2  * Copyright (C) 2001 Sistina Software (UK) Limited.
 
   3  * Copyright (C) 2004 Red Hat, Inc. All rights reserved.
 
   5  * This file is released under the GPL.
 
  10 #include <linux/module.h>
 
  11 #include <linux/vmalloc.h>
 
  12 #include <linux/blkdev.h>
 
  13 #include <linux/namei.h>
 
  14 #include <linux/ctype.h>
 
  15 #include <linux/slab.h>
 
  16 #include <linux/interrupt.h>
 
  17 #include <asm/atomic.h>
 
  20 #define NODE_SIZE L1_CACHE_BYTES
 
  21 #define KEYS_PER_NODE (NODE_SIZE / sizeof(sector_t))
 
  22 #define CHILDREN_PER_NODE (KEYS_PER_NODE + 1)
 
  29         unsigned int counts[MAX_DEPTH]; /* in nodes */
 
  30         sector_t *index[MAX_DEPTH];
 
  32         unsigned int num_targets;
 
  33         unsigned int num_allocated;
 
  35         struct dm_target *targets;
 
  38          * Indicates the rw permissions for the new logical
 
  39          * device.  This should be a combination of FMODE_READ
 
  44         /* a list of devices used by this table */
 
  45         struct list_head devices;
 
  48          * These are optimistic limits taken from all the
 
  49          * targets, some targets will need smaller limits.
 
  51         struct io_restrictions limits;
 
  53         /* events get handed up using this callback */
 
  54         void (*event_fn)(void *);
 
  59  * Similar to ceiling(log_size(n))
 
  61 static unsigned int int_log(unsigned int n, unsigned int base)
 
  66                 n = dm_div_up(n, base);
 
  74  * Returns the minimum that is _not_ zero, unless both are zero.
 
  76 #define min_not_zero(l, r) (l == 0) ? r : ((r == 0) ? l : min(l, r))
 
  79  * Combine two io_restrictions, always taking the lower value.
 
  81 static void combine_restrictions_low(struct io_restrictions *lhs,
 
  82                                      struct io_restrictions *rhs)
 
  85                 min_not_zero(lhs->max_sectors, rhs->max_sectors);
 
  87         lhs->max_phys_segments =
 
  88                 min_not_zero(lhs->max_phys_segments, rhs->max_phys_segments);
 
  90         lhs->max_hw_segments =
 
  91                 min_not_zero(lhs->max_hw_segments, rhs->max_hw_segments);
 
  93         lhs->hardsect_size = max(lhs->hardsect_size, rhs->hardsect_size);
 
  95         lhs->max_segment_size =
 
  96                 min_not_zero(lhs->max_segment_size, rhs->max_segment_size);
 
  98         lhs->seg_boundary_mask =
 
  99                 min_not_zero(lhs->seg_boundary_mask, rhs->seg_boundary_mask);
 
 103  * Calculate the index of the child node of the n'th node k'th key.
 
 105 static inline unsigned int get_child(unsigned int n, unsigned int k)
 
 107         return (n * CHILDREN_PER_NODE) + k;
 
 111  * Return the n'th node of level l from table t.
 
 113 static inline sector_t *get_node(struct dm_table *t,
 
 114                                  unsigned int l, unsigned int n)
 
 116         return t->index[l] + (n * KEYS_PER_NODE);
 
 120  * Return the highest key that you could lookup from the n'th
 
 121  * node on level l of the btree.
 
 123 static sector_t high(struct dm_table *t, unsigned int l, unsigned int n)
 
 125         for (; l < t->depth - 1; l++)
 
 126                 n = get_child(n, CHILDREN_PER_NODE - 1);
 
 128         if (n >= t->counts[l])
 
 129                 return (sector_t) - 1;
 
 131         return get_node(t, l, n)[KEYS_PER_NODE - 1];
 
 135  * Fills in a level of the btree based on the highs of the level
 
 138 static int setup_btree_index(unsigned int l, struct dm_table *t)
 
 143         for (n = 0U; n < t->counts[l]; n++) {
 
 144                 node = get_node(t, l, n);
 
 146                 for (k = 0U; k < KEYS_PER_NODE; k++)
 
 147                         node[k] = high(t, l + 1, get_child(n, k));
 
 153 void *dm_vcalloc(unsigned long nmemb, unsigned long elem_size)
 
 159          * Check that we're not going to overflow.
 
 161         if (nmemb > (ULONG_MAX / elem_size))
 
 164         size = nmemb * elem_size;
 
 165         addr = vmalloc(size);
 
 167                 memset(addr, 0, size);
 
 173  * highs, and targets are managed as dynamic arrays during a
 
 176 static int alloc_targets(struct dm_table *t, unsigned int num)
 
 179         struct dm_target *n_targets;
 
 180         int n = t->num_targets;
 
 183          * Allocate both the target array and offset array at once.
 
 185         n_highs = (sector_t *) dm_vcalloc(num, sizeof(struct dm_target) +
 
 190         n_targets = (struct dm_target *) (n_highs + num);
 
 193                 memcpy(n_highs, t->highs, sizeof(*n_highs) * n);
 
 194                 memcpy(n_targets, t->targets, sizeof(*n_targets) * n);
 
 197         memset(n_highs + n, -1, sizeof(*n_highs) * (num - n));
 
 200         t->num_allocated = num;
 
 202         t->targets = n_targets;
 
 207 int dm_table_create(struct dm_table **result, int mode, unsigned num_targets)
 
 209         struct dm_table *t = kmalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
 
 214         memset(t, 0, sizeof(*t));
 
 215         INIT_LIST_HEAD(&t->devices);
 
 216         atomic_set(&t->holders, 1);
 
 219                 num_targets = KEYS_PER_NODE;
 
 221         num_targets = dm_round_up(num_targets, KEYS_PER_NODE);
 
 223         if (alloc_targets(t, num_targets)) {
 
 234 static void free_devices(struct list_head *devices)
 
 236         struct list_head *tmp, *next;
 
 238         for (tmp = devices->next; tmp != devices; tmp = next) {
 
 239                 struct dm_dev *dd = list_entry(tmp, struct dm_dev, list);
 
 245 static void table_destroy(struct dm_table *t)
 
 249         /* free the indexes (see dm_table_complete) */
 
 251                 vfree(t->index[t->depth - 2]);
 
 253         /* free the targets */
 
 254         for (i = 0; i < t->num_targets; i++) {
 
 255                 struct dm_target *tgt = t->targets + i;
 
 260                 dm_put_target_type(tgt->type);
 
 265         /* free the device list */
 
 266         if (t->devices.next != &t->devices) {
 
 267                 DMWARN("devices still present during destroy: "
 
 268                        "dm_table_remove_device calls missing");
 
 270                 free_devices(&t->devices);
 
 276 void dm_table_get(struct dm_table *t)
 
 278         atomic_inc(&t->holders);
 
 281 void dm_table_put(struct dm_table *t)
 
 286         if (atomic_dec_and_test(&t->holders))
 
 291  * Checks to see if we need to extend highs or targets.
 
 293 static inline int check_space(struct dm_table *t)
 
 295         if (t->num_targets >= t->num_allocated)
 
 296                 return alloc_targets(t, t->num_allocated * 2);
 
 302  * Convert a device path to a dev_t.
 
 304 static int lookup_device(const char *path, dev_t *dev)
 
 310         if ((r = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd)))
 
 313         inode = nd.dentry->d_inode;
 
 319         if (!S_ISBLK(inode->i_mode)) {
 
 324         *dev = inode->i_rdev;
 
 332  * See if we've already got a device in the list.
 
 334 static struct dm_dev *find_device(struct list_head *l, dev_t dev)
 
 338         list_for_each_entry (dd, l, list)
 
 339                 if (dd->bdev->bd_dev == dev)
 
 346  * Open a device so we can use it as a map destination.
 
 348 static int open_dev(struct dm_dev *d, dev_t dev)
 
 350         static char *_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
 
 351         struct block_device *bdev;
 
 358         bdev = open_by_devnum(dev, d->mode);
 
 360                 return PTR_ERR(bdev);
 
 361         r = bd_claim(bdev, _claim_ptr);
 
 370  * Close a device that we've been using.
 
 372 static void close_dev(struct dm_dev *d)
 
 383  * If possible (ie. blk_size[major] is set), this checks an area
 
 384  * of a destination device is valid.
 
 386 static int check_device_area(struct dm_dev *dd, sector_t start, sector_t len)
 
 389         dev_size = dd->bdev->bd_inode->i_size >> SECTOR_SHIFT;
 
 390         return ((start < dev_size) && (len <= (dev_size - start)));
 
 394  * This upgrades the mode on an already open dm_dev.  Being
 
 395  * careful to leave things as they were if we fail to reopen the
 
 398 static int upgrade_mode(struct dm_dev *dd, int new_mode)
 
 401         struct dm_dev dd_copy;
 
 402         dev_t dev = dd->bdev->bd_dev;
 
 406         dd->mode |= new_mode;
 
 408         r = open_dev(dd, dev);
 
 418  * Add a device to the list, or just increment the usage count if
 
 419  * it's already present.
 
 421 static int __table_get_device(struct dm_table *t, struct dm_target *ti,
 
 422                               const char *path, sector_t start, sector_t len,
 
 423                               int mode, struct dm_dev **result)
 
 428         unsigned int major, minor;
 
 433         if (sscanf(path, "%u:%u", &major, &minor) == 2) {
 
 434                 /* Extract the major/minor numbers */
 
 435                 dev = MKDEV(major, minor);
 
 436                 if (MAJOR(dev) != major || MINOR(dev) != minor)
 
 439                 /* convert the path to a device */
 
 440                 if ((r = lookup_device(path, &dev)))
 
 444         dd = find_device(&t->devices, dev);
 
 446                 dd = kmalloc(sizeof(*dd), GFP_KERNEL);
 
 453                 if ((r = open_dev(dd, dev))) {
 
 458                 format_dev_t(dd->name, dev);
 
 460                 atomic_set(&dd->count, 0);
 
 461                 list_add(&dd->list, &t->devices);
 
 463         } else if (dd->mode != (mode | dd->mode)) {
 
 464                 r = upgrade_mode(dd, mode);
 
 468         atomic_inc(&dd->count);
 
 470         if (!check_device_area(dd, start, len)) {
 
 471                 DMWARN("device %s too small for target", path);
 
 472                 dm_put_device(ti, dd);
 
 482 int dm_get_device(struct dm_target *ti, const char *path, sector_t start,
 
 483                   sector_t len, int mode, struct dm_dev **result)
 
 485         int r = __table_get_device(ti->table, ti, path,
 
 486                                    start, len, mode, result);
 
 488                 request_queue_t *q = bdev_get_queue((*result)->bdev);
 
 489                 struct io_restrictions *rs = &ti->limits;
 
 492                  * Combine the device limits low.
 
 494                  * FIXME: if we move an io_restriction struct
 
 495                  *        into q this would just be a call to
 
 496                  *        combine_restrictions_low()
 
 499                         min_not_zero(rs->max_sectors, q->max_sectors);
 
 501                 /* FIXME: Device-Mapper on top of RAID-0 breaks because DM
 
 502                  *        currently doesn't honor MD's merge_bvec_fn routine.
 
 503                  *        In this case, we'll force DM to use PAGE_SIZE or
 
 504                  *        smaller I/O, just to be safe. A better fix is in the
 
 505                  *        works, but add this for the time being so it will at
 
 506                  *        least operate correctly.
 
 508                 if (q->merge_bvec_fn)
 
 510                                 min_not_zero(rs->max_sectors,
 
 511                                              (unsigned int) (PAGE_SIZE >> 9));
 
 513                 rs->max_phys_segments =
 
 514                         min_not_zero(rs->max_phys_segments,
 
 515                                      q->max_phys_segments);
 
 517                 rs->max_hw_segments =
 
 518                         min_not_zero(rs->max_hw_segments, q->max_hw_segments);
 
 520                 rs->hardsect_size = max(rs->hardsect_size, q->hardsect_size);
 
 522                 rs->max_segment_size =
 
 523                         min_not_zero(rs->max_segment_size, q->max_segment_size);
 
 525                 rs->seg_boundary_mask =
 
 526                         min_not_zero(rs->seg_boundary_mask,
 
 527                                      q->seg_boundary_mask);
 
 534  * Decrement a devices use count and remove it if necessary.
 
 536 void dm_put_device(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dd)
 
 538         if (atomic_dec_and_test(&dd->count)) {
 
 546  * Checks to see if the target joins onto the end of the table.
 
 548 static int adjoin(struct dm_table *table, struct dm_target *ti)
 
 550         struct dm_target *prev;
 
 552         if (!table->num_targets)
 
 555         prev = &table->targets[table->num_targets - 1];
 
 556         return (ti->begin == (prev->begin + prev->len));
 
 560  * Used to dynamically allocate the arg array.
 
 562 static char **realloc_argv(unsigned *array_size, char **old_argv)
 
 567         new_size = *array_size ? *array_size * 2 : 64;
 
 568         argv = kmalloc(new_size * sizeof(*argv), GFP_KERNEL);
 
 570                 memcpy(argv, old_argv, *array_size * sizeof(*argv));
 
 571                 *array_size = new_size;
 
 579  * Destructively splits up the argument list to pass to ctr.
 
 581 int dm_split_args(int *argc, char ***argvp, char *input)
 
 583         char *start, *end = input, *out, **argv = NULL;
 
 584         unsigned array_size = 0;
 
 587         argv = realloc_argv(&array_size, argv);
 
 594                 /* Skip whitespace */
 
 595                 while (*start && isspace(*start))
 
 599                         break;  /* success, we hit the end */
 
 601                 /* 'out' is used to remove any back-quotes */
 
 604                         /* Everything apart from '\0' can be quoted */
 
 605                         if (*end == '\\' && *(end + 1)) {
 
 612                                 break;  /* end of token */
 
 617                 /* have we already filled the array ? */
 
 618                 if ((*argc + 1) > array_size) {
 
 619                         argv = realloc_argv(&array_size, argv);
 
 624                 /* we know this is whitespace */
 
 628                 /* terminate the string and put it in the array */
 
 638 static void check_for_valid_limits(struct io_restrictions *rs)
 
 640         if (!rs->max_sectors)
 
 641                 rs->max_sectors = SAFE_MAX_SECTORS;
 
 642         if (!rs->max_phys_segments)
 
 643                 rs->max_phys_segments = MAX_PHYS_SEGMENTS;
 
 644         if (!rs->max_hw_segments)
 
 645                 rs->max_hw_segments = MAX_HW_SEGMENTS;
 
 646         if (!rs->hardsect_size)
 
 647                 rs->hardsect_size = 1 << SECTOR_SHIFT;
 
 648         if (!rs->max_segment_size)
 
 649                 rs->max_segment_size = MAX_SEGMENT_SIZE;
 
 650         if (!rs->seg_boundary_mask)
 
 651                 rs->seg_boundary_mask = -1;
 
 654 int dm_table_add_target(struct dm_table *t, const char *type,
 
 655                         sector_t start, sector_t len, char *params)
 
 657         int r = -EINVAL, argc;
 
 659         struct dm_target *tgt;
 
 661         if ((r = check_space(t)))
 
 664         tgt = t->targets + t->num_targets;
 
 665         memset(tgt, 0, sizeof(*tgt));
 
 668                 tgt->error = "zero-length target";
 
 669                 DMERR("%s", tgt->error);
 
 673         tgt->type = dm_get_target_type(type);
 
 675                 tgt->error = "unknown target type";
 
 676                 DMERR("%s", tgt->error);
 
 683         tgt->error = "Unknown error";
 
 686          * Does this target adjoin the previous one ?
 
 688         if (!adjoin(t, tgt)) {
 
 689                 tgt->error = "Gap in table";
 
 694         r = dm_split_args(&argc, &argv, params);
 
 696                 tgt->error = "couldn't split parameters (insufficient memory)";
 
 700         r = tgt->type->ctr(tgt, argc, argv);
 
 705         t->highs[t->num_targets++] = tgt->begin + tgt->len - 1;
 
 707         /* FIXME: the plan is to combine high here and then have
 
 708          * the merge fn apply the target level restrictions. */
 
 709         combine_restrictions_low(&t->limits, &tgt->limits);
 
 713         DMERR("%s", tgt->error);
 
 714         dm_put_target_type(tgt->type);
 
 718 static int setup_indexes(struct dm_table *t)
 
 721         unsigned int total = 0;
 
 724         /* allocate the space for *all* the indexes */
 
 725         for (i = t->depth - 2; i >= 0; i--) {
 
 726                 t->counts[i] = dm_div_up(t->counts[i + 1], CHILDREN_PER_NODE);
 
 727                 total += t->counts[i];
 
 730         indexes = (sector_t *) dm_vcalloc(total, (unsigned long) NODE_SIZE);
 
 734         /* set up internal nodes, bottom-up */
 
 735         for (i = t->depth - 2, total = 0; i >= 0; i--) {
 
 736                 t->index[i] = indexes;
 
 737                 indexes += (KEYS_PER_NODE * t->counts[i]);
 
 738                 setup_btree_index(i, t);
 
 745  * Builds the btree to index the map.
 
 747 int dm_table_complete(struct dm_table *t)
 
 750         unsigned int leaf_nodes;
 
 752         check_for_valid_limits(&t->limits);
 
 754         /* how many indexes will the btree have ? */
 
 755         leaf_nodes = dm_div_up(t->num_targets, KEYS_PER_NODE);
 
 756         t->depth = 1 + int_log(leaf_nodes, CHILDREN_PER_NODE);
 
 758         /* leaf layer has already been set up */
 
 759         t->counts[t->depth - 1] = leaf_nodes;
 
 760         t->index[t->depth - 1] = t->highs;
 
 763                 r = setup_indexes(t);
 
 768 static DECLARE_MUTEX(_event_lock);
 
 769 void dm_table_event_callback(struct dm_table *t,
 
 770                              void (*fn)(void *), void *context)
 
 774         t->event_context = context;
 
 778 void dm_table_event(struct dm_table *t)
 
 781          * You can no longer call dm_table_event() from interrupt
 
 782          * context, use a bottom half instead.
 
 784         BUG_ON(in_interrupt());
 
 788                 t->event_fn(t->event_context);
 
 792 sector_t dm_table_get_size(struct dm_table *t)
 
 794         return t->num_targets ? (t->highs[t->num_targets - 1] + 1) : 0;
 
 797 struct dm_target *dm_table_get_target(struct dm_table *t, unsigned int index)
 
 799         if (index > t->num_targets)
 
 802         return t->targets + index;
 
 806  * Search the btree for the correct target.
 
 808 struct dm_target *dm_table_find_target(struct dm_table *t, sector_t sector)
 
 810         unsigned int l, n = 0, k = 0;
 
 813         for (l = 0; l < t->depth; l++) {
 
 815                 node = get_node(t, l, n);
 
 817                 for (k = 0; k < KEYS_PER_NODE; k++)
 
 818                         if (node[k] >= sector)
 
 822         return &t->targets[(KEYS_PER_NODE * n) + k];
 
 825 void dm_table_set_restrictions(struct dm_table *t, struct request_queue *q)
 
 828          * Make sure we obey the optimistic sub devices
 
 831         blk_queue_max_sectors(q, t->limits.max_sectors);
 
 832         q->max_phys_segments = t->limits.max_phys_segments;
 
 833         q->max_hw_segments = t->limits.max_hw_segments;
 
 834         q->hardsect_size = t->limits.hardsect_size;
 
 835         q->max_segment_size = t->limits.max_segment_size;
 
 836         q->seg_boundary_mask = t->limits.seg_boundary_mask;
 
 839 unsigned int dm_table_get_num_targets(struct dm_table *t)
 
 841         return t->num_targets;
 
 844 struct list_head *dm_table_get_devices(struct dm_table *t)
 
 849 int dm_table_get_mode(struct dm_table *t)
 
 854 static void suspend_targets(struct dm_table *t, unsigned postsuspend)
 
 856         int i = t->num_targets;
 
 857         struct dm_target *ti = t->targets;
 
 861                         if (ti->type->postsuspend)
 
 862                                 ti->type->postsuspend(ti);
 
 863                 } else if (ti->type->presuspend)
 
 864                         ti->type->presuspend(ti);
 
 870 void dm_table_presuspend_targets(struct dm_table *t)
 
 875         return suspend_targets(t, 0);
 
 878 void dm_table_postsuspend_targets(struct dm_table *t)
 
 883         return suspend_targets(t, 1);
 
 886 void dm_table_resume_targets(struct dm_table *t)
 
 890         for (i = 0; i < t->num_targets; i++) {
 
 891                 struct dm_target *ti = t->targets + i;
 
 893                 if (ti->type->resume)
 
 894                         ti->type->resume(ti);
 
 898 int dm_table_any_congested(struct dm_table *t, int bdi_bits)
 
 900         struct list_head *d, *devices;
 
 903         devices = dm_table_get_devices(t);
 
 904         for (d = devices->next; d != devices; d = d->next) {
 
 905                 struct dm_dev *dd = list_entry(d, struct dm_dev, list);
 
 906                 request_queue_t *q = bdev_get_queue(dd->bdev);
 
 907                 r |= bdi_congested(&q->backing_dev_info, bdi_bits);
 
 913 void dm_table_unplug_all(struct dm_table *t)
 
 915         struct list_head *d, *devices = dm_table_get_devices(t);
 
 917         for (d = devices->next; d != devices; d = d->next) {
 
 918                 struct dm_dev *dd = list_entry(d, struct dm_dev, list);
 
 919                 request_queue_t *q = bdev_get_queue(dd->bdev);
 
 926 int dm_table_flush_all(struct dm_table *t)
 
 928         struct list_head *d, *devices = dm_table_get_devices(t);
 
 931         for (d = devices->next; d != devices; d = d->next) {
 
 932                 struct dm_dev *dd = list_entry(d, struct dm_dev, list);
 
 933                 request_queue_t *q = bdev_get_queue(dd->bdev);
 
 936                 if (!q->issue_flush_fn)
 
 939                         err = q->issue_flush_fn(q, dd->bdev->bd_disk, NULL);
 
 948 EXPORT_SYMBOL(dm_vcalloc);
 
 949 EXPORT_SYMBOL(dm_get_device);
 
 950 EXPORT_SYMBOL(dm_put_device);
 
 951 EXPORT_SYMBOL(dm_table_event);
 
 952 EXPORT_SYMBOL(dm_table_get_size);
 
 953 EXPORT_SYMBOL(dm_table_get_mode);
 
 954 EXPORT_SYMBOL(dm_table_put);
 
 955 EXPORT_SYMBOL(dm_table_get);
 
 956 EXPORT_SYMBOL(dm_table_unplug_all);
 
 957 EXPORT_SYMBOL(dm_table_flush_all);