git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - 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->error);
 488                 }
 489
 490                 free_io(io->md, io);
 491         }
 492 }
 493
 494 static void clone_endio(struct bio *bio, 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_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
 502                 error = -EIO;
 503
 504         if (endio) {
 505                 r = endio(tio->ti, bio, error, &tio->info);
 506                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
 507                         /*
 508                          * error and requeue request are handled
 509                          * in dec_pending().
 510                          */
 511                         error = r;
 512                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
 513                         /* The target will handle the io */
 514                         return;
 515                 else if (r) {
 516                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
 517                         BUG();
 518                 }
 519         }
 520
 521         dec_pending(tio->io, error);
 522
 523         /*
 524          * Store md for cleanup instead of tio which is about to get freed.
 525          */
 526         bio->bi_private = md->bs;
 527
 528         bio_put(bio);
 529         free_tio(md, tio);
 530 }
 531
 532 static sector_t max_io_len(struct mapped_device *md,
 533                            sector_t sector, struct dm_target *ti)
 534 {
 535         sector_t offset = sector - ti->begin;
 536         sector_t len = ti->len - offset;
 537
 538         /*
 539          * Does the target need to split even further ?
 540          */
 541         if (ti->split_io) {
 542                 sector_t boundary;
 543                 boundary = ((offset + ti->split_io) & ~(ti->split_io - 1))
 544                            - offset;
 545                 if (len > boundary)
 546                         len = boundary;
 547         }
 548
 549         return len;
 550 }
 551
 552 static void __map_bio(struct dm_target *ti, struct bio *clone,
 553                       struct dm_target_io *tio)
 554 {
 555         int r;
 556         sector_t sector;
 557         struct mapped_device *md;
 558
 559         /*
 560          * Sanity checks.
 561          */
 562         BUG_ON(!clone->bi_size);
 563
 564         clone->bi_end_io = clone_endio;
 565         clone->bi_private = tio;
 566
 567         /*
 568          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
 569          * anything, the target has assumed ownership of
 570          * this io.
 571          */
 572         atomic_inc(&tio->io->io_count);
 573         sector = clone->bi_sector;
 574         r = ti->type->map(ti, clone, &tio->info);
 575         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
 576                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
 577
 578                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
 579                                     tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev,
 580                                     clone->bi_sector, sector);
 581
 582                 generic_make_request(clone);
 583         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
 584                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
 585                 md = tio->io->md;
 586                 dec_pending(tio->io, r);
 587                 /*
 588                  * Store bio_set for cleanup.
 589                  */
 590                 clone->bi_private = md->bs;
 591                 bio_put(clone);
 592                 free_tio(md, tio);
 593         } else if (r) {
 594                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
 595                 BUG();
 596         }
 597 }
 598
 599 struct clone_info {
 600         struct mapped_device *md;
 601         struct dm_table *map;
 602         struct bio *bio;
 603         struct dm_io *io;
 604         sector_t sector;
 605         sector_t sector_count;
 606         unsigned short idx;
 607 };
 608
 609 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
 610 {
 611         struct bio_set *bs = bio->bi_private;
 612
 613         bio_free(bio, bs);
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Creates a little bio that is just does part of a bvec.
 618  */
 619 static struct bio *split_bvec(struct bio *bio, sector_t sector,
 620                               unsigned short idx, unsigned int offset,
 621                               unsigned int len, struct bio_set *bs)
 622 {
 623         struct bio *clone;
 624         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
 625
 626         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 1, bs);
 627         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 628         *clone->bi_io_vec = *bv;
 629
 630         clone->bi_sector = sector;
 631         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
 632         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
 633         clone->bi_vcnt = 1;
 634         clone->bi_size = to_bytes(len);
 635         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
 636         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
 637
 638         return clone;
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
 643  */
 644 static struct bio *clone_bio(struct bio *bio, sector_t sector,
 645                              unsigned short idx, unsigned short bv_count,
 646                              unsigned int len, struct bio_set *bs)
 647 {
 648         struct bio *clone;
 649
 650         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio->bi_max_vecs, bs);
 651         __bio_clone(clone, bio);
 652         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 653         clone->bi_sector = sector;
 654         clone->bi_idx = idx;
 655         clone->bi_vcnt = idx + bv_count;
 656         clone->bi_size = to_bytes(len);
 657         clone->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 658
 659         return clone;
 660 }
 661
 662 static void __clone_and_map(struct clone_info *ci)
 663 {
 664         struct bio *clone, *bio = ci->bio;
 665         struct dm_target *ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 666         sector_t len = 0, max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 667         struct dm_target_io *tio;
 668
 669         /*
 670          * Allocate a target io object.
 671          */
 672         tio = alloc_tio(ci->md);
 673         tio->io = ci->io;
 674         tio->ti = ti;
 675         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 676
 677         if (ci->sector_count <= max) {
 678                 /*
 679                  * Optimise for the simple case where we can do all of
 680                  * the remaining io with a single clone.
 681                  */
 682                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx,
 683                                   bio->bi_vcnt - ci->idx, ci->sector_count,
 684                                   ci->md->bs);
 685                 __map_bio(ti, clone, tio);
 686                 ci->sector_count = 0;
 687
 688         } else if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
 689                 /*
 690                  * There are some bvecs that don't span targets.
 691                  * Do as many of these as possible.
 692                  */
 693                 int i;
 694                 sector_t remaining = max;
 695                 sector_t bv_len;
 696
 697                 for (i = ci->idx; remaining && (i < bio->bi_vcnt); i++) {
 698                         bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[i].bv_len);
 699
 700                         if (bv_len > remaining)
 701                                 break;
 702
 703                         remaining -= bv_len;
 704                         len += bv_len;
 705                 }
 706
 707                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx, i - ci->idx, len,
 708                                   ci->md->bs);
 709                 __map_bio(ti, clone, tio);
 710
 711                 ci->sector += len;
 712                 ci->sector_count -= len;
 713                 ci->idx = i;
 714
 715         } else {
 716                 /*
 717                  * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
 718                  */
 719                 struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
 720                 sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
 721                 unsigned int offset = 0;
 722
 723                 do {
 724                         if (offset) {
 725                                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 726                                 max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 727
 728                                 tio = alloc_tio(ci->md);
 729                                 tio->io = ci->io;
 730                                 tio->ti = ti;
 731                                 memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 732                         }
 733
 734                         len = min(remaining, max);
 735
 736                         clone = split_bvec(bio, ci->sector, ci->idx,
 737                                            bv->bv_offset + offset, len,
 738                                            ci->md->bs);
 739
 740                         __map_bio(ti, clone, tio);
 741
 742                         ci->sector += len;
 743                         ci->sector_count -= len;
 744                         offset += to_bytes(len);
 745                 } while (remaining -= len);
 746
 747                 ci->idx++;
 748         }
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Split the bio into several clones.
 753  */
 754 static void __split_bio(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 755 {
 756         struct clone_info ci;
 757
 758         ci.map = dm_get_table(md);
 759         if (!ci.map) {
 760                 bio_io_error(bio);
 761                 return;
 762         }
 763
 764         ci.md = md;
 765         ci.bio = bio;
 766         ci.io = alloc_io(md);
 767         ci.io->error = 0;
 768         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
 769         ci.io->bio = bio;
 770         ci.io->md = md;
 771         ci.sector = bio->bi_sector;
 772         ci.sector_count = bio_sectors(bio);
 773         ci.idx = bio->bi_idx;
 774
 775         start_io_acct(ci.io);
 776         while (ci.sector_count)
 777                 __clone_and_map(&ci);
 778
 779         /* drop the extra reference count */
 780         dec_pending(ci.io, 0);
 781         dm_table_put(ci.map);
 782 }
 783 /*-----------------------------------------------------------------
 784  * CRUD END
 785  *---------------------------------------------------------------*/
 786
 787 /*
 788  * The request function that just remaps the bio built up by
 789  * dm_merge_bvec.
 790  */
 791 static int dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 792 {
 793         int r;
 794         int rw = bio_data_dir(bio);
 795         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 796
 797         /*
 798          * There is no use in forwarding any barrier request since we can't
 799          * guarantee it is (or can be) handled by the targets correctly.
 800          */
 801         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
 802                 bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
 803                 return 0;
 804         }
 805
 806         down_read(&md->io_lock);
 807
 808         disk_stat_inc(dm_disk(md), ios[rw]);
 809         disk_stat_add(dm_disk(md), sectors[rw], bio_sectors(bio));
 810
 811         /*
 812          * If we're suspended we have to queue
 813          * this io for later.
 814          */
 815         while (test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
 816                 up_read(&md->io_lock);
 817
 818                 if (bio_rw(bio) == READA) {
 819                         bio_io_error(bio);
 820                         return 0;
 821                 }
 822
 823                 r = queue_io(md, bio);
 824                 if (r < 0) {
 825                         bio_io_error(bio);
 826                         return 0;
 827
 828                 } else if (r == 0)
 829                         return 0;       /* deferred successfully */
 830
 831                 /*
 832                  * We're in a while loop, because someone could suspend
 833                  * before we get to the following read lock.
 834                  */
 835                 down_read(&md->io_lock);
 836         }
 837
 838         __split_bio(md, bio);
 839         up_read(&md->io_lock);
 840         return 0;
 841 }
 842
 843 static int dm_flush_all(struct request_queue *q, struct gendisk *disk,
 844                         sector_t *error_sector)
 845 {
 846         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 847         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 848         int ret = -ENXIO;
 849
 850         if (map) {
 851                 ret = dm_table_flush_all(map);
 852                 dm_table_put(map);
 853         }
 854
 855         return ret;
 856 }
 857
 858 static void dm_unplug_all(struct request_queue *q)
 859 {
 860         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 861         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 862
 863         if (map) {
 864                 dm_table_unplug_all(map);
 865                 dm_table_put(map);
 866         }
 867 }
 868
 869 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
 870 {
 871         int r;
 872         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
 873         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 874
 875         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
 876                 r = bdi_bits;
 877         else
 878                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
 879
 880         dm_table_put(map);
 881         return r;
 882 }
 883
 884 /*-----------------------------------------------------------------
 885  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
 886  *---------------------------------------------------------------*/
 887 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
 888
 889 static void free_minor(int minor)
 890 {
 891         spin_lock(&_minor_lock);
 892         idr_remove(&_minor_idr, minor);
 893         spin_unlock(&_minor_lock);
 894 }
 895
 896 /*
 897  * See if the device with a specific minor # is free.
 898  */
 899 static int specific_minor(struct mapped_device *md, int minor)
 900 {
 901         int r, m;
 902
 903         if (minor >= (1 << MINORBITS))
 904                 return -EINVAL;
 905
 906         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 907         if (!r)
 908                 return -ENOMEM;
 909
 910         spin_lock(&_minor_lock);
 911
 912         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
 913                 r = -EBUSY;
 914                 goto out;
 915         }
 916
 917         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
 918         if (r)
 919                 goto out;
 920
 921         if (m != minor) {
 922                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 923                 r = -EBUSY;
 924                 goto out;
 925         }
 926
 927 out:
 928         spin_unlock(&_minor_lock);
 929         return r;
 930 }
 931
 932 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, int *minor)
 933 {
 934         int r, m;
 935
 936         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 937         if (!r)
 938                 return -ENOMEM;
 939
 940         spin_lock(&_minor_lock);
 941
 942         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
 943         if (r) {
 944                 goto out;
 945         }
 946
 947         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
 948                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 949                 r = -ENOSPC;
 950                 goto out;
 951         }
 952
 953         *minor = m;
 954
 955 out:
 956         spin_unlock(&_minor_lock);
 957         return r;
 958 }
 959
 960 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
 961
 962 /*
 963  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
 964  */
 965 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
 966 {
 967         int r;
 968         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
 969         void *old_md;
 970
 971         if (!md) {
 972                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
 973                 return NULL;
 974         }
 975
 976         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 977                 goto bad0;
 978
 979         /* get a minor number for the dev */
 980         if (minor == DM_ANY_MINOR)
 981                 r = next_free_minor(md, &minor);
 982         else
 983                 r = specific_minor(md, minor);
 984         if (r < 0)
 985                 goto bad1;
 986
 987         memset(md, 0, sizeof(*md));
 988         init_rwsem(&md->io_lock);
 989         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
 990         spin_lock_init(&md->pushback_lock);
 991         rwlock_init(&md->map_lock);
 992         atomic_set(&md->holders, 1);
 993         atomic_set(&md->open_count, 0);
 994         atomic_set(&md->event_nr, 0);
 995
 996         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
 997         if (!md->queue)
 998                 goto bad1_free_minor;
 999
1000         md->queue->queuedata = md;
1001         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1002         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1003         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
1004         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1005         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
1006         md->queue->issue_flush_fn = dm_flush_all;
1007
1008         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
1009         if (!md->io_pool)
1010                 goto bad2;
1011
1012         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
1013         if (!md->tio_pool)
1014                 goto bad3;
1015
1016         md->bs = bioset_create(16, 16);
1017         if (!md->bs)
1018                 goto bad_no_bioset;
1019
1020         md->disk = alloc_disk(1);
1021         if (!md->disk)
1022                 goto bad4;
1023
1024         atomic_set(&md->pending, 0);
1025         init_waitqueue_head(&md->wait);
1026         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1027
1028         md->disk->major = _major;
1029         md->disk->first_minor = minor;
1030         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1031         md->disk->queue = md->queue;
1032         md->disk->private_data = md;
1033         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1034         add_disk(md->disk);
1035         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1036
1037         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1038         spin_lock(&_minor_lock);
1039         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1040         spin_unlock(&_minor_lock);
1041
1042         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1043
1044         return md;
1045
1046  bad4:
1047         bioset_free(md->bs);
1048  bad_no_bioset:
1049         mempool_destroy(md->tio_pool);
1050  bad3:
1051         mempool_destroy(md->io_pool);
1052  bad2:
1053         blk_cleanup_queue(md->queue);
1054  bad1_free_minor:
1055         free_minor(minor);
1056  bad1:
1057         module_put(THIS_MODULE);
1058  bad0:
1059         kfree(md);
1060         return NULL;
1061 }
1062
1063 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1064 {
1065         int minor = md->disk->first_minor;
1066
1067         if (md->suspended_bdev) {
1068                 thaw_bdev(md->suspended_bdev, NULL);
1069                 bdput(md->suspended_bdev);
1070         }
1071         mempool_destroy(md->tio_pool);
1072         mempool_destroy(md->io_pool);
1073         bioset_free(md->bs);
1074         del_gendisk(md->disk);
1075         free_minor(minor);
1076
1077         spin_lock(&_minor_lock);
1078         md->disk->private_data = NULL;
1079         spin_unlock(&_minor_lock);
1080
1081         put_disk(md->disk);
1082         blk_cleanup_queue(md->queue);
1083         module_put(THIS_MODULE);
1084         kfree(md);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Bind a table to the device.
1089  */
1090 static void event_callback(void *context)
1091 {
1092         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1093
1094         atomic_inc(&md->event_nr);
1095         wake_up(&md->eventq);
1096 }
1097
1098 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1099 {
1100         set_capacity(md->disk, size);
1101
1102         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1103         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1104         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1105 }
1106
1107 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1108 {
1109         struct request_queue *q = md->queue;
1110         sector_t size;
1111
1112         size = dm_table_get_size(t);
1113
1114         /*
1115          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1116          */
1117         if (size != get_capacity(md->disk))
1118                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1119
1120         if (md->suspended_bdev)
1121                 __set_size(md, size);
1122         if (size == 0)
1123                 return 0;
1124
1125         dm_table_get(t);
1126         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1127
1128         write_lock(&md->map_lock);
1129         md->map = t;
1130         dm_table_set_restrictions(t, q);
1131         write_unlock(&md->map_lock);
1132
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 static void __unbind(struct mapped_device *md)
1137 {
1138         struct dm_table *map = md->map;
1139
1140         if (!map)
1141                 return;
1142
1143         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1144         write_lock(&md->map_lock);
1145         md->map = NULL;
1146         write_unlock(&md->map_lock);
1147         dm_table_put(map);
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Constructor for a new device.
1152  */
1153 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1154 {
1155         struct mapped_device *md;
1156
1157         md = alloc_dev(minor);
1158         if (!md)
1159                 return -ENXIO;
1160
1161         *result = md;
1162         return 0;
1163 }
1164
1165 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1166 {
1167         struct mapped_device *md;
1168         unsigned minor = MINOR(dev);
1169
1170         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1171                 return NULL;
1172
1173         spin_lock(&_minor_lock);
1174
1175         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1176         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
1177                    (dm_disk(md)->first_minor != minor) ||
1178                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1179                 md = NULL;
1180                 goto out;
1181         }
1182
1183 out:
1184         spin_unlock(&_minor_lock);
1185
1186         return md;
1187 }
1188
1189 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1190 {
1191         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1192
1193         if (md)
1194                 dm_get(md);
1195
1196         return md;
1197 }
1198
1199 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1200 {
1201         return md->interface_ptr;
1202 }
1203
1204 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1205 {
1206         md->interface_ptr = ptr;
1207 }
1208
1209 void dm_get(struct mapped_device *md)
1210 {
1211         atomic_inc(&md->holders);
1212 }
1213
1214 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1215 {
1216         return md->name;
1217 }
1218 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1219
1220 void dm_put(struct mapped_device *md)
1221 {
1222         struct dm_table *map;
1223
1224         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1225
1226         if (atomic_dec_and_lock(&md->holders, &_minor_lock)) {
1227                 map = dm_get_table(md);
1228                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1229                 set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1230                 spin_unlock(&_minor_lock);
1231                 if (!dm_suspended(md)) {
1232                         dm_table_presuspend_targets(map);
1233                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1234                 }
1235                 __unbind(md);
1236                 dm_table_put(map);
1237                 free_dev(md);
1238         }
1239 }
1240 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
1241
1242 /*
1243  * Process the deferred bios
1244  */
1245 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1246 {
1247         struct bio *n;
1248
1249         while (c) {
1250                 n = c->bi_next;
1251                 c->bi_next = NULL;
1252                 __split_bio(md, c);
1253                 c = n;
1254         }
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Swap in a new table (destroying old one).
1259  */
1260 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1261 {
1262         int r = -EINVAL;
1263
1264         down(&md->suspend_lock);
1265
1266         /* device must be suspended */
1267         if (!dm_suspended(md))
1268                 goto out;
1269
1270         /* without bdev, the device size cannot be changed */
1271         if (!md->suspended_bdev)
1272                 if (get_capacity(md->disk) != dm_table_get_size(table))
1273                         goto out;
1274
1275         __unbind(md);
1276         r = __bind(md, table);
1277
1278 out:
1279         up(&md->suspend_lock);
1280         return r;
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1285  * device.
1286  */
1287 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1288 {
1289         int r;
1290
1291         WARN_ON(md->frozen_sb);
1292
1293         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1294         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1295                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1296                 md->frozen_sb = NULL;
1297                 return r;
1298         }
1299
1300         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1301
1302         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1303          * to go away while it is locked.
1304          */
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1309 {
1310         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1311                 return;
1312
1313         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1314         md->frozen_sb = NULL;
1315         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1320  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1321  * the background.  Before the table can be swapped with
1322  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1323  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1324  */
1325 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
1326 {
1327         struct dm_table *map = NULL;
1328         unsigned long flags;
1329         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1330         struct bio *def;
1331         int r = -EINVAL;
1332         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
1333         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
1334
1335         down(&md->suspend_lock);
1336
1337         if (dm_suspended(md))
1338                 goto out_unlock;
1339
1340         map = dm_get_table(md);
1341
1342         /*
1343          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
1344          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
1345          */
1346         if (noflush)
1347                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1348
1349         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1350         dm_table_presuspend_targets(map);
1351
1352         /* bdget() can stall if the pending I/Os are not flushed */
1353         if (!noflush) {
1354                 md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1355                 if (!md->suspended_bdev) {
1356                         DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1357                         r = -ENOMEM;
1358                         goto flush_and_out;
1359                 }
1360         }
1361
1362         /*
1363          * Flush I/O to the device.
1364          * noflush supersedes do_lockfs, because lock_fs() needs to flush I/Os.
1365          */
1366         if (do_lockfs && !noflush) {
1367                 r = lock_fs(md);
1368                 if (r)
1369                         goto out;
1370         }
1371
1372         /*
1373          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1374          */
1375         down_write(&md->io_lock);
1376         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1377
1378         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1379         up_write(&md->io_lock);
1380
1381         /* unplug */
1382         if (map)
1383                 dm_table_unplug_all(map);
1384
1385         /*
1386          * Then we wait for the already mapped ios to
1387          * complete.
1388          */
1389         while (1) {
1390                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1391
1392                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1393                         break;
1394
1395                 io_schedule();
1396         }
1397         set_current_state(TASK_RUNNING);
1398
1399         down_write(&md->io_lock);
1400         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1401
1402         if (noflush) {
1403                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1404                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1405                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1406                 bio_list_init(&md->pushback);
1407                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1408         }
1409
1410         /* were we interrupted ? */
1411         r = -EINTR;
1412         if (atomic_read(&md->pending)) {
1413                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1414                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1415                 __flush_deferred_io(md, def);
1416                 up_write(&md->io_lock);
1417                 unlock_fs(md);
1418                 goto out; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
1419         }
1420         up_write(&md->io_lock);
1421
1422         dm_table_postsuspend_targets(map);
1423
1424         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1425
1426         r = 0;
1427
1428 flush_and_out:
1429         if (r && noflush) {
1430                 /*
1431                  * Because there may be already I/Os in the pushback list,
1432                  * flush them before return.
1433                  */
1434                 down_write(&md->io_lock);
1435
1436                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1437                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1438                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1439                 bio_list_init(&md->pushback);
1440                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1441
1442                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1443                 __flush_deferred_io(md, def);
1444                 up_write(&md->io_lock);
1445         }
1446
1447 out:
1448         if (r && md->suspended_bdev) {
1449                 bdput(md->suspended_bdev);
1450                 md->suspended_bdev = NULL;
1451         }
1452
1453         dm_table_put(map);
1454
1455 out_unlock:
1456         up(&md->suspend_lock);
1457         return r;
1458 }
1459
1460 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1461 {
1462         int r = -EINVAL;
1463         struct bio *def;
1464         struct dm_table *map = NULL;
1465
1466         down(&md->suspend_lock);
1467         if (!dm_suspended(md))
1468                 goto out;
1469
1470         map = dm_get_table(md);
1471         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1472                 goto out;
1473
1474         r = dm_table_resume_targets(map);
1475         if (r)
1476                 goto out;
1477
1478         down_write(&md->io_lock);
1479         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1480
1481         def = bio_list_get(&md->deferred);
1482         __flush_deferred_io(md, def);
1483         up_write(&md->io_lock);
1484
1485         unlock_fs(md);
1486
1487         if (md->suspended_bdev) {
1488                 bdput(md->suspended_bdev);
1489                 md->suspended_bdev = NULL;
1490         }
1491
1492         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1493
1494         dm_table_unplug_all(map);
1495
1496         kobject_uevent(&md->disk->kobj, KOBJ_CHANGE);
1497
1498         r = 0;
1499
1500 out:
1501         dm_table_put(map);
1502         up(&md->suspend_lock);
1503
1504         return r;
1505 }
1506
1507 /*-----------------------------------------------------------------
1508  * Event notification.
1509  *---------------------------------------------------------------*/
1510 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1511 {
1512         return atomic_read(&md->event_nr);
1513 }
1514
1515 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1516 {
1517         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1518                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1519 }
1520
1521 /*
1522  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1523  * count on 'md'.
1524  */
1525 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1526 {
1527         return md->disk;
1528 }
1529
1530 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1531 {
1532         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1533 }
1534
1535 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
1536 {
1537         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
1538         int r = __noflush_suspending(md);
1539
1540         dm_put(md);
1541
1542         return r;
1543 }
1544 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
1545
1546 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1547         .open = dm_blk_open,
1548         .release = dm_blk_close,
1549         .ioctl = dm_blk_ioctl,
1550         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1551         .owner = THIS_MODULE
1552 };
1553
1554 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1555
1556 /*
1557  * module hooks
1558  */
1559 module_init(dm_init);
1560 module_exit(dm_exit);
1561
1562 module_param(major, uint, 0);
1563 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1564 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1565 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1566 MODULE_LICENSE("GPL");