OSDN Git Service

b3e26c7d141771c74d24726f8b5a56ea2134b156
[uclinux-h8/linux.git] / drivers / md / dm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm.h"
9 #include "dm-uevent.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/mempool.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/idr.h>
20 #include <linux/hdreg.h>
21 #include <linux/delay.h>
22
23 #include <trace/events/block.h>
24
25 #define DM_MSG_PREFIX "core"
26
27 #ifdef CONFIG_PRINTK
28 /*
29  * ratelimit state to be used in DMXXX_LIMIT().
30  */
31 DEFINE_RATELIMIT_STATE(dm_ratelimit_state,
32                        DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
33                        DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
34 EXPORT_SYMBOL(dm_ratelimit_state);
35 #endif
36
37 /*
38  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
39  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
40  */
41 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
42 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
43
44 static const char *_name = DM_NAME;
45
46 static unsigned int major = 0;
47 static unsigned int _major = 0;
48
49 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
50
51 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
52 /*
53  * For bio-based dm.
54  * One of these is allocated per bio.
55  */
56 struct dm_io {
57         struct mapped_device *md;
58         int error;
59         atomic_t io_count;
60         struct bio *bio;
61         unsigned long start_time;
62         spinlock_t endio_lock;
63         struct dm_stats_aux stats_aux;
64 };
65
66 /*
67  * For request-based dm.
68  * One of these is allocated per request.
69  */
70 struct dm_rq_target_io {
71         struct mapped_device *md;
72         struct dm_target *ti;
73         struct request *orig, clone;
74         int error;
75         union map_info info;
76 };
77
78 /*
79  * For request-based dm - the bio clones we allocate are embedded in these
80  * structs.
81  *
82  * We allocate these with bio_alloc_bioset, using the front_pad parameter when
83  * the bioset is created - this means the bio has to come at the end of the
84  * struct.
85  */
86 struct dm_rq_clone_bio_info {
87         struct bio *orig;
88         struct dm_rq_target_io *tio;
89         struct bio clone;
90 };
91
92 union map_info *dm_get_mapinfo(struct bio *bio)
93 {
94         if (bio && bio->bi_private)
95                 return &((struct dm_target_io *)bio->bi_private)->info;
96         return NULL;
97 }
98
99 union map_info *dm_get_rq_mapinfo(struct request *rq)
100 {
101         if (rq && rq->end_io_data)
102                 return &((struct dm_rq_target_io *)rq->end_io_data)->info;
103         return NULL;
104 }
105 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_rq_mapinfo);
106
107 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
108
109 /*
110  * Bits for the md->flags field.
111  */
112 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
113 #define DMF_SUSPENDED 1
114 #define DMF_FROZEN 2
115 #define DMF_FREEING 3
116 #define DMF_DELETING 4
117 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
118 #define DMF_MERGE_IS_OPTIONAL 6
119
120 /*
121  * A dummy definition to make RCU happy.
122  * struct dm_table should never be dereferenced in this file.
123  */
124 struct dm_table {
125         int undefined__;
126 };
127
128 /*
129  * Work processed by per-device workqueue.
130  */
131 struct mapped_device {
132         struct srcu_struct io_barrier;
133         struct mutex suspend_lock;
134         atomic_t holders;
135         atomic_t open_count;
136
137         /*
138          * The current mapping.
139          * Use dm_get_live_table{_fast} or take suspend_lock for
140          * dereference.
141          */
142         struct dm_table *map;
143
144         unsigned long flags;
145
146         struct request_queue *queue;
147         unsigned type;
148         /* Protect queue and type against concurrent access. */
149         struct mutex type_lock;
150
151         struct target_type *immutable_target_type;
152
153         struct gendisk *disk;
154         char name[16];
155
156         void *interface_ptr;
157
158         /*
159          * A list of ios that arrived while we were suspended.
160          */
161         atomic_t pending[2];
162         wait_queue_head_t wait;
163         struct work_struct work;
164         struct bio_list deferred;
165         spinlock_t deferred_lock;
166
167         /*
168          * Processing queue (flush)
169          */
170         struct workqueue_struct *wq;
171
172         /*
173          * io objects are allocated from here.
174          */
175         mempool_t *io_pool;
176
177         struct bio_set *bs;
178
179         /*
180          * Event handling.
181          */
182         atomic_t event_nr;
183         wait_queue_head_t eventq;
184         atomic_t uevent_seq;
185         struct list_head uevent_list;
186         spinlock_t uevent_lock; /* Protect access to uevent_list */
187
188         /*
189          * freeze/thaw support require holding onto a super block
190          */
191         struct super_block *frozen_sb;
192         struct block_device *bdev;
193
194         /* forced geometry settings */
195         struct hd_geometry geometry;
196
197         /* sysfs handle */
198         struct kobject kobj;
199
200         /* zero-length flush that will be cloned and submitted to targets */
201         struct bio flush_bio;
202
203         struct dm_stats stats;
204 };
205
206 /*
207  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
208  */
209 struct dm_md_mempools {
210         mempool_t *io_pool;
211         struct bio_set *bs;
212 };
213
214 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
215 #define RESERVED_REQUEST_BASED_IOS      256
216 #define RESERVED_MAX_IOS                1024
217 static struct kmem_cache *_io_cache;
218 static struct kmem_cache *_rq_tio_cache;
219
220 /*
221  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
222  */
223 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
224
225 /*
226  * Request-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
227  */
228 static unsigned reserved_rq_based_ios = RESERVED_REQUEST_BASED_IOS;
229
230 static unsigned __dm_get_reserved_ios(unsigned *reserved_ios,
231                                       unsigned def, unsigned max)
232 {
233         unsigned ios = ACCESS_ONCE(*reserved_ios);
234         unsigned modified_ios = 0;
235
236         if (!ios)
237                 modified_ios = def;
238         else if (ios > max)
239                 modified_ios = max;
240
241         if (modified_ios) {
242                 (void)cmpxchg(reserved_ios, ios, modified_ios);
243                 ios = modified_ios;
244         }
245
246         return ios;
247 }
248
249 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
250 {
251         return __dm_get_reserved_ios(&reserved_bio_based_ios,
252                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, RESERVED_MAX_IOS);
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
255
256 unsigned dm_get_reserved_rq_based_ios(void)
257 {
258         return __dm_get_reserved_ios(&reserved_rq_based_ios,
259                                      RESERVED_REQUEST_BASED_IOS, RESERVED_MAX_IOS);
260 }
261 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_rq_based_ios);
262
263 static int __init local_init(void)
264 {
265         int r = -ENOMEM;
266
267         /* allocate a slab for the dm_ios */
268         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
269         if (!_io_cache)
270                 return r;
271
272         _rq_tio_cache = KMEM_CACHE(dm_rq_target_io, 0);
273         if (!_rq_tio_cache)
274                 goto out_free_io_cache;
275
276         r = dm_uevent_init();
277         if (r)
278                 goto out_free_rq_tio_cache;
279
280         _major = major;
281         r = register_blkdev(_major, _name);
282         if (r < 0)
283                 goto out_uevent_exit;
284
285         if (!_major)
286                 _major = r;
287
288         return 0;
289
290 out_uevent_exit:
291         dm_uevent_exit();
292 out_free_rq_tio_cache:
293         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
294 out_free_io_cache:
295         kmem_cache_destroy(_io_cache);
296
297         return r;
298 }
299
300 static void local_exit(void)
301 {
302         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
303         kmem_cache_destroy(_io_cache);
304         unregister_blkdev(_major, _name);
305         dm_uevent_exit();
306
307         _major = 0;
308
309         DMINFO("cleaned up");
310 }
311
312 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
313         local_init,
314         dm_target_init,
315         dm_linear_init,
316         dm_stripe_init,
317         dm_io_init,
318         dm_kcopyd_init,
319         dm_interface_init,
320         dm_statistics_init,
321 };
322
323 static void (*_exits[])(void) = {
324         local_exit,
325         dm_target_exit,
326         dm_linear_exit,
327         dm_stripe_exit,
328         dm_io_exit,
329         dm_kcopyd_exit,
330         dm_interface_exit,
331         dm_statistics_exit,
332 };
333
334 static int __init dm_init(void)
335 {
336         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
337
338         int r, i;
339
340         for (i = 0; i < count; i++) {
341                 r = _inits[i]();
342                 if (r)
343                         goto bad;
344         }
345
346         return 0;
347
348       bad:
349         while (i--)
350                 _exits[i]();
351
352         return r;
353 }
354
355 static void __exit dm_exit(void)
356 {
357         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
358
359         while (i--)
360                 _exits[i]();
361
362         /*
363          * Should be empty by this point.
364          */
365         idr_destroy(&_minor_idr);
366 }
367
368 /*
369  * Block device functions
370  */
371 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
372 {
373         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
374 }
375
376 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
377 {
378         struct mapped_device *md;
379
380         spin_lock(&_minor_lock);
381
382         md = bdev->bd_disk->private_data;
383         if (!md)
384                 goto out;
385
386         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
387             dm_deleting_md(md)) {
388                 md = NULL;
389                 goto out;
390         }
391
392         dm_get(md);
393         atomic_inc(&md->open_count);
394
395 out:
396         spin_unlock(&_minor_lock);
397
398         return md ? 0 : -ENXIO;
399 }
400
401 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
402 {
403         struct mapped_device *md = disk->private_data;
404
405         spin_lock(&_minor_lock);
406
407         atomic_dec(&md->open_count);
408         dm_put(md);
409
410         spin_unlock(&_minor_lock);
411 }
412
413 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
414 {
415         return atomic_read(&md->open_count);
416 }
417
418 /*
419  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
420  */
421 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md)
422 {
423         int r = 0;
424
425         spin_lock(&_minor_lock);
426
427         if (dm_open_count(md))
428                 r = -EBUSY;
429         else
430                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
431
432         spin_unlock(&_minor_lock);
433
434         return r;
435 }
436
437 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
438 {
439         return get_capacity(md->disk);
440 }
441
442 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
443 {
444         return &md->stats;
445 }
446
447 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
448 {
449         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
450
451         return dm_get_geometry(md, geo);
452 }
453
454 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
455                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
456 {
457         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
458         int srcu_idx;
459         struct dm_table *map;
460         struct dm_target *tgt;
461         int r = -ENOTTY;
462
463 retry:
464         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
465
466         if (!map || !dm_table_get_size(map))
467                 goto out;
468
469         /* We only support devices that have a single target */
470         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
471                 goto out;
472
473         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
474
475         if (dm_suspended_md(md)) {
476                 r = -EAGAIN;
477                 goto out;
478         }
479
480         if (tgt->type->ioctl)
481                 r = tgt->type->ioctl(tgt, cmd, arg);
482
483 out:
484         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
485
486         if (r == -ENOTCONN) {
487                 msleep(10);
488                 goto retry;
489         }
490
491         return r;
492 }
493
494 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
495 {
496         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
497 }
498
499 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
500 {
501         mempool_free(io, md->io_pool);
502 }
503
504 static void free_tio(struct mapped_device *md, struct dm_target_io *tio)
505 {
506         bio_put(&tio->clone);
507 }
508
509 static struct dm_rq_target_io *alloc_rq_tio(struct mapped_device *md,
510                                             gfp_t gfp_mask)
511 {
512         return mempool_alloc(md->io_pool, gfp_mask);
513 }
514
515 static void free_rq_tio(struct dm_rq_target_io *tio)
516 {
517         mempool_free(tio, tio->md->io_pool);
518 }
519
520 static int md_in_flight(struct mapped_device *md)
521 {
522         return atomic_read(&md->pending[READ]) +
523                atomic_read(&md->pending[WRITE]);
524 }
525
526 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
527 {
528         struct mapped_device *md = io->md;
529         struct bio *bio = io->bio;
530         int cpu;
531         int rw = bio_data_dir(bio);
532
533         io->start_time = jiffies;
534
535         cpu = part_stat_lock();
536         part_round_stats(cpu, &dm_disk(md)->part0);
537         part_stat_unlock();
538         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw],
539                 atomic_inc_return(&md->pending[rw]));
540
541         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
542                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio->bi_rw, bio->bi_sector,
543                                     bio_sectors(bio), false, 0, &io->stats_aux);
544 }
545
546 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
547 {
548         struct mapped_device *md = io->md;
549         struct bio *bio = io->bio;
550         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
551         int pending, cpu;
552         int rw = bio_data_dir(bio);
553
554         cpu = part_stat_lock();
555         part_round_stats(cpu, &dm_disk(md)->part0);
556         part_stat_add(cpu, &dm_disk(md)->part0, ticks[rw], duration);
557         part_stat_unlock();
558
559         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
560                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio->bi_rw, bio->bi_sector,
561                                     bio_sectors(bio), true, duration, &io->stats_aux);
562
563         /*
564          * After this is decremented the bio must not be touched if it is
565          * a flush.
566          */
567         pending = atomic_dec_return(&md->pending[rw]);
568         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw], pending);
569         pending += atomic_read(&md->pending[rw^0x1]);
570
571         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
572         if (!pending)
573                 wake_up(&md->wait);
574 }
575
576 /*
577  * Add the bio to the list of deferred io.
578  */
579 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
580 {
581         unsigned long flags;
582
583         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
584         bio_list_add(&md->deferred, bio);
585         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
586         queue_work(md->wq, &md->work);
587 }
588
589 /*
590  * Everyone (including functions in this file), should use this
591  * function to access the md->map field, and make sure they call
592  * dm_put_live_table() when finished.
593  */
594 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
595 {
596         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
597
598         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
599 }
600
601 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
602 {
603         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
604 }
605
606 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
607 {
608         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
609         synchronize_rcu_expedited();
610 }
611
612 /*
613  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
614  * The caller must not block between these two functions.
615  */
616 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
617 {
618         rcu_read_lock();
619         return rcu_dereference(md->map);
620 }
621
622 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
623 {
624         rcu_read_unlock();
625 }
626
627 /*
628  * Get the geometry associated with a dm device
629  */
630 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
631 {
632         *geo = md->geometry;
633
634         return 0;
635 }
636
637 /*
638  * Set the geometry of a device.
639  */
640 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
641 {
642         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
643
644         if (geo->start > sz) {
645                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
646                 return -EINVAL;
647         }
648
649         md->geometry = *geo;
650
651         return 0;
652 }
653
654 /*-----------------------------------------------------------------
655  * CRUD START:
656  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
657  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
658  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
659  *   interests of getting something for people to use I give
660  *   you this clearly demarcated crap.
661  *---------------------------------------------------------------*/
662
663 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
664 {
665         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
666 }
667
668 /*
669  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
670  * cloned into, completing the original io if necc.
671  */
672 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
673 {
674         unsigned long flags;
675         int io_error;
676         struct bio *bio;
677         struct mapped_device *md = io->md;
678
679         /* Push-back supersedes any I/O errors */
680         if (unlikely(error)) {
681                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
682                 if (!(io->error > 0 && __noflush_suspending(md)))
683                         io->error = error;
684                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
685         }
686
687         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
688                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
689                         /*
690                          * Target requested pushing back the I/O.
691                          */
692                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
693                         if (__noflush_suspending(md))
694                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->bio);
695                         else
696                                 /* noflush suspend was interrupted. */
697                                 io->error = -EIO;
698                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
699                 }
700
701                 io_error = io->error;
702                 bio = io->bio;
703                 end_io_acct(io);
704                 free_io(md, io);
705
706                 if (io_error == DM_ENDIO_REQUEUE)
707                         return;
708
709                 if ((bio->bi_rw & REQ_FLUSH) && bio->bi_size) {
710                         /*
711                          * Preflush done for flush with data, reissue
712                          * without REQ_FLUSH.
713                          */
714                         bio->bi_rw &= ~REQ_FLUSH;
715                         queue_io(md, bio);
716                 } else {
717                         /* done with normal IO or empty flush */
718                         trace_block_bio_complete(md->queue, bio, io_error);
719                         bio_endio(bio, io_error);
720                 }
721         }
722 }
723
724 static void clone_endio(struct bio *bio, int error)
725 {
726         int r = 0;
727         struct dm_target_io *tio = bio->bi_private;
728         struct dm_io *io = tio->io;
729         struct mapped_device *md = tio->io->md;
730         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
731
732         if (!bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
733                 error = -EIO;
734
735         if (endio) {
736                 r = endio(tio->ti, bio, error);
737                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
738                         /*
739                          * error and requeue request are handled
740                          * in dec_pending().
741                          */
742                         error = r;
743                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
744                         /* The target will handle the io */
745                         return;
746                 else if (r) {
747                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
748                         BUG();
749                 }
750         }
751
752         free_tio(md, tio);
753         dec_pending(io, error);
754 }
755
756 /*
757  * Partial completion handling for request-based dm
758  */
759 static void end_clone_bio(struct bio *clone, int error)
760 {
761         struct dm_rq_clone_bio_info *info = clone->bi_private;
762         struct dm_rq_target_io *tio = info->tio;
763         struct bio *bio = info->orig;
764         unsigned int nr_bytes = info->orig->bi_size;
765
766         bio_put(clone);
767
768         if (tio->error)
769                 /*
770                  * An error has already been detected on the request.
771                  * Once error occurred, just let clone->end_io() handle
772                  * the remainder.
773                  */
774                 return;
775         else if (error) {
776                 /*
777                  * Don't notice the error to the upper layer yet.
778                  * The error handling decision is made by the target driver,
779                  * when the request is completed.
780                  */
781                 tio->error = error;
782                 return;
783         }
784
785         /*
786          * I/O for the bio successfully completed.
787          * Notice the data completion to the upper layer.
788          */
789
790         /*
791          * bios are processed from the head of the list.
792          * So the completing bio should always be rq->bio.
793          * If it's not, something wrong is happening.
794          */
795         if (tio->orig->bio != bio)
796                 DMERR("bio completion is going in the middle of the request");
797
798         /*
799          * Update the original request.
800          * Do not use blk_end_request() here, because it may complete
801          * the original request before the clone, and break the ordering.
802          */
803         blk_update_request(tio->orig, 0, nr_bytes);
804 }
805
806 /*
807  * Don't touch any member of the md after calling this function because
808  * the md may be freed in dm_put() at the end of this function.
809  * Or do dm_get() before calling this function and dm_put() later.
810  */
811 static void rq_completed(struct mapped_device *md, int rw, int run_queue)
812 {
813         atomic_dec(&md->pending[rw]);
814
815         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
816         if (!md_in_flight(md))
817                 wake_up(&md->wait);
818
819         /*
820          * Run this off this callpath, as drivers could invoke end_io while
821          * inside their request_fn (and holding the queue lock). Calling
822          * back into ->request_fn() could deadlock attempting to grab the
823          * queue lock again.
824          */
825         if (run_queue)
826                 blk_run_queue_async(md->queue);
827
828         /*
829          * dm_put() must be at the end of this function. See the comment above
830          */
831         dm_put(md);
832 }
833
834 static void free_rq_clone(struct request *clone)
835 {
836         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
837
838         blk_rq_unprep_clone(clone);
839         free_rq_tio(tio);
840 }
841
842 /*
843  * Complete the clone and the original request.
844  * Must be called without queue lock.
845  */
846 static void dm_end_request(struct request *clone, int error)
847 {
848         int rw = rq_data_dir(clone);
849         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
850         struct mapped_device *md = tio->md;
851         struct request *rq = tio->orig;
852
853         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
854                 rq->errors = clone->errors;
855                 rq->resid_len = clone->resid_len;
856
857                 if (rq->sense)
858                         /*
859                          * We are using the sense buffer of the original
860                          * request.
861                          * So setting the length of the sense data is enough.
862                          */
863                         rq->sense_len = clone->sense_len;
864         }
865
866         free_rq_clone(clone);
867         blk_end_request_all(rq, error);
868         rq_completed(md, rw, true);
869 }
870
871 static void dm_unprep_request(struct request *rq)
872 {
873         struct request *clone = rq->special;
874
875         rq->special = NULL;
876         rq->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
877
878         free_rq_clone(clone);
879 }
880
881 /*
882  * Requeue the original request of a clone.
883  */
884 void dm_requeue_unmapped_request(struct request *clone)
885 {
886         int rw = rq_data_dir(clone);
887         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
888         struct mapped_device *md = tio->md;
889         struct request *rq = tio->orig;
890         struct request_queue *q = rq->q;
891         unsigned long flags;
892
893         dm_unprep_request(rq);
894
895         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
896         blk_requeue_request(q, rq);
897         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
898
899         rq_completed(md, rw, 0);
900 }
901 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_requeue_unmapped_request);
902
903 static void __stop_queue(struct request_queue *q)
904 {
905         blk_stop_queue(q);
906 }
907
908 static void stop_queue(struct request_queue *q)
909 {
910         unsigned long flags;
911
912         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
913         __stop_queue(q);
914         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
915 }
916
917 static void __start_queue(struct request_queue *q)
918 {
919         if (blk_queue_stopped(q))
920                 blk_start_queue(q);
921 }
922
923 static void start_queue(struct request_queue *q)
924 {
925         unsigned long flags;
926
927         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
928         __start_queue(q);
929         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
930 }
931
932 static void dm_done(struct request *clone, int error, bool mapped)
933 {
934         int r = error;
935         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
936         dm_request_endio_fn rq_end_io = NULL;
937
938         if (tio->ti) {
939                 rq_end_io = tio->ti->type->rq_end_io;
940
941                 if (mapped && rq_end_io)
942                         r = rq_end_io(tio->ti, clone, error, &tio->info);
943         }
944
945         if (r <= 0)
946                 /* The target wants to complete the I/O */
947                 dm_end_request(clone, r);
948         else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
949                 /* The target will handle the I/O */
950                 return;
951         else if (r == DM_ENDIO_REQUEUE)
952                 /* The target wants to requeue the I/O */
953                 dm_requeue_unmapped_request(clone);
954         else {
955                 DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
956                 BUG();
957         }
958 }
959
960 /*
961  * Request completion handler for request-based dm
962  */
963 static void dm_softirq_done(struct request *rq)
964 {
965         bool mapped = true;
966         struct request *clone = rq->completion_data;
967         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
968
969         if (rq->cmd_flags & REQ_FAILED)
970                 mapped = false;
971
972         dm_done(clone, tio->error, mapped);
973 }
974
975 /*
976  * Complete the clone and the original request with the error status
977  * through softirq context.
978  */
979 static void dm_complete_request(struct request *clone, int error)
980 {
981         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
982         struct request *rq = tio->orig;
983
984         tio->error = error;
985         rq->completion_data = clone;
986         blk_complete_request(rq);
987 }
988
989 /*
990  * Complete the not-mapped clone and the original request with the error status
991  * through softirq context.
992  * Target's rq_end_io() function isn't called.
993  * This may be used when the target's map_rq() function fails.
994  */
995 void dm_kill_unmapped_request(struct request *clone, int error)
996 {
997         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
998         struct request *rq = tio->orig;
999
1000         rq->cmd_flags |= REQ_FAILED;
1001         dm_complete_request(clone, error);
1002 }
1003 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_kill_unmapped_request);
1004
1005 /*
1006  * Called with the queue lock held
1007  */
1008 static void end_clone_request(struct request *clone, int error)
1009 {
1010         /*
1011          * For just cleaning up the information of the queue in which
1012          * the clone was dispatched.
1013          * The clone is *NOT* freed actually here because it is alloced from
1014          * dm own mempool and REQ_ALLOCED isn't set in clone->cmd_flags.
1015          */
1016         __blk_put_request(clone->q, clone);
1017
1018         /*
1019          * Actual request completion is done in a softirq context which doesn't
1020          * hold the queue lock.  Otherwise, deadlock could occur because:
1021          *     - another request may be submitted by the upper level driver
1022          *       of the stacking during the completion
1023          *     - the submission which requires queue lock may be done
1024          *       against this queue
1025          */
1026         dm_complete_request(clone, error);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1031  * target boundary.
1032  */
1033 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1034 {
1035         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1036
1037         return ti->len - target_offset;
1038 }
1039
1040 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1041 {
1042         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
1043         sector_t offset, max_len;
1044
1045         /*
1046          * Does the target need to split even further?
1047          */
1048         if (ti->max_io_len) {
1049                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
1050                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
1051                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
1052                 else
1053                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
1054                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
1055
1056                 if (len > max_len)
1057                         len = max_len;
1058         }
1059
1060         return len;
1061 }
1062
1063 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1064 {
1065         if (len > UINT_MAX) {
1066                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1067                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1068                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1069                 return -EINVAL;
1070         }
1071
1072         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1073
1074         return 0;
1075 }
1076 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1077
1078 static void __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1079 {
1080         int r;
1081         sector_t sector;
1082         struct mapped_device *md;
1083         struct bio *clone = &tio->clone;
1084         struct dm_target *ti = tio->ti;
1085
1086         clone->bi_end_io = clone_endio;
1087         clone->bi_private = tio;
1088
1089         /*
1090          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1091          * anything, the target has assumed ownership of
1092          * this io.
1093          */
1094         atomic_inc(&tio->io->io_count);
1095         sector = clone->bi_sector;
1096         r = ti->type->map(ti, clone);
1097         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
1098                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1099
1100                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
1101                                       tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector);
1102
1103                 generic_make_request(clone);
1104         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
1105                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
1106                 md = tio->io->md;
1107                 dec_pending(tio->io, r);
1108                 free_tio(md, tio);
1109         } else if (r) {
1110                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1111                 BUG();
1112         }
1113 }
1114
1115 struct clone_info {
1116         struct mapped_device *md;
1117         struct dm_table *map;
1118         struct bio *bio;
1119         struct dm_io *io;
1120         sector_t sector;
1121         sector_t sector_count;
1122         unsigned short idx;
1123 };
1124
1125 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, sector_t len)
1126 {
1127         bio->bi_sector = sector;
1128         bio->bi_size = to_bytes(len);
1129 }
1130
1131 static void bio_setup_bv(struct bio *bio, unsigned short idx, unsigned short bv_count)
1132 {
1133         bio->bi_idx = idx;
1134         bio->bi_vcnt = idx + bv_count;
1135         bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
1136 }
1137
1138 static void clone_bio_integrity(struct bio *bio, struct bio *clone,
1139                                 unsigned short idx, unsigned len, unsigned offset,
1140                                 unsigned trim)
1141 {
1142         if (!bio_integrity(bio))
1143                 return;
1144
1145         bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1146
1147         if (trim)
1148                 bio_integrity_trim(clone, bio_sector_offset(bio, idx, offset), len);
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Creates a little bio that just does part of a bvec.
1153  */
1154 static void clone_split_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1155                             sector_t sector, unsigned short idx,
1156                             unsigned offset, unsigned len)
1157 {
1158         struct bio *clone = &tio->clone;
1159         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
1160
1161         *clone->bi_io_vec = *bv;
1162
1163         bio_setup_sector(clone, sector, len);
1164
1165         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
1166         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
1167         clone->bi_vcnt = 1;
1168         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
1169         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
1170         clone->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
1171
1172         clone_bio_integrity(bio, clone, idx, len, offset, 1);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1177  */
1178 static void clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1179                       sector_t sector, unsigned short idx,
1180                       unsigned short bv_count, unsigned len)
1181 {
1182         struct bio *clone = &tio->clone;
1183         unsigned trim = 0;
1184
1185         __bio_clone(clone, bio);
1186         bio_setup_sector(clone, sector, len);
1187         bio_setup_bv(clone, idx, bv_count);
1188
1189         if (idx != bio->bi_idx || clone->bi_size < bio->bi_size)
1190                 trim = 1;
1191         clone_bio_integrity(bio, clone, idx, len, 0, trim);
1192 }
1193
1194 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci,
1195                                       struct dm_target *ti, int nr_iovecs,
1196                                       unsigned target_bio_nr)
1197 {
1198         struct dm_target_io *tio;
1199         struct bio *clone;
1200
1201         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, nr_iovecs, ci->md->bs);
1202         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
1203
1204         tio->io = ci->io;
1205         tio->ti = ti;
1206         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
1207         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
1208
1209         return tio;
1210 }
1211
1212 static void __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1213                                        struct dm_target *ti,
1214                                        unsigned target_bio_nr, sector_t len)
1215 {
1216         struct dm_target_io *tio = alloc_tio(ci, ti, ci->bio->bi_max_vecs, target_bio_nr);
1217         struct bio *clone = &tio->clone;
1218
1219         /*
1220          * Discard requests require the bio's inline iovecs be initialized.
1221          * ci->bio->bi_max_vecs is BIO_INLINE_VECS anyway, for both flush
1222          * and discard, so no need for concern about wasted bvec allocations.
1223          */
1224          __bio_clone(clone, ci->bio);
1225         if (len)
1226                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, len);
1227
1228         __map_bio(tio);
1229 }
1230
1231 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1232                                   unsigned num_bios, sector_t len)
1233 {
1234         unsigned target_bio_nr;
1235
1236         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_bios; target_bio_nr++)
1237                 __clone_and_map_simple_bio(ci, ti, target_bio_nr, len);
1238 }
1239
1240 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1241 {
1242         unsigned target_nr = 0;
1243         struct dm_target *ti;
1244
1245         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1246         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1247                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, 0);
1248
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 static void __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1253                                      sector_t sector, int nr_iovecs,
1254                                      unsigned short idx, unsigned short bv_count,
1255                                      unsigned offset, unsigned len,
1256                                      unsigned split_bvec)
1257 {
1258         struct bio *bio = ci->bio;
1259         struct dm_target_io *tio;
1260         unsigned target_bio_nr;
1261         unsigned num_target_bios = 1;
1262
1263         /*
1264          * Does the target want to receive duplicate copies of the bio?
1265          */
1266         if (bio_data_dir(bio) == WRITE && ti->num_write_bios)
1267                 num_target_bios = ti->num_write_bios(ti, bio);
1268
1269         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_target_bios; target_bio_nr++) {
1270                 tio = alloc_tio(ci, ti, nr_iovecs, target_bio_nr);
1271                 if (split_bvec)
1272                         clone_split_bio(tio, bio, sector, idx, offset, len);
1273                 else
1274                         clone_bio(tio, bio, sector, idx, bv_count, len);
1275                 __map_bio(tio);
1276         }
1277 }
1278
1279 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1280
1281 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1282 {
1283         return ti->num_discard_bios;
1284 }
1285
1286 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1287 {
1288         return ti->num_write_same_bios;
1289 }
1290
1291 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1292
1293 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1294 {
1295         return ti->split_discard_bios;
1296 }
1297
1298 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci,
1299                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1300                                        is_split_required_fn is_split_required)
1301 {
1302         struct dm_target *ti;
1303         sector_t len;
1304         unsigned num_bios;
1305
1306         do {
1307                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1308                 if (!dm_target_is_valid(ti))
1309                         return -EIO;
1310
1311                 /*
1312                  * Even though the device advertised support for this type of
1313                  * request, that does not mean every target supports it, and
1314                  * reconfiguration might also have changed that since the
1315                  * check was performed.
1316                  */
1317                 num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1318                 if (!num_bios)
1319                         return -EOPNOTSUPP;
1320
1321                 if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1322                         len = min(ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1323                 else
1324                         len = min(ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1325
1326                 __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, len);
1327
1328                 ci->sector += len;
1329         } while (ci->sector_count -= len);
1330
1331         return 0;
1332 }
1333
1334 static int __send_discard(struct clone_info *ci)
1335 {
1336         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_discard_bios,
1337                                            is_split_required_for_discard);
1338 }
1339
1340 static int __send_write_same(struct clone_info *ci)
1341 {
1342         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_write_same_bios, NULL);
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Find maximum number of sectors / bvecs we can process with a single bio.
1347  */
1348 static sector_t __len_within_target(struct clone_info *ci, sector_t max, int *idx)
1349 {
1350         struct bio *bio = ci->bio;
1351         sector_t bv_len, total_len = 0;
1352
1353         for (*idx = ci->idx; max && (*idx < bio->bi_vcnt); (*idx)++) {
1354                 bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[*idx].bv_len);
1355
1356                 if (bv_len > max)
1357                         break;
1358
1359                 max -= bv_len;
1360                 total_len += bv_len;
1361         }
1362
1363         return total_len;
1364 }
1365
1366 static int __split_bvec_across_targets(struct clone_info *ci,
1367                                        struct dm_target *ti, sector_t max)
1368 {
1369         struct bio *bio = ci->bio;
1370         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
1371         sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
1372         unsigned offset = 0;
1373         sector_t len;
1374
1375         do {
1376                 if (offset) {
1377                         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1378                         if (!dm_target_is_valid(ti))
1379                                 return -EIO;
1380
1381                         max = max_io_len(ci->sector, ti);
1382                 }
1383
1384                 len = min(remaining, max);
1385
1386                 __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, 1, ci->idx, 0,
1387                                          bv->bv_offset + offset, len, 1);
1388
1389                 ci->sector += len;
1390                 ci->sector_count -= len;
1391                 offset += to_bytes(len);
1392         } while (remaining -= len);
1393
1394         ci->idx++;
1395
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1401  */
1402 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1403 {
1404         struct bio *bio = ci->bio;
1405         struct dm_target *ti;
1406         sector_t len, max;
1407         int idx;
1408
1409         if (unlikely(bio->bi_rw & REQ_DISCARD))
1410                 return __send_discard(ci);
1411         else if (unlikely(bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME))
1412                 return __send_write_same(ci);
1413
1414         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1415         if (!dm_target_is_valid(ti))
1416                 return -EIO;
1417
1418         max = max_io_len(ci->sector, ti);
1419
1420         /*
1421          * Optimise for the simple case where we can do all of
1422          * the remaining io with a single clone.
1423          */
1424         if (ci->sector_count <= max) {
1425                 __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, bio->bi_max_vecs,
1426                                          ci->idx, bio->bi_vcnt - ci->idx, 0,
1427                                          ci->sector_count, 0);
1428                 ci->sector_count = 0;
1429                 return 0;
1430         }
1431
1432         /*
1433          * There are some bvecs that don't span targets.
1434          * Do as many of these as possible.
1435          */
1436         if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
1437                 len = __len_within_target(ci, max, &idx);
1438
1439                 __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, bio->bi_max_vecs,
1440                                          ci->idx, idx - ci->idx, 0, len, 0);
1441
1442                 ci->sector += len;
1443                 ci->sector_count -= len;
1444                 ci->idx = idx;
1445
1446                 return 0;
1447         }
1448
1449         /*
1450          * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
1451          */
1452         return __split_bvec_across_targets(ci, ti, max);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1457  */
1458 static void __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1459                                     struct dm_table *map, struct bio *bio)
1460 {
1461         struct clone_info ci;
1462         int error = 0;
1463
1464         if (unlikely(!map)) {
1465                 bio_io_error(bio);
1466                 return;
1467         }
1468
1469         ci.map = map;
1470         ci.md = md;
1471         ci.io = alloc_io(md);
1472         ci.io->error = 0;
1473         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
1474         ci.io->bio = bio;
1475         ci.io->md = md;
1476         spin_lock_init(&ci.io->endio_lock);
1477         ci.sector = bio->bi_sector;
1478         ci.idx = bio->bi_idx;
1479
1480         start_io_acct(ci.io);
1481
1482         if (bio->bi_rw & REQ_FLUSH) {
1483                 ci.bio = &ci.md->flush_bio;
1484                 ci.sector_count = 0;
1485                 error = __send_empty_flush(&ci);
1486                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1487         } else {
1488                 ci.bio = bio;
1489                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1490                 while (ci.sector_count && !error)
1491                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1492         }
1493
1494         /* drop the extra reference count */
1495         dec_pending(ci.io, error);
1496 }
1497 /*-----------------------------------------------------------------
1498  * CRUD END
1499  *---------------------------------------------------------------*/
1500
1501 static int dm_merge_bvec(struct request_queue *q,
1502                          struct bvec_merge_data *bvm,
1503                          struct bio_vec *biovec)
1504 {
1505         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1506         struct dm_table *map = dm_get_live_table_fast(md);
1507         struct dm_target *ti;
1508         sector_t max_sectors;
1509         int max_size = 0;
1510
1511         if (unlikely(!map))
1512                 goto out;
1513
1514         ti = dm_table_find_target(map, bvm->bi_sector);
1515         if (!dm_target_is_valid(ti))
1516                 goto out;
1517
1518         /*
1519          * Find maximum amount of I/O that won't need splitting
1520          */
1521         max_sectors = min(max_io_len(bvm->bi_sector, ti),
1522                           (sector_t) BIO_MAX_SECTORS);
1523         max_size = (max_sectors << SECTOR_SHIFT) - bvm->bi_size;
1524         if (max_size < 0)
1525                 max_size = 0;
1526
1527         /*
1528          * merge_bvec_fn() returns number of bytes
1529          * it can accept at this offset
1530          * max is precomputed maximal io size
1531          */
1532         if (max_size && ti->type->merge)
1533                 max_size = ti->type->merge(ti, bvm, biovec, max_size);
1534         /*
1535          * If the target doesn't support merge method and some of the devices
1536          * provided their merge_bvec method (we know this by looking at
1537          * queue_max_hw_sectors), then we can't allow bios with multiple vector
1538          * entries.  So always set max_size to 0, and the code below allows
1539          * just one page.
1540          */
1541         else if (queue_max_hw_sectors(q) <= PAGE_SIZE >> 9)
1542
1543                 max_size = 0;
1544
1545 out:
1546         dm_put_live_table_fast(md);
1547         /*
1548          * Always allow an entire first page
1549          */
1550         if (max_size <= biovec->bv_len && !(bvm->bi_size >> SECTOR_SHIFT))
1551                 max_size = biovec->bv_len;
1552
1553         return max_size;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * The request function that just remaps the bio built up by
1558  * dm_merge_bvec.
1559  */
1560 static void _dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1561 {
1562         int rw = bio_data_dir(bio);
1563         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1564         int cpu;
1565         int srcu_idx;
1566         struct dm_table *map;
1567
1568         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1569
1570         cpu = part_stat_lock();
1571         part_stat_inc(cpu, &dm_disk(md)->part0, ios[rw]);
1572         part_stat_add(cpu, &dm_disk(md)->part0, sectors[rw], bio_sectors(bio));
1573         part_stat_unlock();
1574
1575         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1576         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1577                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1578
1579                 if (bio_rw(bio) != READA)
1580                         queue_io(md, bio);
1581                 else
1582                         bio_io_error(bio);
1583                 return;
1584         }
1585
1586         __split_and_process_bio(md, map, bio);
1587         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1588         return;
1589 }
1590
1591 int dm_request_based(struct mapped_device *md)
1592 {
1593         return blk_queue_stackable(md->queue);
1594 }
1595
1596 static void dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1597 {
1598         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1599
1600         if (dm_request_based(md))
1601                 blk_queue_bio(q, bio);
1602         else
1603                 _dm_request(q, bio);
1604 }
1605
1606 void dm_dispatch_request(struct request *rq)
1607 {
1608         int r;
1609
1610         if (blk_queue_io_stat(rq->q))
1611                 rq->cmd_flags |= REQ_IO_STAT;
1612
1613         rq->start_time = jiffies;
1614         r = blk_insert_cloned_request(rq->q, rq);
1615         if (r)
1616                 dm_complete_request(rq, r);
1617 }
1618 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_dispatch_request);
1619
1620 static int dm_rq_bio_constructor(struct bio *bio, struct bio *bio_orig,
1621                                  void *data)
1622 {
1623         struct dm_rq_target_io *tio = data;
1624         struct dm_rq_clone_bio_info *info =
1625                 container_of(bio, struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
1626
1627         info->orig = bio_orig;
1628         info->tio = tio;
1629         bio->bi_end_io = end_clone_bio;
1630         bio->bi_private = info;
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 static int setup_clone(struct request *clone, struct request *rq,
1636                        struct dm_rq_target_io *tio)
1637 {
1638         int r;
1639
1640         r = blk_rq_prep_clone(clone, rq, tio->md->bs, GFP_ATOMIC,
1641                               dm_rq_bio_constructor, tio);
1642         if (r)
1643                 return r;
1644
1645         clone->cmd = rq->cmd;
1646         clone->cmd_len = rq->cmd_len;
1647         clone->sense = rq->sense;
1648         clone->buffer = rq->buffer;
1649         clone->end_io = end_clone_request;
1650         clone->end_io_data = tio;
1651
1652         return 0;
1653 }
1654
1655 static struct request *clone_rq(struct request *rq, struct mapped_device *md,
1656                                 gfp_t gfp_mask)
1657 {
1658         struct request *clone;
1659         struct dm_rq_target_io *tio;
1660
1661         tio = alloc_rq_tio(md, gfp_mask);
1662         if (!tio)
1663                 return NULL;
1664
1665         tio->md = md;
1666         tio->ti = NULL;
1667         tio->orig = rq;
1668         tio->error = 0;
1669         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
1670
1671         clone = &tio->clone;
1672         if (setup_clone(clone, rq, tio)) {
1673                 /* -ENOMEM */
1674                 free_rq_tio(tio);
1675                 return NULL;
1676         }
1677
1678         return clone;
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Called with the queue lock held.
1683  */
1684 static int dm_prep_fn(struct request_queue *q, struct request *rq)
1685 {
1686         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1687         struct request *clone;
1688
1689         if (unlikely(rq->special)) {
1690                 DMWARN("Already has something in rq->special.");
1691                 return BLKPREP_KILL;
1692         }
1693
1694         clone = clone_rq(rq, md, GFP_ATOMIC);
1695         if (!clone)
1696                 return BLKPREP_DEFER;
1697
1698         rq->special = clone;
1699         rq->cmd_flags |= REQ_DONTPREP;
1700
1701         return BLKPREP_OK;
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Returns:
1706  * 0  : the request has been processed (not requeued)
1707  * !0 : the request has been requeued
1708  */
1709 static int map_request(struct dm_target *ti, struct request *clone,
1710                        struct mapped_device *md)
1711 {
1712         int r, requeued = 0;
1713         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
1714
1715         tio->ti = ti;
1716         r = ti->type->map_rq(ti, clone, &tio->info);
1717         switch (r) {
1718         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1719                 /* The target has taken the I/O to submit by itself later */
1720                 break;
1721         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1722                 /* The target has remapped the I/O so dispatch it */
1723                 trace_block_rq_remap(clone->q, clone, disk_devt(dm_disk(md)),
1724                                      blk_rq_pos(tio->orig));
1725                 dm_dispatch_request(clone);
1726                 break;
1727         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1728                 /* The target wants to requeue the I/O */
1729                 dm_requeue_unmapped_request(clone);
1730                 requeued = 1;
1731                 break;
1732         default:
1733                 if (r > 0) {
1734                         DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1735                         BUG();
1736                 }
1737
1738                 /* The target wants to complete the I/O */
1739                 dm_kill_unmapped_request(clone, r);
1740                 break;
1741         }
1742
1743         return requeued;
1744 }
1745
1746 static struct request *dm_start_request(struct mapped_device *md, struct request *orig)
1747 {
1748         struct request *clone;
1749
1750         blk_start_request(orig);
1751         clone = orig->special;
1752         atomic_inc(&md->pending[rq_data_dir(clone)]);
1753
1754         /*
1755          * Hold the md reference here for the in-flight I/O.
1756          * We can't rely on the reference count by device opener,
1757          * because the device may be closed during the request completion
1758          * when all bios are completed.
1759          * See the comment in rq_completed() too.
1760          */
1761         dm_get(md);
1762
1763         return clone;
1764 }
1765
1766 /*
1767  * q->request_fn for request-based dm.
1768  * Called with the queue lock held.
1769  */
1770 static void dm_request_fn(struct request_queue *q)
1771 {
1772         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1773         int srcu_idx;
1774         struct dm_table *map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1775         struct dm_target *ti;
1776         struct request *rq, *clone;
1777         sector_t pos;
1778
1779         /*
1780          * For suspend, check blk_queue_stopped() and increment
1781          * ->pending within a single queue_lock not to increment the
1782          * number of in-flight I/Os after the queue is stopped in
1783          * dm_suspend().
1784          */
1785         while (!blk_queue_stopped(q)) {
1786                 rq = blk_peek_request(q);
1787                 if (!rq)
1788                         goto delay_and_out;
1789
1790                 /* always use block 0 to find the target for flushes for now */
1791                 pos = 0;
1792                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH))
1793                         pos = blk_rq_pos(rq);
1794
1795                 ti = dm_table_find_target(map, pos);
1796                 if (!dm_target_is_valid(ti)) {
1797                         /*
1798                          * Must perform setup, that dm_done() requires,
1799                          * before calling dm_kill_unmapped_request
1800                          */
1801                         DMERR_LIMIT("request attempted access beyond the end of device");
1802                         clone = dm_start_request(md, rq);
1803                         dm_kill_unmapped_request(clone, -EIO);
1804                         continue;
1805                 }
1806
1807                 if (ti->type->busy && ti->type->busy(ti))
1808                         goto delay_and_out;
1809
1810                 clone = dm_start_request(md, rq);
1811
1812                 spin_unlock(q->queue_lock);
1813                 if (map_request(ti, clone, md))
1814                         goto requeued;
1815
1816                 BUG_ON(!irqs_disabled());
1817                 spin_lock(q->queue_lock);
1818         }
1819
1820         goto out;
1821
1822 requeued:
1823         BUG_ON(!irqs_disabled());
1824         spin_lock(q->queue_lock);
1825
1826 delay_and_out:
1827         blk_delay_queue(q, HZ / 10);
1828 out:
1829         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1830 }
1831
1832 int dm_underlying_device_busy(struct request_queue *q)
1833 {
1834         return blk_lld_busy(q);
1835 }
1836 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_underlying_device_busy);
1837
1838 static int dm_lld_busy(struct request_queue *q)
1839 {
1840         int r;
1841         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1842         struct dm_table *map = dm_get_live_table_fast(md);
1843
1844         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))
1845                 r = 1;
1846         else
1847                 r = dm_table_any_busy_target(map);
1848
1849         dm_put_live_table_fast(md);
1850
1851         return r;
1852 }
1853
1854 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1855 {
1856         int r = bdi_bits;
1857         struct mapped_device *md = congested_data;
1858         struct dm_table *map;
1859
1860         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1861                 map = dm_get_live_table_fast(md);
1862                 if (map) {
1863                         /*
1864                          * Request-based dm cares about only own queue for
1865                          * the query about congestion status of request_queue
1866                          */
1867                         if (dm_request_based(md))
1868                                 r = md->queue->backing_dev_info.state &
1869                                     bdi_bits;
1870                         else
1871                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1872                 }
1873                 dm_put_live_table_fast(md);
1874         }
1875
1876         return r;
1877 }
1878
1879 /*-----------------------------------------------------------------
1880  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1881  *---------------------------------------------------------------*/
1882 static void free_minor(int minor)
1883 {
1884         spin_lock(&_minor_lock);
1885         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1886         spin_unlock(&_minor_lock);
1887 }
1888
1889 /*
1890  * See if the device with a specific minor # is free.
1891  */
1892 static int specific_minor(int minor)
1893 {
1894         int r;
1895
1896         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1897                 return -EINVAL;
1898
1899         idr_preload(GFP_KERNEL);
1900         spin_lock(&_minor_lock);
1901
1902         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1903
1904         spin_unlock(&_minor_lock);
1905         idr_preload_end();
1906         if (r < 0)
1907                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1908         return 0;
1909 }
1910
1911 static int next_free_minor(int *minor)
1912 {
1913         int r;
1914
1915         idr_preload(GFP_KERNEL);
1916         spin_lock(&_minor_lock);
1917
1918         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1919
1920         spin_unlock(&_minor_lock);
1921         idr_preload_end();
1922         if (r < 0)
1923                 return r;
1924         *minor = r;
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1929
1930 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1931
1932 static void dm_init_md_queue(struct mapped_device *md)
1933 {
1934         /*
1935          * Request-based dm devices cannot be stacked on top of bio-based dm
1936          * devices.  The type of this dm device has not been decided yet.
1937          * The type is decided at the first table loading time.
1938          * To prevent problematic device stacking, clear the queue flag
1939          * for request stacking support until then.
1940          *
1941          * This queue is new, so no concurrency on the queue_flags.
1942          */
1943         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_STACKABLE, md->queue);
1944
1945         md->queue->queuedata = md;
1946         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1947         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1948         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
1949         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1950         blk_queue_merge_bvec(md->queue, dm_merge_bvec);
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1955  */
1956 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1957 {
1958         int r;
1959         struct mapped_device *md = kzalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
1960         void *old_md;
1961
1962         if (!md) {
1963                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1964                 return NULL;
1965         }
1966
1967         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1968                 goto bad_module_get;
1969
1970         /* get a minor number for the dev */
1971         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1972                 r = next_free_minor(&minor);
1973         else
1974                 r = specific_minor(minor);
1975         if (r < 0)
1976                 goto bad_minor;
1977
1978         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1979         if (r < 0)
1980                 goto bad_io_barrier;
1981
1982         md->type = DM_TYPE_NONE;
1983         mutex_init(&md->suspend_lock);
1984         mutex_init(&md->type_lock);
1985         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1986         atomic_set(&md->holders, 1);
1987         atomic_set(&md->open_count, 0);
1988         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1989         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1990         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1991         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1992
1993         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1994         if (!md->queue)
1995                 goto bad_queue;
1996
1997         dm_init_md_queue(md);
1998
1999         md->disk = alloc_disk(1);
2000         if (!md->disk)
2001                 goto bad_disk;
2002
2003         atomic_set(&md->pending[0], 0);
2004         atomic_set(&md->pending[1], 0);
2005         init_waitqueue_head(&md->wait);
2006         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
2007         init_waitqueue_head(&md->eventq);
2008
2009         md->disk->major = _major;
2010         md->disk->first_minor = minor;
2011         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
2012         md->disk->queue = md->queue;
2013         md->disk->private_data = md;
2014         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
2015         add_disk(md->disk);
2016         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
2017
2018         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2019         if (!md->wq)
2020                 goto bad_thread;
2021
2022         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
2023         if (!md->bdev)
2024                 goto bad_bdev;
2025
2026         bio_init(&md->flush_bio);
2027         md->flush_bio.bi_bdev = md->bdev;
2028         md->flush_bio.bi_rw = WRITE_FLUSH;
2029
2030         dm_stats_init(&md->stats);
2031
2032         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
2033         spin_lock(&_minor_lock);
2034         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
2035         spin_unlock(&_minor_lock);
2036
2037         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
2038
2039         return md;
2040
2041 bad_bdev:
2042         destroy_workqueue(md->wq);
2043 bad_thread:
2044         del_gendisk(md->disk);
2045         put_disk(md->disk);
2046 bad_disk:
2047         blk_cleanup_queue(md->queue);
2048 bad_queue:
2049         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
2050 bad_io_barrier:
2051         free_minor(minor);
2052 bad_minor:
2053         module_put(THIS_MODULE);
2054 bad_module_get:
2055         kfree(md);
2056         return NULL;
2057 }
2058
2059 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
2060
2061 static void free_dev(struct mapped_device *md)
2062 {
2063         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
2064
2065         unlock_fs(md);
2066         bdput(md->bdev);
2067         destroy_workqueue(md->wq);
2068         if (md->io_pool)
2069                 mempool_destroy(md->io_pool);
2070         if (md->bs)
2071                 bioset_free(md->bs);
2072         blk_integrity_unregister(md->disk);
2073         del_gendisk(md->disk);
2074         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
2075         free_minor(minor);
2076
2077         spin_lock(&_minor_lock);
2078         md->disk->private_data = NULL;
2079         spin_unlock(&_minor_lock);
2080
2081         put_disk(md->disk);
2082         blk_cleanup_queue(md->queue);
2083         dm_stats_cleanup(&md->stats);
2084         module_put(THIS_MODULE);
2085         kfree(md);
2086 }
2087
2088 static void __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2089 {
2090         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
2091
2092         if (md->io_pool && md->bs) {
2093                 /* The md already has necessary mempools. */
2094                 if (dm_table_get_type(t) == DM_TYPE_BIO_BASED) {
2095                         /*
2096                          * Reload bioset because front_pad may have changed
2097                          * because a different table was loaded.
2098                          */
2099                         bioset_free(md->bs);
2100                         md->bs = p->bs;
2101                         p->bs = NULL;
2102                 } else if (dm_table_get_type(t) == DM_TYPE_REQUEST_BASED) {
2103                         /*
2104                          * There's no need to reload with request-based dm
2105                          * because the size of front_pad doesn't change.
2106                          * Note for future: If you are to reload bioset,
2107                          * prep-ed requests in the queue may refer
2108                          * to bio from the old bioset, so you must walk
2109                          * through the queue to unprep.
2110                          */
2111                 }
2112                 goto out;
2113         }
2114
2115         BUG_ON(!p || md->io_pool || md->bs);
2116
2117         md->io_pool = p->io_pool;
2118         p->io_pool = NULL;
2119         md->bs = p->bs;
2120         p->bs = NULL;
2121
2122 out:
2123         /* mempool bind completed, now no need any mempools in the table */
2124         dm_table_free_md_mempools(t);
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Bind a table to the device.
2129  */
2130 static void event_callback(void *context)
2131 {
2132         unsigned long flags;
2133         LIST_HEAD(uevents);
2134         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2135
2136         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2137         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2138         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2139
2140         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2141
2142         atomic_inc(&md->event_nr);
2143         wake_up(&md->eventq);
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2148  */
2149 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2150 {
2151         set_capacity(md->disk, size);
2152
2153         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Return 1 if the queue has a compulsory merge_bvec_fn function.
2158  *
2159  * If this function returns 0, then the device is either a non-dm
2160  * device without a merge_bvec_fn, or it is a dm device that is
2161  * able to split any bios it receives that are too big.
2162  */
2163 int dm_queue_merge_is_compulsory(struct request_queue *q)
2164 {
2165         struct mapped_device *dev_md;
2166
2167         if (!q->merge_bvec_fn)
2168                 return 0;
2169
2170         if (q->make_request_fn == dm_request) {
2171                 dev_md = q->queuedata;
2172                 if (test_bit(DMF_MERGE_IS_OPTIONAL, &dev_md->flags))
2173                         return 0;
2174         }
2175
2176         return 1;
2177 }
2178
2179 static int dm_device_merge_is_compulsory(struct dm_target *ti,
2180                                          struct dm_dev *dev, sector_t start,
2181                                          sector_t len, void *data)
2182 {
2183         struct block_device *bdev = dev->bdev;
2184         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
2185
2186         return dm_queue_merge_is_compulsory(q);
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Return 1 if it is acceptable to ignore merge_bvec_fn based
2191  * on the properties of the underlying devices.
2192  */
2193 static int dm_table_merge_is_optional(struct dm_table *table)
2194 {
2195         unsigned i = 0;
2196         struct dm_target *ti;
2197
2198         while (i < dm_table_get_num_targets(table)) {
2199                 ti = dm_table_get_target(table, i++);
2200
2201                 if (ti->type->iterate_devices &&
2202                     ti->type->iterate_devices(ti, dm_device_merge_is_compulsory, NULL))
2203                         return 0;
2204         }
2205
2206         return 1;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Returns old map, which caller must destroy.
2211  */
2212 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2213                                struct queue_limits *limits)
2214 {
2215         struct dm_table *old_map;
2216         struct request_queue *q = md->queue;
2217         sector_t size;
2218         int merge_is_optional;
2219
2220         size = dm_table_get_size(t);
2221
2222         /*
2223          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2224          */
2225         if (size != dm_get_size(md))
2226                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2227
2228         __set_size(md, size);
2229
2230         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2231
2232         /*
2233          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2234          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2235          * I/O mapping before resume.
2236          * This must be done before setting the queue restrictions,
2237          * because request-based dm may be run just after the setting.
2238          */
2239         if (dm_table_request_based(t) && !blk_queue_stopped(q))
2240                 stop_queue(q);
2241
2242         __bind_mempools(md, t);
2243
2244         merge_is_optional = dm_table_merge_is_optional(t);
2245
2246         old_map = md->map;
2247         rcu_assign_pointer(md->map, t);
2248         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2249
2250         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2251         if (merge_is_optional)
2252                 set_bit(DMF_MERGE_IS_OPTIONAL, &md->flags);
2253         else
2254                 clear_bit(DMF_MERGE_IS_OPTIONAL, &md->flags);
2255         dm_sync_table(md);
2256
2257         return old_map;
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Returns unbound table for the caller to free.
2262  */
2263 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2264 {
2265         struct dm_table *map = md->map;
2266
2267         if (!map)
2268                 return NULL;
2269
2270         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2271         rcu_assign_pointer(md->map, NULL);
2272         dm_sync_table(md);
2273
2274         return map;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Constructor for a new device.
2279  */
2280 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2281 {
2282         struct mapped_device *md;
2283
2284         md = alloc_dev(minor);
2285         if (!md)
2286                 return -ENXIO;
2287
2288         dm_sysfs_init(md);
2289
2290         *result = md;
2291         return 0;
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Functions to manage md->type.
2296  * All are required to hold md->type_lock.
2297  */
2298 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2299 {
2300         mutex_lock(&md->type_lock);
2301 }
2302
2303 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2304 {
2305         mutex_unlock(&md->type_lock);
2306 }
2307
2308 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, unsigned type)
2309 {
2310         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2311         md->type = type;
2312 }
2313
2314 unsigned dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2315 {
2316         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2317         return md->type;
2318 }
2319
2320 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2321 {
2322         return md->immutable_target_type;
2323 }
2324
2325 /*
2326  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2327  * count on 'md'.
2328  */
2329 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2330 {
2331         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2332         return &md->queue->limits;
2333 }
2334 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2335
2336 /*
2337  * Fully initialize a request-based queue (->elevator, ->request_fn, etc).
2338  */
2339 static int dm_init_request_based_queue(struct mapped_device *md)
2340 {
2341         struct request_queue *q = NULL;
2342
2343         if (md->queue->elevator)
2344                 return 1;
2345
2346         /* Fully initialize the queue */
2347         q = blk_init_allocated_queue(md->queue, dm_request_fn, NULL);
2348         if (!q)
2349                 return 0;
2350
2351         md->queue = q;
2352         dm_init_md_queue(md);
2353         blk_queue_softirq_done(md->queue, dm_softirq_done);
2354         blk_queue_prep_rq(md->queue, dm_prep_fn);
2355         blk_queue_lld_busy(md->queue, dm_lld_busy);
2356
2357         elv_register_queue(md->queue);
2358
2359         return 1;
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Setup the DM device's queue based on md's type
2364  */
2365 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md)
2366 {
2367         if ((dm_get_md_type(md) == DM_TYPE_REQUEST_BASED) &&
2368             !dm_init_request_based_queue(md)) {
2369                 DMWARN("Cannot initialize queue for request-based mapped device");
2370                 return -EINVAL;
2371         }
2372
2373         return 0;
2374 }
2375
2376 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
2377 {
2378         struct mapped_device *md;
2379         unsigned minor = MINOR(dev);
2380
2381         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2382                 return NULL;
2383
2384         spin_lock(&_minor_lock);
2385
2386         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2387         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
2388                    (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2389                    dm_deleting_md(md) ||
2390                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
2391                 md = NULL;
2392                 goto out;
2393         }
2394
2395 out:
2396         spin_unlock(&_minor_lock);
2397
2398         return md;
2399 }
2400
2401 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2402 {
2403         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
2404
2405         if (md)
2406                 dm_get(md);
2407
2408         return md;
2409 }
2410 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2411
2412 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2413 {
2414         return md->interface_ptr;
2415 }
2416
2417 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2418 {
2419         md->interface_ptr = ptr;
2420 }
2421
2422 void dm_get(struct mapped_device *md)
2423 {
2424         atomic_inc(&md->holders);
2425         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2426 }
2427
2428 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2429 {
2430         return md->name;
2431 }
2432 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2433
2434 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2435 {
2436         struct dm_table *map;
2437         int srcu_idx;
2438
2439         might_sleep();
2440
2441         spin_lock(&_minor_lock);
2442         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2443         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2444         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2445         spin_unlock(&_minor_lock);
2446
2447         if (!dm_suspended_md(md)) {
2448                 dm_table_presuspend_targets(map);
2449                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2450         }
2451
2452         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2453         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2454
2455         /*
2456          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2457          * for example.  Wait for all references to disappear.
2458          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2459          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2460          */
2461         if (wait)
2462                 while (atomic_read(&md->holders))
2463                         msleep(1);
2464         else if (atomic_read(&md->holders))
2465                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2466                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2467
2468         dm_sysfs_exit(md);
2469         dm_table_destroy(__unbind(md));
2470         free_dev(md);
2471 }
2472
2473 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2474 {
2475         __dm_destroy(md, true);
2476 }
2477
2478 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2479 {
2480         __dm_destroy(md, false);
2481 }
2482
2483 void dm_put(struct mapped_device *md)
2484 {
2485         atomic_dec(&md->holders);
2486 }
2487 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2488
2489 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, int interruptible)
2490 {
2491         int r = 0;
2492         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
2493
2494         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
2495
2496         while (1) {
2497                 set_current_state(interruptible);
2498
2499                 if (!md_in_flight(md))
2500                         break;
2501
2502                 if (interruptible == TASK_INTERRUPTIBLE &&
2503                     signal_pending(current)) {
2504                         r = -EINTR;
2505                         break;
2506                 }
2507
2508                 io_schedule();
2509         }
2510         set_current_state(TASK_RUNNING);
2511
2512         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
2513
2514         return r;
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Process the deferred bios
2519  */
2520 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2521 {
2522         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2523                                                 work);
2524         struct bio *c;
2525         int srcu_idx;
2526         struct dm_table *map;
2527
2528         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2529
2530         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2531                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2532                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2533                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2534
2535                 if (!c)
2536                         break;
2537
2538                 if (dm_request_based(md))
2539                         generic_make_request(c);
2540                 else
2541                         __split_and_process_bio(md, map, c);
2542         }
2543
2544         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2545 }
2546
2547 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2548 {
2549         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2550         smp_mb__after_clear_bit();
2551         queue_work(md->wq, &md->work);
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2556  */
2557 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2558 {
2559         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2560         struct queue_limits limits;
2561         int r;
2562
2563         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2564
2565         /* device must be suspended */
2566         if (!dm_suspended_md(md))
2567                 goto out;
2568
2569         /*
2570          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2571          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2572          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2573          * reappear.
2574          */
2575         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2576                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2577                 if (live_map)
2578                         limits = md->queue->limits;
2579                 dm_put_live_table_fast(md);
2580         }
2581
2582         if (!live_map) {
2583                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2584                 if (r) {
2585                         map = ERR_PTR(r);
2586                         goto out;
2587                 }
2588         }
2589
2590         map = __bind(md, table, &limits);
2591
2592 out:
2593         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2594         return map;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2599  * device.
2600  */
2601 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2602 {
2603         int r;
2604
2605         WARN_ON(md->frozen_sb);
2606
2607         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2608         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2609                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2610                 md->frozen_sb = NULL;
2611                 return r;
2612         }
2613
2614         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2615
2616         return 0;
2617 }
2618
2619 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2620 {
2621         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2622                 return;
2623
2624         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2625         md->frozen_sb = NULL;
2626         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2627 }
2628
2629 /*
2630  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2631  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2632  * the background.  Before the table can be swapped with
2633  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2634  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2635  */
2636 /*
2637  * Suspend mechanism in request-based dm.
2638  *
2639  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2640  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2641  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2642  *
2643  * To abort suspend, start the request_queue.
2644  */
2645 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2646 {
2647         struct dm_table *map = NULL;
2648         int r = 0;
2649         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
2650         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
2651
2652         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2653
2654         if (dm_suspended_md(md)) {
2655                 r = -EINVAL;
2656                 goto out_unlock;
2657         }
2658
2659         map = md->map;
2660
2661         /*
2662          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2663          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2664          */
2665         if (noflush)
2666                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2667
2668         /* This does not get reverted if there's an error later. */
2669         dm_table_presuspend_targets(map);
2670
2671         /*
2672          * Flush I/O to the device.
2673          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2674          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2675          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2676          */
2677         if (!noflush && do_lockfs) {
2678                 r = lock_fs(md);
2679                 if (r)
2680                         goto out_unlock;
2681         }
2682
2683         /*
2684          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2685          * to target drivers i.e. no one may be executing
2686          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2687          * dm_wq_work.
2688          *
2689          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2690          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2691          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2692          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2693          * flush_workqueue(md->wq).
2694          */
2695         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2696         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2697
2698         /*
2699          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2700          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2701          */
2702         if (dm_request_based(md))
2703                 stop_queue(md->queue);
2704
2705         flush_workqueue(md->wq);
2706
2707         /*
2708          * At this point no more requests are entering target request routines.
2709          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2710          * to finish.
2711          */
2712         r = dm_wait_for_completion(md, TASK_INTERRUPTIBLE);
2713
2714         if (noflush)
2715                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2716         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2717
2718         /* were we interrupted ? */
2719         if (r < 0) {
2720                 dm_queue_flush(md);
2721
2722                 if (dm_request_based(md))
2723                         start_queue(md->queue);
2724
2725                 unlock_fs(md);
2726                 goto out_unlock; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2727         }
2728
2729         /*
2730          * If dm_wait_for_completion returned 0, the device is completely
2731          * quiescent now. There is no request-processing activity. All new
2732          * requests are being added to md->deferred list.
2733          */
2734
2735         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2736
2737         dm_table_postsuspend_targets(map);
2738
2739 out_unlock:
2740         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2741         return r;
2742 }
2743
2744 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2745 {
2746         int r = -EINVAL;
2747         struct dm_table *map = NULL;
2748
2749         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2750         if (!dm_suspended_md(md))
2751                 goto out;
2752
2753         map = md->map;
2754         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2755                 goto out;
2756
2757         r = dm_table_resume_targets(map);
2758         if (r)
2759                 goto out;
2760
2761         dm_queue_flush(md);
2762
2763         /*
2764          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2765          * so that mapping of targets can work correctly.
2766          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2767          */
2768         if (dm_request_based(md))
2769                 start_queue(md->queue);
2770
2771         unlock_fs(md);
2772
2773         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2774
2775         r = 0;
2776 out:
2777         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2778
2779         return r;
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2784  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2785  * It may be used only from the kernel.
2786  *
2787  * Internal suspend holds md->suspend_lock, which prevents interaction with
2788  * userspace-driven suspend.
2789  */
2790
2791 void dm_internal_suspend(struct mapped_device *md)
2792 {
2793         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2794         if (dm_suspended_md(md))
2795                 return;
2796
2797         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2798         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2799         flush_workqueue(md->wq);
2800         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2801 }
2802
2803 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2804 {
2805         if (dm_suspended_md(md))
2806                 goto done;
2807
2808         dm_queue_flush(md);
2809
2810 done:
2811         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2812 }
2813
2814 /*-----------------------------------------------------------------
2815  * Event notification.
2816  *---------------------------------------------------------------*/
2817 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2818                        unsigned cookie)
2819 {
2820         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2821         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2822
2823         if (!cookie)
2824                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2825         else {
2826                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2827                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2828                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2829                                           action, envp);
2830         }
2831 }
2832
2833 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2834 {
2835         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2836 }
2837
2838 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2839 {
2840         return atomic_read(&md->event_nr);
2841 }
2842
2843 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2844 {
2845         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2846                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2847 }
2848
2849 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2850 {
2851         unsigned long flags;
2852
2853         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2854         list_add(elist, &md->uevent_list);
2855         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2856 }
2857
2858 /*
2859  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2860  * count on 'md'.
2861  */
2862 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2863 {
2864         return md->disk;
2865 }
2866
2867 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2868 {
2869         return &md->kobj;
2870 }
2871
2872 /*
2873  * struct mapped_device should not be exported outside of dm.c
2874  * so use this check to verify that kobj is part of md structure
2875  */
2876 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2877 {
2878         struct mapped_device *md;
2879
2880         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj);
2881         if (&md->kobj != kobj)
2882                 return NULL;
2883
2884         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
2885             dm_deleting_md(md))
2886                 return NULL;
2887
2888         dm_get(md);
2889         return md;
2890 }
2891
2892 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2893 {
2894         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2895 }
2896
2897 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2898 {
2899         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2900 }
2901 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2902
2903 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2904 {
2905         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2906 }
2907 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2908
2909 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(unsigned type, unsigned integrity, unsigned per_bio_data_size)
2910 {
2911         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc(sizeof(*pools), GFP_KERNEL);
2912         struct kmem_cache *cachep;
2913         unsigned int pool_size;
2914         unsigned int front_pad;
2915
2916         if (!pools)
2917                 return NULL;
2918
2919         if (type == DM_TYPE_BIO_BASED) {
2920                 cachep = _io_cache;
2921                 pool_size = dm_get_reserved_bio_based_ios();
2922                 front_pad = roundup(per_bio_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2923         } else if (type == DM_TYPE_REQUEST_BASED) {
2924                 cachep = _rq_tio_cache;
2925                 pool_size = dm_get_reserved_rq_based_ios();
2926                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2927                 /* per_bio_data_size is not used. See __bind_mempools(). */
2928                 WARN_ON(per_bio_data_size != 0);
2929         } else
2930                 goto out;
2931
2932         pools->io_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, cachep);
2933         if (!pools->io_pool)
2934                 goto out;
2935
2936         pools->bs = bioset_create(pool_size, front_pad);
2937         if (!pools->bs)
2938                 goto out;
2939
2940         if (integrity && bioset_integrity_create(pools->bs, pool_size))
2941                 goto out;
2942
2943         return pools;
2944
2945 out:
2946         dm_free_md_mempools(pools);
2947
2948         return NULL;
2949 }
2950
2951 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2952 {
2953         if (!pools)
2954                 return;
2955
2956         if (pools->io_pool)
2957                 mempool_destroy(pools->io_pool);
2958
2959         if (pools->bs)
2960                 bioset_free(pools->bs);
2961
2962         kfree(pools);
2963 }
2964
2965 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
2966         .open = dm_blk_open,
2967         .release = dm_blk_close,
2968         .ioctl = dm_blk_ioctl,
2969         .getgeo = dm_blk_getgeo,
2970         .owner = THIS_MODULE
2971 };
2972
2973 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
2974
2975 /*
2976  * module hooks
2977  */
2978 module_init(dm_init);
2979 module_exit(dm_exit);
2980
2981 module_param(major, uint, 0);
2982 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
2983
2984 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2985 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
2986
2987 module_param(reserved_rq_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2988 MODULE_PARM_DESC(reserved_rq_based_ios, "Reserved IOs in request-based mempools");
2989
2990 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
2991 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
2992 MODULE_LICENSE("GPL");