[SCSI] arcmsr: Fix hardware wait loops
[linux-2.6] / drivers / md / dm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
3  * Copyright (C) 2004-2006 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm.h"
9 #include "dm-bio-list.h"
10
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/mutex.h>
14 #include <linux/moduleparam.h>
15 #include <linux/blkpg.h>
16 #include <linux/bio.h>
17 #include <linux/buffer_head.h>
18 #include <linux/mempool.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/idr.h>
21 #include <linux/hdreg.h>
22 #include <linux/blktrace_api.h>
23 #include <linux/smp_lock.h>
24
25 #define DM_MSG_PREFIX "core"
26
27 static const char *_name = DM_NAME;
28
29 static unsigned int major = 0;
30 static unsigned int _major = 0;
31
32 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
33 /*
34  * One of these is allocated per bio.
35  */
36 struct dm_io {
37         struct mapped_device *md;
38         int error;
39         struct bio *bio;
40         atomic_t io_count;
41         unsigned long start_time;
42 };
43
44 /*
45  * One of these is allocated per target within a bio.  Hopefully
46  * this will be simplified out one day.
47  */
48 struct dm_target_io {
49         struct dm_io *io;
50         struct dm_target *ti;
51         union map_info info;
52 };
53
54 union map_info *dm_get_mapinfo(struct bio *bio)
55 {
56         if (bio && bio->bi_private)
57                 return &((struct dm_target_io *)bio->bi_private)->info;
58         return NULL;
59 }
60
61 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
62
63 /*
64  * Bits for the md->flags field.
65  */
66 #define DMF_BLOCK_IO 0
67 #define DMF_SUSPENDED 1
68 #define DMF_FROZEN 2
69 #define DMF_FREEING 3
70 #define DMF_DELETING 4
71 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
72
73 struct mapped_device {
74         struct rw_semaphore io_lock;
75         struct semaphore suspend_lock;
76         spinlock_t pushback_lock;
77         rwlock_t map_lock;
78         atomic_t holders;
79         atomic_t open_count;
80
81         unsigned long flags;
82
83         struct request_queue *queue;
84         struct gendisk *disk;
85         char name[16];
86
87         void *interface_ptr;
88
89         /*
90          * A list of ios that arrived while we were suspended.
91          */
92         atomic_t pending;
93         wait_queue_head_t wait;
94         struct bio_list deferred;
95         struct bio_list pushback;
96
97         /*
98          * The current mapping.
99          */
100         struct dm_table *map;
101
102         /*
103          * io objects are allocated from here.
104          */
105         mempool_t *io_pool;
106         mempool_t *tio_pool;
107
108         struct bio_set *bs;
109
110         /*
111          * Event handling.
112          */
113         atomic_t event_nr;
114         wait_queue_head_t eventq;
115
116         /*
117          * freeze/thaw support require holding onto a super block
118          */
119         struct super_block *frozen_sb;
120         struct block_device *suspended_bdev;
121
122         /* forced geometry settings */
123         struct hd_geometry geometry;
124 };
125
126 #define MIN_IOS 256
127 static struct kmem_cache *_io_cache;
128 static struct kmem_cache *_tio_cache;
129
130 static int __init local_init(void)
131 {
132         int r;
133
134         /* allocate a slab for the dm_ios */
135         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
136         if (!_io_cache)
137                 return -ENOMEM;
138
139         /* allocate a slab for the target ios */
140         _tio_cache = KMEM_CACHE(dm_target_io, 0);
141         if (!_tio_cache) {
142                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
143                 return -ENOMEM;
144         }
145
146         _major = major;
147         r = register_blkdev(_major, _name);
148         if (r < 0) {
149                 kmem_cache_destroy(_tio_cache);
150                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
151                 return r;
152         }
153
154         if (!_major)
155                 _major = r;
156
157         return 0;
158 }
159
160 static void local_exit(void)
161 {
162         kmem_cache_destroy(_tio_cache);
163         kmem_cache_destroy(_io_cache);
164         unregister_blkdev(_major, _name);
165
166         _major = 0;
167
168         DMINFO("cleaned up");
169 }
170
171 int (*_inits[])(void) __initdata = {
172         local_init,
173         dm_target_init,
174         dm_linear_init,
175         dm_stripe_init,
176         dm_interface_init,
177 };
178
179 void (*_exits[])(void) = {
180         local_exit,
181         dm_target_exit,
182         dm_linear_exit,
183         dm_stripe_exit,
184         dm_interface_exit,
185 };
186
187 static int __init dm_init(void)
188 {
189         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
190
191         int r, i;
192
193         for (i = 0; i < count; i++) {
194                 r = _inits[i]();
195                 if (r)
196                         goto bad;
197         }
198
199         return 0;
200
201       bad:
202         while (i--)
203                 _exits[i]();
204
205         return r;
206 }
207
208 static void __exit dm_exit(void)
209 {
210         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
211
212         while (i--)
213                 _exits[i]();
214 }
215
216 /*
217  * Block device functions
218  */
219 static int dm_blk_open(struct inode *inode, struct file *file)
220 {
221         struct mapped_device *md;
222
223         spin_lock(&_minor_lock);
224
225         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
226         if (!md)
227                 goto out;
228
229         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
230             test_bit(DMF_DELETING, &md->flags)) {
231                 md = NULL;
232                 goto out;
233         }
234
235         dm_get(md);
236         atomic_inc(&md->open_count);
237
238 out:
239         spin_unlock(&_minor_lock);
240
241         return md ? 0 : -ENXIO;
242 }
243
244 static int dm_blk_close(struct inode *inode, struct file *file)
245 {
246         struct mapped_device *md;
247
248         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
249         atomic_dec(&md->open_count);
250         dm_put(md);
251         return 0;
252 }
253
254 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
255 {
256         return atomic_read(&md->open_count);
257 }
258
259 /*
260  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
261  */
262 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md)
263 {
264         int r = 0;
265
266         spin_lock(&_minor_lock);
267
268         if (dm_open_count(md))
269                 r = -EBUSY;
270         else
271                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
272
273         spin_unlock(&_minor_lock);
274
275         return r;
276 }
277
278 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
279 {
280         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
281
282         return dm_get_geometry(md, geo);
283 }
284
285 static int dm_blk_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,
286                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
287 {
288         struct mapped_device *md;
289         struct dm_table *map;
290         struct dm_target *tgt;
291         int r = -ENOTTY;
292
293         /* We don't really need this lock, but we do need 'inode'. */
294         unlock_kernel();
295
296         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
297
298         map = dm_get_table(md);
299
300         if (!map || !dm_table_get_size(map))
301                 goto out;
302
303         /* We only support devices that have a single target */
304         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
305                 goto out;
306
307         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
308
309         if (dm_suspended(md)) {
310                 r = -EAGAIN;
311                 goto out;
312         }
313
314         if (tgt->type->ioctl)
315                 r = tgt->type->ioctl(tgt, inode, file, cmd, arg);
316
317 out:
318         dm_table_put(map);
319
320         lock_kernel();
321         return r;
322 }
323
324 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
325 {
326         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
327 }
328
329 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
330 {
331         mempool_free(io, md->io_pool);
332 }
333
334 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct mapped_device *md)
335 {
336         return mempool_alloc(md->tio_pool, GFP_NOIO);
337 }
338
339 static void free_tio(struct mapped_device *md, struct dm_target_io *tio)
340 {
341         mempool_free(tio, md->tio_pool);
342 }
343
344 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
345 {
346         struct mapped_device *md = io->md;
347
348         io->start_time = jiffies;
349
350         preempt_disable();
351         disk_round_stats(dm_disk(md));
352         preempt_enable();
353         dm_disk(md)->in_flight = atomic_inc_return(&md->pending);
354 }
355
356 static int end_io_acct(struct dm_io *io)
357 {
358         struct mapped_device *md = io->md;
359         struct bio *bio = io->bio;
360         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
361         int pending;
362         int rw = bio_data_dir(bio);
363
364         preempt_disable();
365         disk_round_stats(dm_disk(md));
366         preempt_enable();
367         dm_disk(md)->in_flight = pending = atomic_dec_return(&md->pending);
368
369         disk_stat_add(dm_disk(md), ticks[rw], duration);
370
371         return !pending;
372 }
373
374 /*
375  * Add the bio to the list of deferred io.
376  */
377 static int queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
378 {
379         down_write(&md->io_lock);
380
381         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
382                 up_write(&md->io_lock);
383                 return 1;
384         }
385
386         bio_list_add(&md->deferred, bio);
387
388         up_write(&md->io_lock);
389         return 0;               /* deferred successfully */
390 }
391
392 /*
393  * Everyone (including functions in this file), should use this
394  * function to access the md->map field, and make sure they call
395  * dm_table_put() when finished.
396  */
397 struct dm_table *dm_get_table(struct mapped_device *md)
398 {
399         struct dm_table *t;
400
401         read_lock(&md->map_lock);
402         t = md->map;
403         if (t)
404                 dm_table_get(t);
405         read_unlock(&md->map_lock);
406
407         return t;
408 }
409
410 /*
411  * Get the geometry associated with a dm device
412  */
413 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
414 {
415         *geo = md->geometry;
416
417         return 0;
418 }
419
420 /*
421  * Set the geometry of a device.
422  */
423 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
424 {
425         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
426
427         if (geo->start > sz) {
428                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
429                 return -EINVAL;
430         }
431
432         md->geometry = *geo;
433
434         return 0;
435 }
436
437 /*-----------------------------------------------------------------
438  * CRUD START:
439  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
440  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
441  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
442  *   interests of getting something for people to use I give
443  *   you this clearly demarcated crap.
444  *---------------------------------------------------------------*/
445
446 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
447 {
448         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
449 }
450
451 /*
452  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
453  * cloned into, completing the original io if necc.
454  */
455 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
456 {
457         unsigned long flags;
458
459         /* Push-back supersedes any I/O errors */
460         if (error && !(io->error > 0 && __noflush_suspending(io->md)))
461                 io->error = error;
462
463         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
464                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
465                         /*
466                          * Target requested pushing back the I/O.
467                          * This must be handled before the sleeper on
468                          * suspend queue merges the pushback list.
469                          */
470                         spin_lock_irqsave(&io->md->pushback_lock, flags);
471                         if (__noflush_suspending(io->md))
472                                 bio_list_add(&io->md->pushback, io->bio);
473                         else
474                                 /* noflush suspend was interrupted. */
475                                 io->error = -EIO;
476                         spin_unlock_irqrestore(&io->md->pushback_lock, flags);
477                 }
478
479                 if (end_io_acct(io))
480                         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
481                         wake_up(&io->md->wait);
482
483                 if (io->error != DM_ENDIO_REQUEUE) {
484                         blk_add_trace_bio(io->md->queue, io->bio,
485                                           BLK_TA_COMPLETE);
486
487                         bio_endio(io->bio, io->bio->bi_size, io->error);
488                 }
489
490                 free_io(io->md, io);
491         }
492 }
493
494 static int clone_endio(struct bio *bio, unsigned int done, int error)
495 {
496         int r = 0;
497         struct dm_target_io *tio = bio->bi_private;
498         struct mapped_device *md = tio->io->md;
499         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
500
501         if (bio->bi_size)
502                 return 1;
503
504         if (!bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
505                 error = -EIO;
506
507         if (endio) {
508                 r = endio(tio->ti, bio, error, &tio->info);
509                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
510                         /*
511                          * error and requeue request are handled
512                          * in dec_pending().
513                          */
514                         error = r;
515                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
516                         /* The target will handle the io */
517                         return 1;
518                 else if (r) {
519                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
520                         BUG();
521                 }
522         }
523
524         dec_pending(tio->io, error);
525
526         /*
527          * Store md for cleanup instead of tio which is about to get freed.
528          */
529         bio->bi_private = md->bs;
530
531         bio_put(bio);
532         free_tio(md, tio);
533         return r;
534 }
535
536 static sector_t max_io_len(struct mapped_device *md,
537                            sector_t sector, struct dm_target *ti)
538 {
539         sector_t offset = sector - ti->begin;
540         sector_t len = ti->len - offset;
541
542         /*
543          * Does the target need to split even further ?
544          */
545         if (ti->split_io) {
546                 sector_t boundary;
547                 boundary = ((offset + ti->split_io) & ~(ti->split_io - 1))
548                            - offset;
549                 if (len > boundary)
550                         len = boundary;
551         }
552
553         return len;
554 }
555
556 static void __map_bio(struct dm_target *ti, struct bio *clone,
557                       struct dm_target_io *tio)
558 {
559         int r;
560         sector_t sector;
561         struct mapped_device *md;
562
563         /*
564          * Sanity checks.
565          */
566         BUG_ON(!clone->bi_size);
567
568         clone->bi_end_io = clone_endio;
569         clone->bi_private = tio;
570
571         /*
572          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
573          * anything, the target has assumed ownership of
574          * this io.
575          */
576         atomic_inc(&tio->io->io_count);
577         sector = clone->bi_sector;
578         r = ti->type->map(ti, clone, &tio->info);
579         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
580                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
581
582                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
583                                     tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev,
584                                     clone->bi_sector, sector);
585
586                 generic_make_request(clone);
587         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
588                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
589                 md = tio->io->md;
590                 dec_pending(tio->io, r);
591                 /*
592                  * Store bio_set for cleanup.
593                  */
594                 clone->bi_private = md->bs;
595                 bio_put(clone);
596                 free_tio(md, tio);
597         } else if (r) {
598                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
599                 BUG();
600         }
601 }
602
603 struct clone_info {
604         struct mapped_device *md;
605         struct dm_table *map;
606         struct bio *bio;
607         struct dm_io *io;
608         sector_t sector;
609         sector_t sector_count;
610         unsigned short idx;
611 };
612
613 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
614 {
615         struct bio_set *bs = bio->bi_private;
616
617         bio_free(bio, bs);
618 }
619
620 /*
621  * Creates a little bio that is just does part of a bvec.
622  */
623 static struct bio *split_bvec(struct bio *bio, sector_t sector,
624                               unsigned short idx, unsigned int offset,
625                               unsigned int len, struct bio_set *bs)
626 {
627         struct bio *clone;
628         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
629
630         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 1, bs);
631         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
632         *clone->bi_io_vec = *bv;
633
634         clone->bi_sector = sector;
635         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
636         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
637         clone->bi_vcnt = 1;
638         clone->bi_size = to_bytes(len);
639         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
640         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
641
642         return clone;
643 }
644
645 /*
646  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
647  */
648 static struct bio *clone_bio(struct bio *bio, sector_t sector,
649                              unsigned short idx, unsigned short bv_count,
650                              unsigned int len, struct bio_set *bs)
651 {
652         struct bio *clone;
653
654         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio->bi_max_vecs, bs);
655         __bio_clone(clone, bio);
656         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
657         clone->bi_sector = sector;
658         clone->bi_idx = idx;
659         clone->bi_vcnt = idx + bv_count;
660         clone->bi_size = to_bytes(len);
661         clone->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
662
663         return clone;
664 }
665
666 static void __clone_and_map(struct clone_info *ci)
667 {
668         struct bio *clone, *bio = ci->bio;
669         struct dm_target *ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
670         sector_t len = 0, max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
671         struct dm_target_io *tio;
672
673         /*
674          * Allocate a target io object.
675          */
676         tio = alloc_tio(ci->md);
677         tio->io = ci->io;
678         tio->ti = ti;
679         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
680
681         if (ci->sector_count <= max) {
682                 /*
683                  * Optimise for the simple case where we can do all of
684                  * the remaining io with a single clone.
685                  */
686                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx,
687                                   bio->bi_vcnt - ci->idx, ci->sector_count,
688                                   ci->md->bs);
689                 __map_bio(ti, clone, tio);
690                 ci->sector_count = 0;
691
692         } else if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
693                 /*
694                  * There are some bvecs that don't span targets.
695                  * Do as many of these as possible.
696                  */
697                 int i;
698                 sector_t remaining = max;
699                 sector_t bv_len;
700
701                 for (i = ci->idx; remaining && (i < bio->bi_vcnt); i++) {
702                         bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[i].bv_len);
703
704                         if (bv_len > remaining)
705                                 break;
706
707                         remaining -= bv_len;
708                         len += bv_len;
709                 }
710
711                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx, i - ci->idx, len,
712                                   ci->md->bs);
713                 __map_bio(ti, clone, tio);
714
715                 ci->sector += len;
716                 ci->sector_count -= len;
717                 ci->idx = i;
718
719         } else {
720                 /*
721                  * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
722                  */
723                 struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
724                 sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
725                 unsigned int offset = 0;
726
727                 do {
728                         if (offset) {
729                                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
730                                 max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
731
732                                 tio = alloc_tio(ci->md);
733                                 tio->io = ci->io;
734                                 tio->ti = ti;
735                                 memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
736                         }
737
738                         len = min(remaining, max);
739
740                         clone = split_bvec(bio, ci->sector, ci->idx,
741                                            bv->bv_offset + offset, len,
742                                            ci->md->bs);
743
744                         __map_bio(ti, clone, tio);
745
746                         ci->sector += len;
747                         ci->sector_count -= len;
748                         offset += to_bytes(len);
749                 } while (remaining -= len);
750
751                 ci->idx++;
752         }
753 }
754
755 /*
756  * Split the bio into several clones.
757  */
758 static void __split_bio(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
759 {
760         struct clone_info ci;
761
762         ci.map = dm_get_table(md);
763         if (!ci.map) {
764                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
765                 return;
766         }
767
768         ci.md = md;
769         ci.bio = bio;
770         ci.io = alloc_io(md);
771         ci.io->error = 0;
772         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
773         ci.io->bio = bio;
774         ci.io->md = md;
775         ci.sector = bio->bi_sector;
776         ci.sector_count = bio_sectors(bio);
777         ci.idx = bio->bi_idx;
778
779         start_io_acct(ci.io);
780         while (ci.sector_count)
781                 __clone_and_map(&ci);
782
783         /* drop the extra reference count */
784         dec_pending(ci.io, 0);
785         dm_table_put(ci.map);
786 }
787 /*-----------------------------------------------------------------
788  * CRUD END
789  *---------------------------------------------------------------*/
790
791 /*
792  * The request function that just remaps the bio built up by
793  * dm_merge_bvec.
794  */
795 static int dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
796 {
797         int r;
798         int rw = bio_data_dir(bio);
799         struct mapped_device *md = q->queuedata;
800
801         /*
802          * There is no use in forwarding any barrier request since we can't
803          * guarantee it is (or can be) handled by the targets correctly.
804          */
805         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
806                 bio_endio(bio, bio->bi_size, -EOPNOTSUPP);
807                 return 0;
808         }
809
810         down_read(&md->io_lock);
811
812         disk_stat_inc(dm_disk(md), ios[rw]);
813         disk_stat_add(dm_disk(md), sectors[rw], bio_sectors(bio));
814
815         /*
816          * If we're suspended we have to queue
817          * this io for later.
818          */
819         while (test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
820                 up_read(&md->io_lock);
821
822                 if (bio_rw(bio) == READA) {
823                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
824                         return 0;
825                 }
826
827                 r = queue_io(md, bio);
828                 if (r < 0) {
829                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
830                         return 0;
831
832                 } else if (r == 0)
833                         return 0;       /* deferred successfully */
834
835                 /*
836                  * We're in a while loop, because someone could suspend
837                  * before we get to the following read lock.
838                  */
839                 down_read(&md->io_lock);
840         }
841
842         __split_bio(md, bio);
843         up_read(&md->io_lock);
844         return 0;
845 }
846
847 static int dm_flush_all(struct request_queue *q, struct gendisk *disk,
848                         sector_t *error_sector)
849 {
850         struct mapped_device *md = q->queuedata;
851         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
852         int ret = -ENXIO;
853
854         if (map) {
855                 ret = dm_table_flush_all(map);
856                 dm_table_put(map);
857         }
858
859         return ret;
860 }
861
862 static void dm_unplug_all(struct request_queue *q)
863 {
864         struct mapped_device *md = q->queuedata;
865         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
866
867         if (map) {
868                 dm_table_unplug_all(map);
869                 dm_table_put(map);
870         }
871 }
872
873 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
874 {
875         int r;
876         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
877         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
878
879         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
880                 r = bdi_bits;
881         else
882                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
883
884         dm_table_put(map);
885         return r;
886 }
887
888 /*-----------------------------------------------------------------
889  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
890  *---------------------------------------------------------------*/
891 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
892
893 static void free_minor(int minor)
894 {
895         spin_lock(&_minor_lock);
896         idr_remove(&_minor_idr, minor);
897         spin_unlock(&_minor_lock);
898 }
899
900 /*
901  * See if the device with a specific minor # is free.
902  */
903 static int specific_minor(struct mapped_device *md, int minor)
904 {
905         int r, m;
906
907         if (minor >= (1 << MINORBITS))
908                 return -EINVAL;
909
910         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
911         if (!r)
912                 return -ENOMEM;
913
914         spin_lock(&_minor_lock);
915
916         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
917                 r = -EBUSY;
918                 goto out;
919         }
920
921         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
922         if (r)
923                 goto out;
924
925         if (m != minor) {
926                 idr_remove(&_minor_idr, m);
927                 r = -EBUSY;
928                 goto out;
929         }
930
931 out:
932         spin_unlock(&_minor_lock);
933         return r;
934 }
935
936 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, int *minor)
937 {
938         int r, m;
939
940         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
941         if (!r)
942                 return -ENOMEM;
943
944         spin_lock(&_minor_lock);
945
946         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
947         if (r) {
948                 goto out;
949         }
950
951         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
952                 idr_remove(&_minor_idr, m);
953                 r = -ENOSPC;
954                 goto out;
955         }
956
957         *minor = m;
958
959 out:
960         spin_unlock(&_minor_lock);
961         return r;
962 }
963
964 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
965
966 /*
967  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
968  */
969 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
970 {
971         int r;
972         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
973         void *old_md;
974
975         if (!md) {
976                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
977                 return NULL;
978         }
979
980         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
981                 goto bad0;
982
983         /* get a minor number for the dev */
984         if (minor == DM_ANY_MINOR)
985                 r = next_free_minor(md, &minor);
986         else
987                 r = specific_minor(md, minor);
988         if (r < 0)
989                 goto bad1;
990
991         memset(md, 0, sizeof(*md));
992         init_rwsem(&md->io_lock);
993         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
994         spin_lock_init(&md->pushback_lock);
995         rwlock_init(&md->map_lock);
996         atomic_set(&md->holders, 1);
997         atomic_set(&md->open_count, 0);
998         atomic_set(&md->event_nr, 0);
999
1000         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1001         if (!md->queue)
1002                 goto bad1_free_minor;
1003
1004         md->queue->queuedata = md;
1005         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1006         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1007         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
1008         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1009         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
1010         md->queue->issue_flush_fn = dm_flush_all;
1011
1012         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
1013         if (!md->io_pool)
1014                 goto bad2;
1015
1016         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
1017         if (!md->tio_pool)
1018                 goto bad3;
1019
1020         md->bs = bioset_create(16, 16);
1021         if (!md->bs)
1022                 goto bad_no_bioset;
1023
1024         md->disk = alloc_disk(1);
1025         if (!md->disk)
1026                 goto bad4;
1027
1028         atomic_set(&md->pending, 0);
1029         init_waitqueue_head(&md->wait);
1030         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1031
1032         md->disk->major = _major;
1033         md->disk->first_minor = minor;
1034         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1035         md->disk->queue = md->queue;
1036         md->disk->private_data = md;
1037         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1038         add_disk(md->disk);
1039         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1040
1041         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1042         spin_lock(&_minor_lock);
1043         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1044         spin_unlock(&_minor_lock);
1045
1046         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1047
1048         return md;
1049
1050  bad4:
1051         bioset_free(md->bs);
1052  bad_no_bioset:
1053         mempool_destroy(md->tio_pool);
1054  bad3:
1055         mempool_destroy(md->io_pool);
1056  bad2:
1057         blk_cleanup_queue(md->queue);
1058  bad1_free_minor:
1059         free_minor(minor);
1060  bad1:
1061         module_put(THIS_MODULE);
1062  bad0:
1063         kfree(md);
1064         return NULL;
1065 }
1066
1067 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1068 {
1069         int minor = md->disk->first_minor;
1070
1071         if (md->suspended_bdev) {
1072                 thaw_bdev(md->suspended_bdev, NULL);
1073                 bdput(md->suspended_bdev);
1074         }
1075         mempool_destroy(md->tio_pool);
1076         mempool_destroy(md->io_pool);
1077         bioset_free(md->bs);
1078         del_gendisk(md->disk);
1079         free_minor(minor);
1080
1081         spin_lock(&_minor_lock);
1082         md->disk->private_data = NULL;
1083         spin_unlock(&_minor_lock);
1084
1085         put_disk(md->disk);
1086         blk_cleanup_queue(md->queue);
1087         module_put(THIS_MODULE);
1088         kfree(md);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Bind a table to the device.
1093  */
1094 static void event_callback(void *context)
1095 {
1096         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1097
1098         atomic_inc(&md->event_nr);
1099         wake_up(&md->eventq);
1100 }
1101
1102 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1103 {
1104         set_capacity(md->disk, size);
1105
1106         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1107         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1108         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1109 }
1110
1111 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1112 {
1113         struct request_queue *q = md->queue;
1114         sector_t size;
1115
1116         size = dm_table_get_size(t);
1117
1118         /*
1119          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1120          */
1121         if (size != get_capacity(md->disk))
1122                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1123
1124         if (md->suspended_bdev)
1125                 __set_size(md, size);
1126         if (size == 0)
1127                 return 0;
1128
1129         dm_table_get(t);
1130         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1131
1132         write_lock(&md->map_lock);
1133         md->map = t;
1134         dm_table_set_restrictions(t, q);
1135         write_unlock(&md->map_lock);
1136
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static void __unbind(struct mapped_device *md)
1141 {
1142         struct dm_table *map = md->map;
1143
1144         if (!map)
1145                 return;
1146
1147         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1148         write_lock(&md->map_lock);
1149         md->map = NULL;
1150         write_unlock(&md->map_lock);
1151         dm_table_put(map);
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Constructor for a new device.
1156  */
1157 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1158 {
1159         struct mapped_device *md;
1160
1161         md = alloc_dev(minor);
1162         if (!md)
1163                 return -ENXIO;
1164
1165         *result = md;
1166         return 0;
1167 }
1168
1169 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1170 {
1171         struct mapped_device *md;
1172         unsigned minor = MINOR(dev);
1173
1174         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1175                 return NULL;
1176
1177         spin_lock(&_minor_lock);
1178
1179         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1180         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
1181                    (dm_disk(md)->first_minor != minor) ||
1182                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1183                 md = NULL;
1184                 goto out;
1185         }
1186
1187 out:
1188         spin_unlock(&_minor_lock);
1189
1190         return md;
1191 }
1192
1193 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1194 {
1195         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1196
1197         if (md)
1198                 dm_get(md);
1199
1200         return md;
1201 }
1202
1203 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1204 {
1205         return md->interface_ptr;
1206 }
1207
1208 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1209 {
1210         md->interface_ptr = ptr;
1211 }
1212
1213 void dm_get(struct mapped_device *md)
1214 {
1215         atomic_inc(&md->holders);
1216 }
1217
1218 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1219 {
1220         return md->name;
1221 }
1222 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1223
1224 void dm_put(struct mapped_device *md)
1225 {
1226         struct dm_table *map;
1227
1228         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1229
1230         if (atomic_dec_and_lock(&md->holders, &_minor_lock)) {
1231                 map = dm_get_table(md);
1232                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1233                 set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1234                 spin_unlock(&_minor_lock);
1235                 if (!dm_suspended(md)) {
1236                         dm_table_presuspend_targets(map);
1237                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1238                 }
1239                 __unbind(md);
1240                 dm_table_put(map);
1241                 free_dev(md);
1242         }
1243 }
1244 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
1245
1246 /*
1247  * Process the deferred bios
1248  */
1249 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1250 {
1251         struct bio *n;
1252
1253         while (c) {
1254                 n = c->bi_next;
1255                 c->bi_next = NULL;
1256                 __split_bio(md, c);
1257                 c = n;
1258         }
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Swap in a new table (destroying old one).
1263  */
1264 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1265 {
1266         int r = -EINVAL;
1267
1268         down(&md->suspend_lock);
1269
1270         /* device must be suspended */
1271         if (!dm_suspended(md))
1272                 goto out;
1273
1274         /* without bdev, the device size cannot be changed */
1275         if (!md->suspended_bdev)
1276                 if (get_capacity(md->disk) != dm_table_get_size(table))
1277                         goto out;
1278
1279         __unbind(md);
1280         r = __bind(md, table);
1281
1282 out:
1283         up(&md->suspend_lock);
1284         return r;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1289  * device.
1290  */
1291 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1292 {
1293         int r;
1294
1295         WARN_ON(md->frozen_sb);
1296
1297         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1298         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1299                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1300                 md->frozen_sb = NULL;
1301                 return r;
1302         }
1303
1304         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1305
1306         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1307          * to go away while it is locked.
1308          */
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1313 {
1314         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1315                 return;
1316
1317         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1318         md->frozen_sb = NULL;
1319         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1320 }
1321
1322 /*
1323  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1324  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1325  * the background.  Before the table can be swapped with
1326  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1327  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1328  */
1329 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
1330 {
1331         struct dm_table *map = NULL;
1332         unsigned long flags;
1333         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1334         struct bio *def;
1335         int r = -EINVAL;
1336         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
1337         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
1338
1339         down(&md->suspend_lock);
1340
1341         if (dm_suspended(md))
1342                 goto out_unlock;
1343
1344         map = dm_get_table(md);
1345
1346         /*
1347          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
1348          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
1349          */
1350         if (noflush)
1351                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1352
1353         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1354         dm_table_presuspend_targets(map);
1355
1356         /* bdget() can stall if the pending I/Os are not flushed */
1357         if (!noflush) {
1358                 md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1359                 if (!md->suspended_bdev) {
1360                         DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1361                         r = -ENOMEM;
1362                         goto flush_and_out;
1363                 }
1364         }
1365
1366         /*
1367          * Flush I/O to the device.
1368          * noflush supersedes do_lockfs, because lock_fs() needs to flush I/Os.
1369          */
1370         if (do_lockfs && !noflush) {
1371                 r = lock_fs(md);
1372                 if (r)
1373                         goto out;
1374         }
1375
1376         /*
1377          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1378          */
1379         down_write(&md->io_lock);
1380         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1381
1382         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1383         up_write(&md->io_lock);
1384
1385         /* unplug */
1386         if (map)
1387                 dm_table_unplug_all(map);
1388
1389         /*
1390          * Then we wait for the already mapped ios to
1391          * complete.
1392          */
1393         while (1) {
1394                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1395
1396                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1397                         break;
1398
1399                 io_schedule();
1400         }
1401         set_current_state(TASK_RUNNING);
1402
1403         down_write(&md->io_lock);
1404         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1405
1406         if (noflush) {
1407                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1408                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1409                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1410                 bio_list_init(&md->pushback);
1411                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1412         }
1413
1414         /* were we interrupted ? */
1415         r = -EINTR;
1416         if (atomic_read(&md->pending)) {
1417                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1418                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1419                 __flush_deferred_io(md, def);
1420                 up_write(&md->io_lock);
1421                 unlock_fs(md);
1422                 goto out; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
1423         }
1424         up_write(&md->io_lock);
1425
1426         dm_table_postsuspend_targets(map);
1427
1428         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1429
1430         r = 0;
1431
1432 flush_and_out:
1433         if (r && noflush) {
1434                 /*
1435                  * Because there may be already I/Os in the pushback list,
1436                  * flush them before return.
1437                  */
1438                 down_write(&md->io_lock);
1439
1440                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1441                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1442                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1443                 bio_list_init(&md->pushback);
1444                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1445
1446                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1447                 __flush_deferred_io(md, def);
1448                 up_write(&md->io_lock);
1449         }
1450
1451 out:
1452         if (r && md->suspended_bdev) {
1453                 bdput(md->suspended_bdev);
1454                 md->suspended_bdev = NULL;
1455         }
1456
1457         dm_table_put(map);
1458
1459 out_unlock:
1460         up(&md->suspend_lock);
1461         return r;
1462 }
1463
1464 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1465 {
1466         int r = -EINVAL;
1467         struct bio *def;
1468         struct dm_table *map = NULL;
1469
1470         down(&md->suspend_lock);
1471         if (!dm_suspended(md))
1472                 goto out;
1473
1474         map = dm_get_table(md);
1475         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1476                 goto out;
1477
1478         r = dm_table_resume_targets(map);
1479         if (r)
1480                 goto out;
1481
1482         down_write(&md->io_lock);
1483         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1484
1485         def = bio_list_get(&md->deferred);
1486         __flush_deferred_io(md, def);
1487         up_write(&md->io_lock);
1488
1489         unlock_fs(md);
1490
1491         if (md->suspended_bdev) {
1492                 bdput(md->suspended_bdev);
1493                 md->suspended_bdev = NULL;
1494         }
1495
1496         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1497
1498         dm_table_unplug_all(map);
1499
1500         kobject_uevent(&md->disk->kobj, KOBJ_CHANGE);
1501
1502         r = 0;
1503
1504 out:
1505         dm_table_put(map);
1506         up(&md->suspend_lock);
1507
1508         return r;
1509 }
1510
1511 /*-----------------------------------------------------------------
1512  * Event notification.
1513  *---------------------------------------------------------------*/
1514 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1515 {
1516         return atomic_read(&md->event_nr);
1517 }
1518
1519 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1520 {
1521         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1522                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1523 }
1524
1525 /*
1526  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1527  * count on 'md'.
1528  */
1529 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1530 {
1531         return md->disk;
1532 }
1533
1534 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1535 {
1536         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1537 }
1538
1539 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
1540 {
1541         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
1542         int r = __noflush_suspending(md);
1543
1544         dm_put(md);
1545
1546         return r;
1547 }
1548 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
1549
1550 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1551         .open = dm_blk_open,
1552         .release = dm_blk_close,
1553         .ioctl = dm_blk_ioctl,
1554         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1555         .owner = THIS_MODULE
1556 };
1557
1558 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1559
1560 /*
1561  * module hooks
1562  */
1563 module_init(dm_init);
1564 module_exit(dm_exit);
1565
1566 module_param(major, uint, 0);
1567 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1568 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1569 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1570 MODULE_LICENSE("GPL");