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