set_config = virtio_blk_set_config;
 985     vdc->get_features = virtio_blk_get_features;
 986     vdc->set_status = virtio_blk_set_status;
 987     vdc->reset = virtio_blk_reset;
 988     vdc->save = virtio_blk_save_device;
 989     vdc->load = virtio_blk_load_device;
 990 }
 991
 992 static const TypeInfo virtio_device_info = {
 993     .name = TYPE_VIRTIO_BLK,
 994     .parent = TYPE_VIRTIO_DEVICE,
 995     .instance_size = sizeof(VirtIOBlock),
 996     .instance_init = virtio_blk_instance_init,
 997     .class_init = virtio_blk_class_init,
 998 };
 999
1000 static void virtio_register_types(void)
1001 {
1002     type_register_static(&virtio_device_info);
1003 }
1004
1005 type_init(virtio_register_types)