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 void dm_unplug_all(struct request_queue *q)
 844 {
 845         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 846         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 847
 848         if (map) {
 849                 dm_table_unplug_all(map);
 850                 dm_table_put(map);
 851         }
 852 }
 853
 854 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
 855 {
 856         int r;
 857         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
 858         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 859
 860         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
 861                 r = bdi_bits;
 862         else
 863                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
 864
 865         dm_table_put(map);
 866         return r;
 867 }
 868
 869 /*-----------------------------------------------------------------
 870  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
 871  *---------------------------------------------------------------*/
 872 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
 873
 874 static void free_minor(int minor)
 875 {
 876         spin_lock(&_minor_lock);
 877         idr_remove(&_minor_idr, minor);
 878         spin_unlock(&_minor_lock);
 879 }
 880
 881 /*
 882  * See if the device with a specific minor # is free.
 883  */
 884 static int specific_minor(struct mapped_device *md, int minor)
 885 {
 886         int r, m;
 887
 888         if (minor >= (1 << MINORBITS))
 889                 return -EINVAL;
 890
 891         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 892         if (!r)
 893                 return -ENOMEM;
 894
 895         spin_lock(&_minor_lock);
 896
 897         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
 898                 r = -EBUSY;
 899                 goto out;
 900         }
 901
 902         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
 903         if (r)
 904                 goto out;
 905
 906         if (m != minor) {
 907                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 908                 r = -EBUSY;
 909                 goto out;
 910         }
 911
 912 out:
 913         spin_unlock(&_minor_lock);
 914         return r;
 915 }
 916
 917 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, int *minor)
 918 {
 919         int r, m;
 920
 921         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 922         if (!r)
 923                 return -ENOMEM;
 924
 925         spin_lock(&_minor_lock);
 926
 927         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
 928         if (r) {
 929                 goto out;
 930         }
 931
 932         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
 933                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 934                 r = -ENOSPC;
 935                 goto out;
 936         }
 937
 938         *minor = m;
 939
 940 out:
 941         spin_unlock(&_minor_lock);
 942         return r;
 943 }
 944
 945 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
 946
 947 /*
 948  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
 949  */
 950 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
 951 {
 952         int r;
 953         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
 954         void *old_md;
 955
 956         if (!md) {
 957                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
 958                 return NULL;
 959         }
 960
 961         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 962                 goto bad0;
 963
 964         /* get a minor number for the dev */
 965         if (minor == DM_ANY_MINOR)
 966                 r = next_free_minor(md, &minor);
 967         else
 968                 r = specific_minor(md, minor);
 969         if (r < 0)
 970                 goto bad1;
 971
 972         memset(md, 0, sizeof(*md));
 973         init_rwsem(&md->io_lock);
 974         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
 975         spin_lock_init(&md->pushback_lock);
 976         rwlock_init(&md->map_lock);
 977         atomic_set(&md->holders, 1);
 978         atomic_set(&md->open_count, 0);
 979         atomic_set(&md->event_nr, 0);
 980
 981         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
 982         if (!md->queue)
 983                 goto bad1_free_minor;
 984
 985         md->queue->queuedata = md;
 986         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
 987         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
 988         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
 989         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
 990         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
 991
 992         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
 993         if (!md->io_pool)
 994                 goto bad2;
 995
 996         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
 997         if (!md->tio_pool)
 998                 goto bad3;
 999
1000         md->bs = bioset_create(16, 16);
1001         if (!md->bs)
1002                 goto bad_no_bioset;
1003
1004         md->disk = alloc_disk(1);
1005         if (!md->disk)
1006                 goto bad4;
1007
1008         atomic_set(&md->pending, 0);
1009         init_waitqueue_head(&md->wait);
1010         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1011
1012         md->disk->major = _major;
1013         md->disk->first_minor = minor;
1014         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1015         md->disk->queue = md->queue;
1016         md->disk->private_data = md;
1017         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1018         add_disk(md->disk);
1019         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1020
1021         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1022         spin_lock(&_minor_lock);
1023         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1024         spin_unlock(&_minor_lock);
1025
1026         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1027
1028         return md;
1029
1030  bad4:
1031         bioset_free(md->bs);
1032  bad_no_bioset:
1033         mempool_destroy(md->tio_pool);
1034  bad3:
1035         mempool_destroy(md->io_pool);
1036  bad2:
1037         blk_cleanup_queue(md->queue);
1038  bad1_free_minor:
1039         free_minor(minor);
1040  bad1:
1041         module_put(THIS_MODULE);
1042  bad0:
1043         kfree(md);
1044         return NULL;
1045 }
1046
1047 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1048 {
1049         int minor = md->disk->first_minor;
1050
1051         if (md->suspended_bdev) {
1052                 thaw_bdev(md->suspended_bdev, NULL);
1053                 bdput(md->suspended_bdev);
1054         }
1055         mempool_destroy(md->tio_pool);
1056         mempool_destroy(md->io_pool);
1057         bioset_free(md->bs);
1058         del_gendisk(md->disk);
1059         free_minor(minor);
1060
1061         spin_lock(&_minor_lock);
1062         md->disk->private_data = NULL;
1063         spin_unlock(&_minor_lock);
1064
1065         put_disk(md->disk);
1066         blk_cleanup_queue(md->queue);
1067         module_put(THIS_MODULE);
1068         kfree(md);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Bind a table to the device.
1073  */
1074 static void event_callback(void *context)
1075 {
1076         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1077
1078         atomic_inc(&md->event_nr);
1079         wake_up(&md->eventq);
1080 }
1081
1082 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1083 {
1084         set_capacity(md->disk, size);
1085
1086         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1087         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1088         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1089 }
1090
1091 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1092 {
1093         struct request_queue *q = md->queue;
1094         sector_t size;
1095
1096         size = dm_table_get_size(t);
1097
1098         /*
1099          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1100          */
1101         if (size != get_capacity(md->disk))
1102                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1103
1104         if (md->suspended_bdev)
1105                 __set_size(md, size);
1106         if (size == 0)
1107                 return 0;
1108
1109         dm_table_get(t);
1110         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1111
1112         write_lock(&md->map_lock);
1113         md->map = t;
1114         dm_table_set_restrictions(t, q);
1115         write_unlock(&md->map_lock);
1116
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 static void __unbind(struct mapped_device *md)
1121 {
1122         struct dm_table *map = md->map;
1123
1124         if (!map)
1125                 return;
1126
1127         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1128         write_lock(&md->map_lock);
1129         md->map = NULL;
1130         write_unlock(&md->map_lock);
1131         dm_table_put(map);
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Constructor for a new device.
1136  */
1137 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1138 {
1139         struct mapped_device *md;
1140
1141         md = alloc_dev(minor);
1142         if (!md)
1143                 return -ENXIO;
1144
1145         *result = md;
1146         return 0;
1147 }
1148
1149 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1150 {
1151         struct mapped_device *md;
1152         unsigned minor = MINOR(dev);
1153
1154         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1155                 return NULL;
1156
1157         spin_lock(&_minor_lock);
1158
1159         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1160         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
1161                    (dm_disk(md)->first_minor != minor) ||
1162                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1163                 md = NULL;
1164                 goto out;
1165         }
1166
1167 out:
1168         spin_unlock(&_minor_lock);
1169
1170         return md;
1171 }
1172
1173 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1174 {
1175         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1176
1177         if (md)
1178                 dm_get(md);
1179
1180         return md;
1181 }
1182
1183 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1184 {
1185         return md->interface_ptr;
1186 }
1187
1188 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1189 {
1190         md->interface_ptr = ptr;
1191 }
1192
1193 void dm_get(struct mapped_device *md)
1194 {
1195         atomic_inc(&md->holders);
1196 }
1197
1198 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1199 {
1200         return md->name;
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1203
1204 void dm_put(struct mapped_device *md)
1205 {
1206         struct dm_table *map;
1207
1208         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1209
1210         if (atomic_dec_and_lock(&md->holders, &_minor_lock)) {
1211                 map = dm_get_table(md);
1212                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1213                 set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1214                 spin_unlock(&_minor_lock);
1215                 if (!dm_suspended(md)) {
1216                         dm_table_presuspend_targets(map);
1217                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1218                 }
1219                 __unbind(md);
1220                 dm_table_put(map);
1221                 free_dev(md);
1222         }
1223 }
1224 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
1225
1226 /*
1227  * Process the deferred bios
1228  */
1229 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1230 {
1231         struct bio *n;
1232
1233         while (c) {
1234                 n = c->bi_next;
1235                 c->bi_next = NULL;
1236                 __split_bio(md, c);
1237                 c = n;
1238         }
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Swap in a new table (destroying old one).
1243  */
1244 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1245 {
1246         int r = -EINVAL;
1247
1248         down(&md->suspend_lock);
1249
1250         /* device must be suspended */
1251         if (!dm_suspended(md))
1252                 goto out;
1253
1254         /* without bdev, the device size cannot be changed */
1255         if (!md->suspended_bdev)
1256                 if (get_capacity(md->disk) != dm_table_get_size(table))
1257                         goto out;
1258
1259         __unbind(md);
1260         r = __bind(md, table);
1261
1262 out:
1263         up(&md->suspend_lock);
1264         return r;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1269  * device.
1270  */
1271 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1272 {
1273         int r;
1274
1275         WARN_ON(md->frozen_sb);
1276
1277         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1278         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1279                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1280                 md->frozen_sb = NULL;
1281                 return r;
1282         }
1283
1284         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1285
1286         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1287          * to go away while it is locked.
1288          */
1289         return 0;
1290 }
1291
1292 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1293 {
1294         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1295                 return;
1296
1297         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1298         md->frozen_sb = NULL;
1299         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1300 }
1301
1302 /*
1303  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1304  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1305  * the background.  Before the table can be swapped with
1306  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1307  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1308  */
1309 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
1310 {
1311         struct dm_table *map = NULL;
1312         unsigned long flags;
1313         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1314         struct bio *def;
1315         int r = -EINVAL;
1316         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
1317         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
1318
1319         down(&md->suspend_lock);
1320
1321         if (dm_suspended(md))
1322                 goto out_unlock;
1323
1324         map = dm_get_table(md);
1325
1326         /*
1327          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
1328          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
1329          */
1330         if (noflush)
1331                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1332
1333         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1334         dm_table_presuspend_targets(map);
1335
1336         /* bdget() can stall if the pending I/Os are not flushed */
1337         if (!noflush) {
1338                 md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1339                 if (!md->suspended_bdev) {
1340                         DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1341                         r = -ENOMEM;
1342                         goto flush_and_out;
1343                 }
1344         }
1345
1346         /*
1347          * Flush I/O to the device.
1348          * noflush supersedes do_lockfs, because lock_fs() needs to flush I/Os.
1349          */
1350         if (do_lockfs && !noflush) {
1351                 r = lock_fs(md);
1352                 if (r)
1353                         goto out;
1354         }
1355
1356         /*
1357          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1358          */
1359         down_write(&md->io_lock);
1360         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1361
1362         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1363         up_write(&md->io_lock);
1364
1365         /* unplug */
1366         if (map)
1367                 dm_table_unplug_all(map);
1368
1369         /*
1370          * Then we wait for the already mapped ios to
1371          * complete.
1372          */
1373         while (1) {
1374                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1375
1376                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1377                         break;
1378
1379                 io_schedule();
1380         }
1381         set_current_state(TASK_RUNNING);
1382
1383         down_write(&md->io_lock);
1384         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1385
1386         if (noflush) {
1387                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1388                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1389                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1390                 bio_list_init(&md->pushback);
1391                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1392         }
1393
1394         /* were we interrupted ? */
1395         r = -EINTR;
1396         if (atomic_read(&md->pending)) {
1397                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1398                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1399                 __flush_deferred_io(md, def);
1400                 up_write(&md->io_lock);
1401                 unlock_fs(md);
1402                 goto out; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
1403         }
1404         up_write(&md->io_lock);
1405
1406         dm_table_postsuspend_targets(map);
1407
1408         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1409
1410         r = 0;
1411
1412 flush_and_out:
1413         if (r && noflush) {
1414                 /*
1415                  * Because there may be already I/Os in the pushback list,
1416                  * flush them before return.
1417                  */
1418                 down_write(&md->io_lock);
1419
1420                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1421                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1422                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1423                 bio_list_init(&md->pushback);
1424                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1425
1426                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1427                 __flush_deferred_io(md, def);
1428                 up_write(&md->io_lock);
1429         }
1430
1431 out:
1432         if (r && md->suspended_bdev) {
1433                 bdput(md->suspended_bdev);
1434                 md->suspended_bdev = NULL;
1435         }
1436
1437         dm_table_put(map);
1438
1439 out_unlock:
1440         up(&md->suspend_lock);
1441         return r;
1442 }
1443
1444 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1445 {
1446         int r = -EINVAL;
1447         struct bio *def;
1448         struct dm_table *map = NULL;
1449
1450         down(&md->suspend_lock);
1451         if (!dm_suspended(md))
1452                 goto out;
1453
1454         map = dm_get_table(md);
1455         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1456                 goto out;
1457
1458         r = dm_table_resume_targets(map);
1459         if (r)
1460                 goto out;
1461
1462         down_write(&md->io_lock);
1463         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1464
1465         def = bio_list_get(&md->deferred);
1466         __flush_deferred_io(md, def);
1467         up_write(&md->io_lock);
1468
1469         unlock_fs(md);
1470
1471         if (md->suspended_bdev) {
1472                 bdput(md->suspended_bdev);
1473                 md->suspended_bdev = NULL;
1474         }
1475
1476         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1477
1478         dm_table_unplug_all(map);
1479
1480         kobject_uevent(&md->disk->kobj, KOBJ_CHANGE);
1481
1482         r = 0;
1483
1484 out:
1485         dm_table_put(map);
1486         up(&md->suspend_lock);
1487
1488         return r;
1489 }
1490
1491 /*-----------------------------------------------------------------
1492  * Event notification.
1493  *---------------------------------------------------------------*/
1494 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1495 {
1496         return atomic_read(&md->event_nr);
1497 }
1498
1499 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1500 {
1501         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1502                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1503 }
1504
1505 /*
1506  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1507  * count on 'md'.
1508  */
1509 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1510 {
1511         return md->disk;
1512 }
1513
1514 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1515 {
1516         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1517 }
1518
1519 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
1520 {
1521         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
1522         int r = __noflush_suspending(md);
1523
1524         dm_put(md);
1525
1526         return r;
1527 }
1528 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
1529
1530 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1531         .open = dm_blk_open,
1532         .release = dm_blk_close,
1533         .ioctl = dm_blk_ioctl,
1534         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1535         .owner = THIS_MODULE
1536 };
1537
1538 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1539
1540 /*
1541  * module hooks
1542  */
1543 module_init(dm_init);
1544 module_exit(dm_exit);
1545
1546 module_param(major, uint, 0);
1547 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1548 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1549 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1550 MODULE_LICENSE("GPL");