drivers/md/dm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
   3  * Copyright (C) 2004-2006 Red Hat, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * This file is released under the GPL.
   6  */
   7
   8 #include "dm.h"
   9 #include "dm-bio-list.h"
  10
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/mutex.h>
  14 #include <linux/moduleparam.h>
  15 #include <linux/blkpg.h>
  16 #include <linux/bio.h>
  17 #include <linux/buffer_head.h>
  18 #include <linux/mempool.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/idr.h>
  21 #include <linux/hdreg.h>
  22 #include <linux/blktrace_api.h>
  23 #include <linux/smp_lock.h>
  24
  25 #define DM_MSG_PREFIX "core"
  26
  27 static const char *_name = DM_NAME;
  28
  29 static unsigned int major = 0;
  30 static unsigned int _major = 0;
  31
  32 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
  33 /*
  34  * One of these is allocated per bio.
  35  */
  36 struct dm_io {
  37         struct mapped_device *md;
  38         int error;
  39         struct bio *bio;
  40         atomic_t io_count;
  41         unsigned long start_time;
  42 };
  43
  44 /*
  45  * One of these is allocated per target within a bio.  Hopefully
  46  * this will be simplified out one day.
  47  */
  48 struct dm_target_io {
  49         struct dm_io *io;
  50         struct dm_target *ti;
  51         union map_info info;
  52 };
  53
  54 union map_info *dm_get_mapinfo(struct bio *bio)
  55 {
  56         if (bio && bio->bi_private)
  57                 return &((struct dm_target_io *)bio->bi_private)->info;
  58         return NULL;
  59 }
  60
  61 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
  62
  63 /*
  64  * Bits for the md->flags field.
  65  */
  66 #define DMF_BLOCK_IO 0
  67 #define DMF_SUSPENDED 1
  68 #define DMF_FROZEN 2
  69 #define DMF_FREEING 3
  70 #define DMF_DELETING 4
  71 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
  72
  73 struct mapped_device {
  74         struct rw_semaphore io_lock;
  75         struct semaphore suspend_lock;
  76         spinlock_t pushback_lock;
  77         rwlock_t map_lock;
  78         atomic_t holders;
  79         atomic_t open_count;
  80
  81         unsigned long flags;
  82
  83         request_queue_t *queue;
  84         struct gendisk *disk;
  85         char name[16];
  86
  87         void *interface_ptr;
  88
  89         /*
  90          * A list of ios that arrived while we were suspended.
  91          */
  92         atomic_t pending;
  93         wait_queue_head_t wait;
  94         struct bio_list deferred;
  95         struct bio_list pushback;
  96
  97         /*
  98          * The current mapping.
  99          */
 100         struct dm_table *map;
 101
 102         /*
 103          * io objects are allocated from here.
 104          */
 105         mempool_t *io_pool;
 106         mempool_t *tio_pool;
 107
 108         struct bio_set *bs;
 109
 110         /*
 111          * Event handling.
 112          */
 113         atomic_t event_nr;
 114         wait_queue_head_t eventq;
 115
 116         /*
 117          * freeze/thaw support require holding onto a super block
 118          */
 119         struct super_block *frozen_sb;
 120         struct block_device *suspended_bdev;
 121
 122         /* forced geometry settings */
 123         struct hd_geometry geometry;
 124 };
 125
 126 #define MIN_IOS 256
 127 static struct kmem_cache *_io_cache;
 128 static struct kmem_cache *_tio_cache;
 129
 130 static int __init local_init(void)
 131 {
 132         int r;
 133
 134         /* allocate a slab for the dm_ios */
 135         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
 136         if (!_io_cache)
 137                 return -ENOMEM;
 138
 139         /* allocate a slab for the target ios */
 140         _tio_cache = KMEM_CACHE(dm_target_io, 0);
 141         if (!_tio_cache) {
 142                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
 143                 return -ENOMEM;
 144         }
 145
 146         _major = major;
 147         r = register_blkdev(_major, _name);
 148         if (r < 0) {
 149                 kmem_cache_destroy(_tio_cache);
 150                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
 151                 return r;
 152         }
 153
 154         if (!_major)
 155                 _major = r;
 156
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static void local_exit(void)
 161 {
 162         kmem_cache_destroy(_tio_cache);
 163         kmem_cache_destroy(_io_cache);
 164
 165         if (unregister_blkdev(_major, _name) < 0)
 166                 DMERR("unregister_blkdev failed");
 167
 168         _major = 0;
 169
 170         DMINFO("cleaned up");
 171 }
 172
 173 int (*_inits[])(void) __initdata = {
 174         local_init,
 175         dm_target_init,
 176         dm_linear_init,
 177         dm_stripe_init,
 178         dm_interface_init,
 179 };
 180
 181 void (*_exits[])(void) = {
 182         local_exit,
 183         dm_target_exit,
 184         dm_linear_exit,
 185         dm_stripe_exit,
 186         dm_interface_exit,
 187 };
 188
 189 static int __init dm_init(void)
 190 {
 191         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
 192
 193         int r, i;
 194
 195         for (i = 0; i < count; i++) {
 196                 r = _inits[i]();
 197                 if (r)
 198                         goto bad;
 199         }
 200
 201         return 0;
 202
 203       bad:
 204         while (i--)
 205                 _exits[i]();
 206
 207         return r;
 208 }
 209
 210 static void __exit dm_exit(void)
 211 {
 212         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
 213
 214         while (i--)
 215                 _exits[i]();
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Block device functions
 220  */
 221 static int dm_blk_open(struct inode *inode, struct file *file)
 222 {
 223         struct mapped_device *md;
 224
 225         spin_lock(&_minor_lock);
 226
 227         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
 228         if (!md)
 229                 goto out;
 230
 231         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
 232             test_bit(DMF_DELETING, &md->flags)) {
 233                 md = NULL;
 234                 goto out;
 235         }
 236
 237         dm_get(md);
 238         atomic_inc(&md->open_count);
 239
 240 out:
 241         spin_unlock(&_minor_lock);
 242
 243         return md ? 0 : -ENXIO;
 244 }
 245
 246 static int dm_blk_close(struct inode *inode, struct file *file)
 247 {
 248         struct mapped_device *md;
 249
 250         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
 251         atomic_dec(&md->open_count);
 252         dm_put(md);
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
 257 {
 258         return atomic_read(&md->open_count);
 259 }
 260
 261 /*
 262  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
 263  */
 264 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md)
 265 {
 266         int r = 0;
 267
 268         spin_lock(&_minor_lock);
 269
 270         if (dm_open_count(md))
 271                 r = -EBUSY;
 272         else
 273                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 274
 275         spin_unlock(&_minor_lock);
 276
 277         return r;
 278 }
 279
 280 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 281 {
 282         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 283
 284         return dm_get_geometry(md, geo);
 285 }
 286
 287 static int dm_blk_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,
 288                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
 289 {
 290         struct mapped_device *md;
 291         struct dm_table *map;
 292         struct dm_target *tgt;
 293         int r = -ENOTTY;
 294
 295         /* We don't really need this lock, but we do need 'inode'. */
 296         unlock_kernel();
 297
 298         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
 299
 300         map = dm_get_table(md);
 301
 302         if (!map || !dm_table_get_size(map))
 303                 goto out;
 304
 305         /* We only support devices that have a single target */
 306         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
 307                 goto out;
 308
 309         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
 310
 311         if (dm_suspended(md)) {
 312                 r = -EAGAIN;
 313                 goto out;
 314         }
 315
 316         if (tgt->type->ioctl)
 317                 r = tgt->type->ioctl(tgt, inode, file, cmd, arg);
 318
 319 out:
 320         dm_table_put(map);
 321
 322         lock_kernel();
 323         return r;
 324 }
 325
 326 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
 327 {
 328         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
 329 }
 330
 331 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
 332 {
 333         mempool_free(io, md->io_pool);
 334 }
 335
 336 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct mapped_device *md)
 337 {
 338         return mempool_alloc(md->tio_pool, GFP_NOIO);
 339 }
 340
 341 static void free_tio(struct mapped_device *md, struct dm_target_io *tio)
 342 {
 343         mempool_free(tio, md->tio_pool);
 344 }
 345
 346 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
 347 {
 348         struct mapped_device *md = io->md;
 349
 350         io->start_time = jiffies;
 351
 352         preempt_disable();
 353         disk_round_stats(dm_disk(md));
 354         preempt_enable();
 355         dm_disk(md)->in_flight = atomic_inc_return(&md->pending);
 356 }
 357
 358 static int end_io_acct(struct dm_io *io)
 359 {
 360         struct mapped_device *md = io->md;
 361         struct bio *bio = io->bio;
 362         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
 363         int pending;
 364         int rw = bio_data_dir(bio);
 365
 366         preempt_disable();
 367         disk_round_stats(dm_disk(md));
 368         preempt_enable();
 369         dm_disk(md)->in_flight = pending = atomic_dec_return(&md->pending);
 370
 371         disk_stat_add(dm_disk(md), ticks[rw], duration);
 372
 373         return !pending;
 374 }
 375
 376 /*
 377  * Add the bio to the list of deferred io.
 378  */
 379 static int queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 380 {
 381         down_write(&md->io_lock);
 382
 383         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
 384                 up_write(&md->io_lock);
 385                 return 1;
 386         }
 387
 388         bio_list_add(&md->deferred, bio);
 389
 390         up_write(&md->io_lock);
 391         return 0;               /* deferred successfully */
 392 }
 393
 394 /*
 395  * Everyone (including functions in this file), should use this
 396  * function to access the md->map field, and make sure they call
 397  * dm_table_put() when finished.
 398  */
 399 struct dm_table *dm_get_table(struct mapped_device *md)
 400 {
 401         struct dm_table *t;
 402
 403         read_lock(&md->map_lock);
 404         t = md->map;
 405         if (t)
 406                 dm_table_get(t);
 407         read_unlock(&md->map_lock);
 408
 409         return t;
 410 }
 411
 412 /*
 413  * Get the geometry associated with a dm device
 414  */
 415 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 416 {
 417         *geo = md->geometry;
 418
 419         return 0;
 420 }
 421
 422 /*
 423  * Set the geometry of a device.
 424  */
 425 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 426 {
 427         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
 428
 429         if (geo->start > sz) {
 430                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
 431                 return -EINVAL;
 432         }
 433
 434         md->geometry = *geo;
 435
 436         return 0;
 437 }
 438
 439 /*-----------------------------------------------------------------
 440  * CRUD START:
 441  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
 442  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
 443  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
 444  *   interests of getting something for people to use I give
 445  *   you this clearly demarcated crap.
 446  *---------------------------------------------------------------*/
 447
 448 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
 449 {
 450         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
 451 }
 452
 453 /*
 454  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
 455  * cloned into, completing the original io if necc.
 456  */
 457 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
 458 {
 459         unsigned long flags;
 460
 461         /* Push-back supersedes any I/O errors */
 462         if (error && !(io->error > 0 && __noflush_suspending(io->md)))
 463                 io->error = error;
 464
 465         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
 466                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
 467                         /*
 468                          * Target requested pushing back the I/O.
 469                          * This must be handled before the sleeper on
 470                          * suspend queue merges the pushback list.
 471                          */
 472                         spin_lock_irqsave(&io->md->pushback_lock, flags);
 473                         if (__noflush_suspending(io->md))
 474                                 bio_list_add(&io->md->pushback, io->bio);
 475                         else
 476                                 /* noflush suspend was interrupted. */
 477                                 io->error = -EIO;
 478                         spin_unlock_irqrestore(&io->md->pushback_lock, flags);
 479                 }
 480
 481                 if (end_io_acct(io))
 482                         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
 483                         wake_up(&io->md->wait);
 484
 485                 if (io->error != DM_ENDIO_REQUEUE) {
 486                         blk_add_trace_bio(io->md->queue, io->bio,
 487                                           BLK_TA_COMPLETE);
 488
 489                         bio_endio(io->bio, io->bio->bi_size, io->error);
 490                 }
 491
 492                 free_io(io->md, io);
 493         }
 494 }
 495
 496 static int clone_endio(struct bio *bio, unsigned int done, int error)
 497 {
 498         int r = 0;
 499         struct dm_target_io *tio = bio->bi_private;
 500         struct mapped_device *md = tio->io->md;
 501         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
 502
 503         if (bio->bi_size)
 504                 return 1;
 505
 506         if (!bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
 507                 error = -EIO;
 508
 509         if (endio) {
 510                 r = endio(tio->ti, bio, error, &tio->info);
 511                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
 512                         /*
 513                          * error and requeue request are handled
 514                          * in dec_pending().
 515                          */
 516                         error = r;
 517                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
 518                         /* The target will handle the io */
 519                         return 1;
 520                 else if (r) {
 521                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
 522                         BUG();
 523                 }
 524         }
 525
 526         dec_pending(tio->io, error);
 527
 528         /*
 529          * Store md for cleanup instead of tio which is about to get freed.
 530          */
 531         bio->bi_private = md->bs;
 532
 533         bio_put(bio);
 534         free_tio(md, tio);
 535         return r;
 536 }
 537
 538 static sector_t max_io_len(struct mapped_device *md,
 539                            sector_t sector, struct dm_target *ti)
 540 {
 541         sector_t offset = sector - ti->begin;
 542         sector_t len = ti->len - offset;
 543
 544         /*
 545          * Does the target need to split even further ?
 546          */
 547         if (ti->split_io) {
 548                 sector_t boundary;
 549                 boundary = ((offset + ti->split_io) & ~(ti->split_io - 1))
 550                            - offset;
 551                 if (len > boundary)
 552                         len = boundary;
 553         }
 554
 555         return len;
 556 }
 557
 558 static void __map_bio(struct dm_target *ti, struct bio *clone,
 559                       struct dm_target_io *tio)
 560 {
 561         int r;
 562         sector_t sector;
 563         struct mapped_device *md;
 564
 565         /*
 566          * Sanity checks.
 567          */
 568         BUG_ON(!clone->bi_size);
 569
 570         clone->bi_end_io = clone_endio;
 571         clone->bi_private = tio;
 572
 573         /*
 574          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
 575          * anything, the target has assumed ownership of
 576          * this io.
 577          */
 578         atomic_inc(&tio->io->io_count);
 579         sector = clone->bi_sector;
 580         r = ti->type->map(ti, clone, &tio->info);
 581         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
 582                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
 583
 584                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
 585                                     tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector,
 586                                     clone->bi_sector);
 587
 588                 generic_make_request(clone);
 589         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
 590                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
 591                 md = tio->io->md;
 592                 dec_pending(tio->io, r);
 593                 /*
 594                  * Store bio_set for cleanup.
 595                  */
 596                 clone->bi_private = md->bs;
 597                 bio_put(clone);
 598                 free_tio(md, tio);
 599         } else if (r) {
 600                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
 601                 BUG();
 602         }
 603 }
 604
 605 struct clone_info {
 606         struct mapped_device *md;
 607         struct dm_table *map;
 608         struct bio *bio;
 609         struct dm_io *io;
 610         sector_t sector;
 611         sector_t sector_count;
 612         unsigned short idx;
 613 };
 614
 615 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
 616 {
 617         struct bio_set *bs = bio->bi_private;
 618
 619         bio_free(bio, bs);
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Creates a little bio that is just does part of a bvec.
 624  */
 625 static struct bio *split_bvec(struct bio *bio, sector_t sector,
 626                               unsigned short idx, unsigned int offset,
 627                               unsigned int len, struct bio_set *bs)
 628 {
 629         struct bio *clone;
 630         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
 631
 632         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 1, bs);
 633         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 634         *clone->bi_io_vec = *bv;
 635
 636         clone->bi_sector = sector;
 637         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
 638         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
 639         clone->bi_vcnt = 1;
 640         clone->bi_size = to_bytes(len);
 641         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
 642         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
 643
 644         return clone;
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
 649  */
 650 static struct bio *clone_bio(struct bio *bio, sector_t sector,
 651                              unsigned short idx, unsigned short bv_count,
 652                              unsigned int len, struct bio_set *bs)
 653 {
 654         struct bio *clone;
 655
 656         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio->bi_max_vecs, bs);
 657         __bio_clone(clone, bio);
 658         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 659         clone->bi_sector = sector;
 660         clone->bi_idx = idx;
 661         clone->bi_vcnt = idx + bv_count;
 662         clone->bi_size = to_bytes(len);
 663         clone->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 664
 665         return clone;
 666 }
 667
 668 static void __clone_and_map(struct clone_info *ci)
 669 {
 670         struct bio *clone, *bio = ci->bio;
 671         struct dm_target *ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 672         sector_t len = 0, max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 673         struct dm_target_io *tio;
 674
 675         /*
 676          * Allocate a target io object.
 677          */
 678         tio = alloc_tio(ci->md);
 679         tio->io = ci->io;
 680         tio->ti = ti;
 681         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 682
 683         if (ci->sector_count <= max) {
 684                 /*
 685                  * Optimise for the simple case where we can do all of
 686                  * the remaining io with a single clone.
 687                  */
 688                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx,
 689                                   bio->bi_vcnt - ci->idx, ci->sector_count,
 690                                   ci->md->bs);
 691                 __map_bio(ti, clone, tio);
 692                 ci->sector_count = 0;
 693
 694         } else if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
 695                 /*
 696                  * There are some bvecs that don't span targets.
 697                  * Do as many of these as possible.
 698                  */
 699                 int i;
 700                 sector_t remaining = max;
 701                 sector_t bv_len;
 702
 703                 for (i = ci->idx; remaining && (i < bio->bi_vcnt); i++) {
 704                         bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[i].bv_len);
 705
 706                         if (bv_len > remaining)
 707                                 break;
 708
 709                         remaining -= bv_len;
 710                         len += bv_len;
 711                 }
 712
 713                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx, i - ci->idx, len,
 714                                   ci->md->bs);
 715                 __map_bio(ti, clone, tio);
 716
 717                 ci->sector += len;
 718                 ci->sector_count -= len;
 719                 ci->idx = i;
 720
 721         } else {
 722                 /*
 723                  * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
 724                  */
 725                 struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
 726                 sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
 727                 unsigned int offset = 0;
 728
 729                 do {
 730                         if (offset) {
 731                                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 732                                 max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 733
 734                                 tio = alloc_tio(ci->md);
 735                                 tio->io = ci->io;
 736                                 tio->ti = ti;
 737                                 memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 738                         }
 739
 740                         len = min(remaining, max);
 741
 742                         clone = split_bvec(bio, ci->sector, ci->idx,
 743                                            bv->bv_offset + offset, len,
 744                                            ci->md->bs);
 745
 746                         __map_bio(ti, clone, tio);
 747
 748                         ci->sector += len;
 749                         ci->sector_count -= len;
 750                         offset += to_bytes(len);
 751                 } while (remaining -= len);
 752
 753                 ci->idx++;
 754         }
 755 }
 756
 757 /*
 758  * Split the bio into several clones.
 759  */
 760 static void __split_bio(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 761 {
 762         struct clone_info ci;
 763
 764         ci.map = dm_get_table(md);
 765         if (!ci.map) {
 766                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 767                 return;
 768         }
 769
 770         ci.md = md;
 771         ci.bio = bio;
 772         ci.io = alloc_io(md);
 773         ci.io->error = 0;
 774         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
 775         ci.io->bio = bio;
 776         ci.io->md = md;
 777         ci.sector = bio->bi_sector;
 778         ci.sector_count = bio_sectors(bio);
 779         ci.idx = bio->bi_idx;
 780
 781         start_io_acct(ci.io);
 782         while (ci.sector_count)
 783                 __clone_and_map(&ci);
 784
 785         /* drop the extra reference count */
 786         dec_pending(ci.io, 0);
 787         dm_table_put(ci.map);
 788 }
 789 /*-----------------------------------------------------------------
 790  * CRUD END
 791  *---------------------------------------------------------------*/
 792
 793 /*
 794  * The request function that just remaps the bio built up by
 795  * dm_merge_bvec.
 796  */
 797 static int dm_request(request_queue_t *q, struct bio *bio)
 798 {
 799         int r;
 800         int rw = bio_data_dir(bio);
 801         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 802
 803         /*
 804          * There is no use in forwarding any barrier request since we can't
 805          * guarantee it is (or can be) handled by the targets correctly.
 806          */
 807         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
 808                 bio_endio(bio, bio->bi_size, -EOPNOTSUPP);
 809                 return 0;
 810         }
 811
 812         down_read(&md->io_lock);
 813
 814         disk_stat_inc(dm_disk(md), ios[rw]);
 815         disk_stat_add(dm_disk(md), sectors[rw], bio_sectors(bio));
 816
 817         /*
 818          * If we're suspended we have to queue
 819          * this io for later.
 820          */
 821         while (test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
 822                 up_read(&md->io_lock);
 823
 824                 if (bio_rw(bio) == READA) {
 825                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 826                         return 0;
 827                 }
 828
 829                 r = queue_io(md, bio);
 830                 if (r < 0) {
 831                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 832                         return 0;
 833
 834                 } else if (r == 0)
 835                         return 0;       /* deferred successfully */
 836
 837                 /*
 838                  * We're in a while loop, because someone could suspend
 839                  * before we get to the following read lock.
 840                  */
 841                 down_read(&md->io_lock);
 842         }
 843
 844         __split_bio(md, bio);
 845         up_read(&md->io_lock);
 846         return 0;
 847 }
 848
 849 static int dm_flush_all(request_queue_t *q, struct gendisk *disk,
 850                         sector_t *error_sector)
 851 {
 852         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 853         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 854         int ret = -ENXIO;
 855
 856         if (map) {
 857                 ret = dm_table_flush_all(map);
 858                 dm_table_put(map);
 859         }
 860
 861         return ret;
 862 }
 863
 864 static void dm_unplug_all(request_queue_t *q)
 865 {
 866         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 867         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 868
 869         if (map) {
 870                 dm_table_unplug_all(map);
 871                 dm_table_put(map);
 872         }
 873 }
 874
 875 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
 876 {
 877         int r;
 878         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
 879         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 880
 881         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
 882                 r = bdi_bits;
 883         else
 884                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
 885
 886         dm_table_put(map);
 887         return r;
 888 }
 889
 890 /*-----------------------------------------------------------------
 891  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
 892  *---------------------------------------------------------------*/
 893 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
 894
 895 static void free_minor(int minor)
 896 {
 897         spin_lock(&_minor_lock);
 898         idr_remove(&_minor_idr, minor);
 899         spin_unlock(&_minor_lock);
 900 }
 901
 902 /*
 903  * See if the device with a specific minor # is free.
 904  */
 905 static int specific_minor(struct mapped_device *md, int minor)
 906 {
 907         int r, m;
 908
 909         if (minor >= (1 << MINORBITS))
 910                 return -EINVAL;
 911
 912         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 913         if (!r)
 914                 return -ENOMEM;
 915
 916         spin_lock(&_minor_lock);
 917
 918         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
 919                 r = -EBUSY;
 920                 goto out;
 921         }
 922
 923         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
 924         if (r)
 925                 goto out;
 926
 927         if (m != minor) {
 928                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 929                 r = -EBUSY;
 930                 goto out;
 931         }
 932
 933 out:
 934         spin_unlock(&_minor_lock);
 935         return r;
 936 }
 937
 938 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, int *minor)
 939 {
 940         int r, m;
 941
 942         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 943         if (!r)
 944                 return -ENOMEM;
 945
 946         spin_lock(&_minor_lock);
 947
 948         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
 949         if (r) {
 950                 goto out;
 951         }
 952
 953         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
 954                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 955                 r = -ENOSPC;
 956                 goto out;
 957         }
 958
 959         *minor = m;
 960
 961 out:
 962         spin_unlock(&_minor_lock);
 963         return r;
 964 }
 965
 966 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
 967
 968 /*
 969  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
 970  */
 971 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
 972 {
 973         int r;
 974         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
 975         void *old_md;
 976
 977         if (!md) {
 978                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
 979                 return NULL;
 980         }
 981
 982         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 983                 goto bad0;
 984
 985         /* get a minor number for the dev */
 986         if (minor == DM_ANY_MINOR)
 987                 r = next_free_minor(md, &minor);
 988         else
 989                 r = specific_minor(md, minor);
 990         if (r < 0)
 991                 goto bad1;
 992
 993         memset(md, 0, sizeof(*md));
 994         init_rwsem(&md->io_lock);
 995         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
 996         spin_lock_init(&md->pushback_lock);
 997         rwlock_init(&md->map_lock);
 998         atomic_set(&md->holders, 1);
 999         atomic_set(&md->open_count, 0);
1000         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1001
1002         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1003         if (!md->queue)
1004                 goto bad1_free_minor;
1005
1006         md->queue->queuedata = md;
1007         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1008         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1009         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
1010         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1011         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
1012         md->queue->issue_flush_fn = dm_flush_all;
1013
1014         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
1015         if (!md->io_pool)
1016                 goto bad2;
1017
1018         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
1019         if (!md->tio_pool)
1020                 goto bad3;
1021
1022         md->bs = bioset_create(16, 16);
1023         if (!md->bs)
1024                 goto bad_no_bioset;
1025
1026         md->disk = alloc_disk(1);
1027         if (!md->disk)
1028                 goto bad4;
1029
1030         atomic_set(&md->pending, 0);
1031         init_waitqueue_head(&md->wait);
1032         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1033
1034         md->disk->major = _major;
1035         md->disk->first_minor = minor;
1036         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1037         md->disk->queue = md->queue;
1038         md->disk->private_data = md;
1039         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1040         add_disk(md->disk);
1041         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1042
1043         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1044         spin_lock(&_minor_lock);
1045         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1046         spin_unlock(&_minor_lock);
1047
1048         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1049
1050         return md;
1051
1052  bad4:
1053         bioset_free(md->bs);
1054  bad_no_bioset:
1055         mempool_destroy(md->tio_pool);
1056  bad3:
1057         mempool_destroy(md->io_pool);
1058  bad2:
1059         blk_cleanup_queue(md->queue);
1060  bad1_free_minor:
1061         free_minor(minor);
1062  bad1:
1063         module_put(THIS_MODULE);
1064  bad0:
1065         kfree(md);
1066         return NULL;
1067 }
1068
1069 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1070 {
1071         int minor = md->disk->first_minor;
1072
1073         if (md->suspended_bdev) {
1074                 thaw_bdev(md->suspended_bdev, NULL);
1075                 bdput(md->suspended_bdev);
1076         }
1077         mempool_destroy(md->tio_pool);
1078         mempool_destroy(md->io_pool);
1079         bioset_free(md->bs);
1080         del_gendisk(md->disk);
1081         free_minor(minor);
1082
1083         spin_lock(&_minor_lock);
1084         md->disk->private_data = NULL;
1085         spin_unlock(&_minor_lock);
1086
1087         put_disk(md->disk);
1088         blk_cleanup_queue(md->queue);
1089         module_put(THIS_MODULE);
1090         kfree(md);
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Bind a table to the device.
1095  */
1096 static void event_callback(void *context)
1097 {
1098         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1099
1100         atomic_inc(&md->event_nr);
1101         wake_up(&md->eventq);
1102 }
1103
1104 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1105 {
1106         set_capacity(md->disk, size);
1107
1108         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1109         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1110         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1111 }
1112
1113 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1114 {
1115         request_queue_t *q = md->queue;
1116         sector_t size;
1117
1118         size = dm_table_get_size(t);
1119
1120         /*
1121          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1122          */
1123         if (size != get_capacity(md->disk))
1124                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1125
1126         if (md->suspended_bdev)
1127                 __set_size(md, size);
1128         if (size == 0)
1129                 return 0;
1130
1131         dm_table_get(t);
1132         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1133
1134         write_lock(&md->map_lock);
1135         md->map = t;
1136         dm_table_set_restrictions(t, q);
1137         write_unlock(&md->map_lock);
1138
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 static void __unbind(struct mapped_device *md)
1143 {
1144         struct dm_table *map = md->map;
1145
1146         if (!map)
1147                 return;
1148
1149         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1150         write_lock(&md->map_lock);
1151         md->map = NULL;
1152         write_unlock(&md->map_lock);
1153         dm_table_put(map);
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Constructor for a new device.
1158  */
1159 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1160 {
1161         struct mapped_device *md;
1162
1163         md = alloc_dev(minor);
1164         if (!md)
1165                 return -ENXIO;
1166
1167         *result = md;
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1172 {
1173         struct mapped_device *md;
1174         unsigned minor = MINOR(dev);
1175
1176         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1177                 return NULL;
1178
1179         spin_lock(&_minor_lock);
1180
1181         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1182         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
1183                    (dm_disk(md)->first_minor != minor) ||
1184                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1185                 md = NULL;
1186                 goto out;
1187         }
1188
1189 out:
1190         spin_unlock(&_minor_lock);
1191
1192         return md;
1193 }
1194
1195 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1196 {
1197         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1198
1199         if (md)
1200                 dm_get(md);
1201
1202         return md;
1203 }
1204
1205 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1206 {
1207         return md->interface_ptr;
1208 }
1209
1210 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1211 {
1212         md->interface_ptr = ptr;
1213 }
1214
1215 void dm_get(struct mapped_device *md)
1216 {
1217         atomic_inc(&md->holders);
1218 }
1219
1220 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1221 {
1222         return md->name;
1223 }
1224 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1225
1226 void dm_put(struct mapped_device *md)
1227 {
1228         struct dm_table *map;
1229
1230         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1231
1232         if (atomic_dec_and_lock(&md->holders, &_minor_lock)) {
1233                 map = dm_get_table(md);
1234                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1235                 set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1236                 spin_unlock(&_minor_lock);
1237                 if (!dm_suspended(md)) {
1238                         dm_table_presuspend_targets(map);
1239                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1240                 }
1241                 __unbind(md);
1242                 dm_table_put(map);
1243                 free_dev(md);
1244         }
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
1247
1248 /*
1249  * Process the deferred bios
1250  */
1251 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1252 {
1253         struct bio *n;
1254
1255         while (c) {
1256                 n = c->bi_next;
1257                 c->bi_next = NULL;
1258                 __split_bio(md, c);
1259                 c = n;
1260         }
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Swap in a new table (destroying old one).
1265  */
1266 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1267 {
1268         int r = -EINVAL;
1269
1270         down(&md->suspend_lock);
1271
1272         /* device must be suspended */
1273         if (!dm_suspended(md))
1274                 goto out;
1275
1276         /* without bdev, the device size cannot be changed */
1277         if (!md->suspended_bdev)
1278                 if (get_capacity(md->disk) != dm_table_get_size(table))
1279                         goto out;
1280
1281         __unbind(md);
1282         r = __bind(md, table);
1283
1284 out:
1285         up(&md->suspend_lock);
1286         return r;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1291  * device.
1292  */
1293 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1294 {
1295         int r;
1296
1297         WARN_ON(md->frozen_sb);
1298
1299         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1300         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1301                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1302                 md->frozen_sb = NULL;
1303                 return r;
1304         }
1305
1306         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1307
1308         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1309          * to go away while it is locked.
1310          */
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1315 {
1316         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1317                 return;
1318
1319         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1320         md->frozen_sb = NULL;
1321         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1326  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1327  * the background.  Before the table can be swapped with
1328  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1329  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1330  */
1331 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
1332 {
1333         struct dm_table *map = NULL;
1334         unsigned long flags;
1335         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1336         struct bio *def;
1337         int r = -EINVAL;
1338         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
1339         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
1340
1341         down(&md->suspend_lock);
1342
1343         if (dm_suspended(md))
1344                 goto out_unlock;
1345
1346         map = dm_get_table(md);
1347
1348         /*
1349          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
1350          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
1351          */
1352         if (noflush)
1353                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1354
1355         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1356         dm_table_presuspend_targets(map);
1357
1358         /* bdget() can stall if the pending I/Os are not flushed */
1359         if (!noflush) {
1360                 md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1361                 if (!md->suspended_bdev) {
1362                         DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1363                         r = -ENOMEM;
1364                         goto flush_and_out;
1365                 }
1366         }
1367
1368         /*
1369          * Flush I/O to the device.
1370          * noflush supersedes do_lockfs, because lock_fs() needs to flush I/Os.
1371          */
1372         if (do_lockfs && !noflush) {
1373                 r = lock_fs(md);
1374                 if (r)
1375                         goto out;
1376         }
1377
1378         /*
1379          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1380          */
1381         down_write(&md->io_lock);
1382         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1383
1384         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1385         up_write(&md->io_lock);
1386
1387         /* unplug */
1388         if (map)
1389                 dm_table_unplug_all(map);
1390
1391         /*
1392          * Then we wait for the already mapped ios to
1393          * complete.
1394          */
1395         while (1) {
1396                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1397
1398                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1399                         break;
1400
1401                 io_schedule();
1402         }
1403         set_current_state(TASK_RUNNING);
1404
1405         down_write(&md->io_lock);
1406         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1407
1408         if (noflush) {
1409                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1410                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1411                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1412                 bio_list_init(&md->pushback);
1413                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1414         }
1415
1416         /* were we interrupted ? */
1417         r = -EINTR;
1418         if (atomic_read(&md->pending)) {
1419                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1420                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1421                 __flush_deferred_io(md, def);
1422                 up_write(&md->io_lock);
1423                 unlock_fs(md);
1424                 goto out; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
1425         }
1426         up_write(&md->io_lock);
1427
1428         dm_table_postsuspend_targets(map);
1429
1430         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1431
1432         r = 0;
1433
1434 flush_and_out:
1435         if (r && noflush) {
1436                 /*
1437                  * Because there may be already I/Os in the pushback list,
1438                  * flush them before return.
1439                  */
1440                 down_write(&md->io_lock);
1441
1442                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1443                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1444                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1445                 bio_list_init(&md->pushback);
1446                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1447
1448                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1449                 __flush_deferred_io(md, def);
1450                 up_write(&md->io_lock);
1451         }
1452
1453 out:
1454         if (r && md->suspended_bdev) {
1455                 bdput(md->suspended_bdev);
1456                 md->suspended_bdev = NULL;
1457         }
1458
1459         dm_table_put(map);
1460
1461 out_unlock:
1462         up(&md->suspend_lock);
1463         return r;
1464 }
1465
1466 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1467 {
1468         int r = -EINVAL;
1469         struct bio *def;
1470         struct dm_table *map = NULL;
1471
1472         down(&md->suspend_lock);
1473         if (!dm_suspended(md))
1474                 goto out;
1475
1476         map = dm_get_table(md);
1477         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1478                 goto out;
1479
1480         r = dm_table_resume_targets(map);
1481         if (r)
1482                 goto out;
1483
1484         down_write(&md->io_lock);
1485         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1486
1487         def = bio_list_get(&md->deferred);
1488         __flush_deferred_io(md, def);
1489         up_write(&md->io_lock);
1490
1491         unlock_fs(md);
1492
1493         if (md->suspended_bdev) {
1494                 bdput(md->suspended_bdev);
1495                 md->suspended_bdev = NULL;
1496         }
1497
1498         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1499
1500         dm_table_unplug_all(map);
1501
1502         kobject_uevent(&md->disk->kobj, KOBJ_CHANGE);
1503
1504         r = 0;
1505
1506 out:
1507         dm_table_put(map);
1508         up(&md->suspend_lock);
1509
1510         return r;
1511 }
1512
1513 /*-----------------------------------------------------------------
1514  * Event notification.
1515  *---------------------------------------------------------------*/
1516 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1517 {
1518         return atomic_read(&md->event_nr);
1519 }
1520
1521 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1522 {
1523         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1524                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1525 }
1526
1527 /*
1528  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1529  * count on 'md'.
1530  */
1531 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1532 {
1533         return md->disk;
1534 }
1535
1536 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1537 {
1538         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1539 }
1540
1541 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
1542 {
1543         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
1544         int r = __noflush_suspending(md);
1545
1546         dm_put(md);
1547
1548         return r;
1549 }
1550 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
1551
1552 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1553         .open = dm_blk_open,
1554         .release = dm_blk_close,
1555         .ioctl = dm_blk_ioctl,
1556         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1557         .owner = THIS_MODULE
1558 };
1559
1560 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1561
1562 /*
1563  * module hooks
1564  */
1565 module_init(dm_init);
1566 module_exit(dm_exit);
1567
1568 module_param(major, uint, 0);
1569 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1570 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1571 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1572 MODULE_LICENSE("GPL");