Merge branch 'upstream-jeff' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/romieu...
[pandora-kernel.git] / 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 #include "dm-uevent.h"
11
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/mutex.h>
15 #include <linux/moduleparam.h>
16 #include <linux/blkpg.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/buffer_head.h>
19 #include <linux/mempool.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/idr.h>
22 #include <linux/hdreg.h>
23 #include <linux/blktrace_api.h>
24 #include <linux/smp_lock.h>
25
26 #define DM_MSG_PREFIX "core"
27
28 static const char *_name = DM_NAME;
29
30 static unsigned int major = 0;
31 static unsigned int _major = 0;
32
33 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
34 /*
35  * One of these is allocated per bio.
36  */
37 struct dm_io {
38         struct mapped_device *md;
39         int error;
40         struct bio *bio;
41         atomic_t io_count;
42         unsigned long start_time;
43 };
44
45 /*
46  * One of these is allocated per target within a bio.  Hopefully
47  * this will be simplified out one day.
48  */
49 struct dm_target_io {
50         struct dm_io *io;
51         struct dm_target *ti;
52         union map_info info;
53 };
54
55 union map_info *dm_get_mapinfo(struct bio *bio)
56 {
57         if (bio && bio->bi_private)
58                 return &((struct dm_target_io *)bio->bi_private)->info;
59         return NULL;
60 }
61
62 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
63
64 /*
65  * Bits for the md->flags field.
66  */
67 #define DMF_BLOCK_IO 0
68 #define DMF_SUSPENDED 1
69 #define DMF_FROZEN 2
70 #define DMF_FREEING 3
71 #define DMF_DELETING 4
72 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
73
74 struct mapped_device {
75         struct rw_semaphore io_lock;
76         struct semaphore suspend_lock;
77         spinlock_t pushback_lock;
78         rwlock_t map_lock;
79         atomic_t holders;
80         atomic_t open_count;
81
82         unsigned long flags;
83
84         struct request_queue *queue;
85         struct gendisk *disk;
86         char name[16];
87
88         void *interface_ptr;
89
90         /*
91          * A list of ios that arrived while we were suspended.
92          */
93         atomic_t pending;
94         wait_queue_head_t wait;
95         struct bio_list deferred;
96         struct bio_list pushback;
97
98         /*
99          * The current mapping.
100          */
101         struct dm_table *map;
102
103         /*
104          * io objects are allocated from here.
105          */
106         mempool_t *io_pool;
107         mempool_t *tio_pool;
108
109         struct bio_set *bs;
110
111         /*
112          * Event handling.
113          */
114         atomic_t event_nr;
115         wait_queue_head_t eventq;
116         atomic_t uevent_seq;
117         struct list_head uevent_list;
118         spinlock_t uevent_lock; /* Protect access to uevent_list */
119
120         /*
121          * freeze/thaw support require holding onto a super block
122          */
123         struct super_block *frozen_sb;
124         struct block_device *suspended_bdev;
125
126         /* forced geometry settings */
127         struct hd_geometry geometry;
128 };
129
130 #define MIN_IOS 256
131 static struct kmem_cache *_io_cache;
132 static struct kmem_cache *_tio_cache;
133
134 static int __init local_init(void)
135 {
136         int r;
137
138         /* allocate a slab for the dm_ios */
139         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
140         if (!_io_cache)
141                 return -ENOMEM;
142
143         /* allocate a slab for the target ios */
144         _tio_cache = KMEM_CACHE(dm_target_io, 0);
145         if (!_tio_cache) {
146                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
147                 return -ENOMEM;
148         }
149
150         r = dm_uevent_init();
151         if (r) {
152                 kmem_cache_destroy(_tio_cache);
153                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
154                 return r;
155         }
156
157         _major = major;
158         r = register_blkdev(_major, _name);
159         if (r < 0) {
160                 kmem_cache_destroy(_tio_cache);
161                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
162                 dm_uevent_exit();
163                 return r;
164         }
165
166         if (!_major)
167                 _major = r;
168
169         return 0;
170 }
171
172 static void local_exit(void)
173 {
174         kmem_cache_destroy(_tio_cache);
175         kmem_cache_destroy(_io_cache);
176         unregister_blkdev(_major, _name);
177         dm_uevent_exit();
178
179         _major = 0;
180
181         DMINFO("cleaned up");
182 }
183
184 int (*_inits[])(void) __initdata = {
185         local_init,
186         dm_target_init,
187         dm_linear_init,
188         dm_stripe_init,
189         dm_interface_init,
190 };
191
192 void (*_exits[])(void) = {
193         local_exit,
194         dm_target_exit,
195         dm_linear_exit,
196         dm_stripe_exit,
197         dm_interface_exit,
198 };
199
200 static int __init dm_init(void)
201 {
202         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
203
204         int r, i;
205
206         for (i = 0; i < count; i++) {
207                 r = _inits[i]();
208                 if (r)
209                         goto bad;
210         }
211
212         return 0;
213
214       bad:
215         while (i--)
216                 _exits[i]();
217
218         return r;
219 }
220
221 static void __exit dm_exit(void)
222 {
223         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
224
225         while (i--)
226                 _exits[i]();
227 }
228
229 /*
230  * Block device functions
231  */
232 static int dm_blk_open(struct inode *inode, struct file *file)
233 {
234         struct mapped_device *md;
235
236         spin_lock(&_minor_lock);
237
238         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
239         if (!md)
240                 goto out;
241
242         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
243             test_bit(DMF_DELETING, &md->flags)) {
244                 md = NULL;
245                 goto out;
246         }
247
248         dm_get(md);
249         atomic_inc(&md->open_count);
250
251 out:
252         spin_unlock(&_minor_lock);
253
254         return md ? 0 : -ENXIO;
255 }
256
257 static int dm_blk_close(struct inode *inode, struct file *file)
258 {
259         struct mapped_device *md;
260
261         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
262         atomic_dec(&md->open_count);
263         dm_put(md);
264         return 0;
265 }
266
267 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
268 {
269         return atomic_read(&md->open_count);
270 }
271
272 /*
273  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
274  */
275 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md)
276 {
277         int r = 0;
278
279         spin_lock(&_minor_lock);
280
281         if (dm_open_count(md))
282                 r = -EBUSY;
283         else
284                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
285
286         spin_unlock(&_minor_lock);
287
288         return r;
289 }
290
291 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
292 {
293         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
294
295         return dm_get_geometry(md, geo);
296 }
297
298 static int dm_blk_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,
299                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
300 {
301         struct mapped_device *md;
302         struct dm_table *map;
303         struct dm_target *tgt;
304         int r = -ENOTTY;
305
306         /* We don't really need this lock, but we do need 'inode'. */
307         unlock_kernel();
308
309         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
310
311         map = dm_get_table(md);
312
313         if (!map || !dm_table_get_size(map))
314                 goto out;
315
316         /* We only support devices that have a single target */
317         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
318                 goto out;
319
320         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
321
322         if (dm_suspended(md)) {
323                 r = -EAGAIN;
324                 goto out;
325         }
326
327         if (tgt->type->ioctl)
328                 r = tgt->type->ioctl(tgt, inode, file, cmd, arg);
329
330 out:
331         dm_table_put(map);
332
333         lock_kernel();
334         return r;
335 }
336
337 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
338 {
339         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
340 }
341
342 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
343 {
344         mempool_free(io, md->io_pool);
345 }
346
347 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct mapped_device *md)
348 {
349         return mempool_alloc(md->tio_pool, GFP_NOIO);
350 }
351
352 static void free_tio(struct mapped_device *md, struct dm_target_io *tio)
353 {
354         mempool_free(tio, md->tio_pool);
355 }
356
357 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
358 {
359         struct mapped_device *md = io->md;
360
361         io->start_time = jiffies;
362
363         preempt_disable();
364         disk_round_stats(dm_disk(md));
365         preempt_enable();
366         dm_disk(md)->in_flight = atomic_inc_return(&md->pending);
367 }
368
369 static int end_io_acct(struct dm_io *io)
370 {
371         struct mapped_device *md = io->md;
372         struct bio *bio = io->bio;
373         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
374         int pending;
375         int rw = bio_data_dir(bio);
376
377         preempt_disable();
378         disk_round_stats(dm_disk(md));
379         preempt_enable();
380         dm_disk(md)->in_flight = pending = atomic_dec_return(&md->pending);
381
382         disk_stat_add(dm_disk(md), ticks[rw], duration);
383
384         return !pending;
385 }
386
387 /*
388  * Add the bio to the list of deferred io.
389  */
390 static int queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
391 {
392         down_write(&md->io_lock);
393
394         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
395                 up_write(&md->io_lock);
396                 return 1;
397         }
398
399         bio_list_add(&md->deferred, bio);
400
401         up_write(&md->io_lock);
402         return 0;               /* deferred successfully */
403 }
404
405 /*
406  * Everyone (including functions in this file), should use this
407  * function to access the md->map field, and make sure they call
408  * dm_table_put() when finished.
409  */
410 struct dm_table *dm_get_table(struct mapped_device *md)
411 {
412         struct dm_table *t;
413
414         read_lock(&md->map_lock);
415         t = md->map;
416         if (t)
417                 dm_table_get(t);
418         read_unlock(&md->map_lock);
419
420         return t;
421 }
422
423 /*
424  * Get the geometry associated with a dm device
425  */
426 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
427 {
428         *geo = md->geometry;
429
430         return 0;
431 }
432
433 /*
434  * Set the geometry of a device.
435  */
436 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
437 {
438         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
439
440         if (geo->start > sz) {
441                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
442                 return -EINVAL;
443         }
444
445         md->geometry = *geo;
446
447         return 0;
448 }
449
450 /*-----------------------------------------------------------------
451  * CRUD START:
452  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
453  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
454  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
455  *   interests of getting something for people to use I give
456  *   you this clearly demarcated crap.
457  *---------------------------------------------------------------*/
458
459 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
460 {
461         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
462 }
463
464 /*
465  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
466  * cloned into, completing the original io if necc.
467  */
468 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
469 {
470         unsigned long flags;
471
472         /* Push-back supersedes any I/O errors */
473         if (error && !(io->error > 0 && __noflush_suspending(io->md)))
474                 io->error = error;
475
476         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
477                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
478                         /*
479                          * Target requested pushing back the I/O.
480                          * This must be handled before the sleeper on
481                          * suspend queue merges the pushback list.
482                          */
483                         spin_lock_irqsave(&io->md->pushback_lock, flags);
484                         if (__noflush_suspending(io->md))
485                                 bio_list_add(&io->md->pushback, io->bio);
486                         else
487                                 /* noflush suspend was interrupted. */
488                                 io->error = -EIO;
489                         spin_unlock_irqrestore(&io->md->pushback_lock, flags);
490                 }
491
492                 if (end_io_acct(io))
493                         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
494                         wake_up(&io->md->wait);
495
496                 if (io->error != DM_ENDIO_REQUEUE) {
497                         blk_add_trace_bio(io->md->queue, io->bio,
498                                           BLK_TA_COMPLETE);
499
500                         bio_endio(io->bio, io->error);
501                 }
502
503                 free_io(io->md, io);
504         }
505 }
506
507 static void clone_endio(struct bio *bio, int error)
508 {
509         int r = 0;
510         struct dm_target_io *tio = bio->bi_private;
511         struct mapped_device *md = tio->io->md;
512         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
513
514         if (!bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
515                 error = -EIO;
516
517         if (endio) {
518                 r = endio(tio->ti, bio, error, &tio->info);
519                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
520                         /*
521                          * error and requeue request are handled
522                          * in dec_pending().
523                          */
524                         error = r;
525                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
526                         /* The target will handle the io */
527                         return;
528                 else if (r) {
529                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
530                         BUG();
531                 }
532         }
533
534         dec_pending(tio->io, error);
535
536         /*
537          * Store md for cleanup instead of tio which is about to get freed.
538          */
539         bio->bi_private = md->bs;
540
541         bio_put(bio);
542         free_tio(md, tio);
543 }
544
545 static sector_t max_io_len(struct mapped_device *md,
546                            sector_t sector, struct dm_target *ti)
547 {
548         sector_t offset = sector - ti->begin;
549         sector_t len = ti->len - offset;
550
551         /*
552          * Does the target need to split even further ?
553          */
554         if (ti->split_io) {
555                 sector_t boundary;
556                 boundary = ((offset + ti->split_io) & ~(ti->split_io - 1))
557                            - offset;
558                 if (len > boundary)
559                         len = boundary;
560         }
561
562         return len;
563 }
564
565 static void __map_bio(struct dm_target *ti, struct bio *clone,
566                       struct dm_target_io *tio)
567 {
568         int r;
569         sector_t sector;
570         struct mapped_device *md;
571
572         /*
573          * Sanity checks.
574          */
575         BUG_ON(!clone->bi_size);
576
577         clone->bi_end_io = clone_endio;
578         clone->bi_private = tio;
579
580         /*
581          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
582          * anything, the target has assumed ownership of
583          * this io.
584          */
585         atomic_inc(&tio->io->io_count);
586         sector = clone->bi_sector;
587         r = ti->type->map(ti, clone, &tio->info);
588         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
589                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
590
591                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
592                                     tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev,
593                                     clone->bi_sector, sector);
594
595                 generic_make_request(clone);
596         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
597                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
598                 md = tio->io->md;
599                 dec_pending(tio->io, r);
600                 /*
601                  * Store bio_set for cleanup.
602                  */
603                 clone->bi_private = md->bs;
604                 bio_put(clone);
605                 free_tio(md, tio);
606         } else if (r) {
607                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
608                 BUG();
609         }
610 }
611
612 struct clone_info {
613         struct mapped_device *md;
614         struct dm_table *map;
615         struct bio *bio;
616         struct dm_io *io;
617         sector_t sector;
618         sector_t sector_count;
619         unsigned short idx;
620 };
621
622 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
623 {
624         struct bio_set *bs = bio->bi_private;
625
626         bio_free(bio, bs);
627 }
628
629 /*
630  * Creates a little bio that is just does part of a bvec.
631  */
632 static struct bio *split_bvec(struct bio *bio, sector_t sector,
633                               unsigned short idx, unsigned int offset,
634                               unsigned int len, struct bio_set *bs)
635 {
636         struct bio *clone;
637         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
638
639         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 1, bs);
640         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
641         *clone->bi_io_vec = *bv;
642
643         clone->bi_sector = sector;
644         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
645         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
646         clone->bi_vcnt = 1;
647         clone->bi_size = to_bytes(len);
648         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
649         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
650
651         return clone;
652 }
653
654 /*
655  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
656  */
657 static struct bio *clone_bio(struct bio *bio, sector_t sector,
658                              unsigned short idx, unsigned short bv_count,
659                              unsigned int len, struct bio_set *bs)
660 {
661         struct bio *clone;
662
663         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio->bi_max_vecs, bs);
664         __bio_clone(clone, bio);
665         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
666         clone->bi_sector = sector;
667         clone->bi_idx = idx;
668         clone->bi_vcnt = idx + bv_count;
669         clone->bi_size = to_bytes(len);
670         clone->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
671
672         return clone;
673 }
674
675 static void __clone_and_map(struct clone_info *ci)
676 {
677         struct bio *clone, *bio = ci->bio;
678         struct dm_target *ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
679         sector_t len = 0, max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
680         struct dm_target_io *tio;
681
682         /*
683          * Allocate a target io object.
684          */
685         tio = alloc_tio(ci->md);
686         tio->io = ci->io;
687         tio->ti = ti;
688         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
689
690         if (ci->sector_count <= max) {
691                 /*
692                  * Optimise for the simple case where we can do all of
693                  * the remaining io with a single clone.
694                  */
695                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx,
696                                   bio->bi_vcnt - ci->idx, ci->sector_count,
697                                   ci->md->bs);
698                 __map_bio(ti, clone, tio);
699                 ci->sector_count = 0;
700
701         } else if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
702                 /*
703                  * There are some bvecs that don't span targets.
704                  * Do as many of these as possible.
705                  */
706                 int i;
707                 sector_t remaining = max;
708                 sector_t bv_len;
709
710                 for (i = ci->idx; remaining && (i < bio->bi_vcnt); i++) {
711                         bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[i].bv_len);
712
713                         if (bv_len > remaining)
714                                 break;
715
716                         remaining -= bv_len;
717                         len += bv_len;
718                 }
719
720                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx, i - ci->idx, len,
721                                   ci->md->bs);
722                 __map_bio(ti, clone, tio);
723
724                 ci->sector += len;
725                 ci->sector_count -= len;
726                 ci->idx = i;
727
728         } else {
729                 /*
730                  * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
731                  */
732                 struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
733                 sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
734                 unsigned int offset = 0;
735
736                 do {
737                         if (offset) {
738                                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
739                                 max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
740
741                                 tio = alloc_tio(ci->md);
742                                 tio->io = ci->io;
743                                 tio->ti = ti;
744                                 memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
745                         }
746
747                         len = min(remaining, max);
748
749                         clone = split_bvec(bio, ci->sector, ci->idx,
750                                            bv->bv_offset + offset, len,
751                                            ci->md->bs);
752
753                         __map_bio(ti, clone, tio);
754
755                         ci->sector += len;
756                         ci->sector_count -= len;
757                         offset += to_bytes(len);
758                 } while (remaining -= len);
759
760                 ci->idx++;
761         }
762 }
763
764 /*
765  * Split the bio into several clones.
766  */
767 static int __split_bio(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
768 {
769         struct clone_info ci;
770
771         ci.map = dm_get_table(md);
772         if (unlikely(!ci.map))
773                 return -EIO;
774
775         ci.md = md;
776         ci.bio = bio;
777         ci.io = alloc_io(md);
778         ci.io->error = 0;
779         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
780         ci.io->bio = bio;
781         ci.io->md = md;
782         ci.sector = bio->bi_sector;
783         ci.sector_count = bio_sectors(bio);
784         ci.idx = bio->bi_idx;
785
786         start_io_acct(ci.io);
787         while (ci.sector_count)
788                 __clone_and_map(&ci);
789
790         /* drop the extra reference count */
791         dec_pending(ci.io, 0);
792         dm_table_put(ci.map);
793
794         return 0;
795 }
796 /*-----------------------------------------------------------------
797  * CRUD END
798  *---------------------------------------------------------------*/
799
800 /*
801  * The request function that just remaps the bio built up by
802  * dm_merge_bvec.
803  */
804 static int dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
805 {
806         int r = -EIO;
807         int rw = bio_data_dir(bio);
808         struct mapped_device *md = q->queuedata;
809
810         /*
811          * There is no use in forwarding any barrier request since we can't
812          * guarantee it is (or can be) handled by the targets correctly.
813          */
814         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
815                 bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
816                 return 0;
817         }
818
819         down_read(&md->io_lock);
820
821         disk_stat_inc(dm_disk(md), ios[rw]);
822         disk_stat_add(dm_disk(md), sectors[rw], bio_sectors(bio));
823
824         /*
825          * If we're suspended we have to queue
826          * this io for later.
827          */
828         while (test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
829                 up_read(&md->io_lock);
830
831                 if (bio_rw(bio) != READA)
832                         r = queue_io(md, bio);
833
834                 if (r <= 0)
835                         goto out_req;
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         r = __split_bio(md, bio);
845         up_read(&md->io_lock);
846
847 out_req:
848         if (r < 0)
849                 bio_io_error(bio);
850
851         return 0;
852 }
853
854 static void dm_unplug_all(struct request_queue *q)
855 {
856         struct mapped_device *md = q->queuedata;
857         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
858
859         if (map) {
860                 dm_table_unplug_all(map);
861                 dm_table_put(map);
862         }
863 }
864
865 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
866 {
867         int r;
868         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
869         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
870
871         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
872                 r = bdi_bits;
873         else
874                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
875
876         dm_table_put(map);
877         return r;
878 }
879
880 /*-----------------------------------------------------------------
881  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
882  *---------------------------------------------------------------*/
883 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
884
885 static void free_minor(int minor)
886 {
887         spin_lock(&_minor_lock);
888         idr_remove(&_minor_idr, minor);
889         spin_unlock(&_minor_lock);
890 }
891
892 /*
893  * See if the device with a specific minor # is free.
894  */
895 static int specific_minor(struct mapped_device *md, int minor)
896 {
897         int r, m;
898
899         if (minor >= (1 << MINORBITS))
900                 return -EINVAL;
901
902         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
903         if (!r)
904                 return -ENOMEM;
905
906         spin_lock(&_minor_lock);
907
908         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
909                 r = -EBUSY;
910                 goto out;
911         }
912
913         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
914         if (r)
915                 goto out;
916
917         if (m != minor) {
918                 idr_remove(&_minor_idr, m);
919                 r = -EBUSY;
920                 goto out;
921         }
922
923 out:
924         spin_unlock(&_minor_lock);
925         return r;
926 }
927
928 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, int *minor)
929 {
930         int r, m;
931
932         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
933         if (!r)
934                 return -ENOMEM;
935
936         spin_lock(&_minor_lock);
937
938         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
939         if (r) {
940                 goto out;
941         }
942
943         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
944                 idr_remove(&_minor_idr, m);
945                 r = -ENOSPC;
946                 goto out;
947         }
948
949         *minor = m;
950
951 out:
952         spin_unlock(&_minor_lock);
953         return r;
954 }
955
956 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
957
958 /*
959  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
960  */
961 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
962 {
963         int r;
964         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
965         void *old_md;
966
967         if (!md) {
968                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
969                 return NULL;
970         }
971
972         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
973                 goto bad0;
974
975         /* get a minor number for the dev */
976         if (minor == DM_ANY_MINOR)
977                 r = next_free_minor(md, &minor);
978         else
979                 r = specific_minor(md, minor);
980         if (r < 0)
981                 goto bad1;
982
983         memset(md, 0, sizeof(*md));
984         init_rwsem(&md->io_lock);
985         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
986         spin_lock_init(&md->pushback_lock);
987         rwlock_init(&md->map_lock);
988         atomic_set(&md->holders, 1);
989         atomic_set(&md->open_count, 0);
990         atomic_set(&md->event_nr, 0);
991         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
992         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
993         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
994
995         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
996         if (!md->queue)
997                 goto bad1_free_minor;
998
999         md->queue->queuedata = md;
1000         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1001         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1002         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
1003         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1004         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
1005
1006         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
1007         if (!md->io_pool)
1008                 goto bad2;
1009
1010         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
1011         if (!md->tio_pool)
1012                 goto bad3;
1013
1014         md->bs = bioset_create(16, 16);
1015         if (!md->bs)
1016                 goto bad_no_bioset;
1017
1018         md->disk = alloc_disk(1);
1019         if (!md->disk)
1020                 goto bad4;
1021
1022         atomic_set(&md->pending, 0);
1023         init_waitqueue_head(&md->wait);
1024         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1025
1026         md->disk->major = _major;
1027         md->disk->first_minor = minor;
1028         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1029         md->disk->queue = md->queue;
1030         md->disk->private_data = md;
1031         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1032         add_disk(md->disk);
1033         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1034
1035         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1036         spin_lock(&_minor_lock);
1037         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1038         spin_unlock(&_minor_lock);
1039
1040         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1041
1042         return md;
1043
1044  bad4:
1045         bioset_free(md->bs);
1046  bad_no_bioset:
1047         mempool_destroy(md->tio_pool);
1048  bad3:
1049         mempool_destroy(md->io_pool);
1050  bad2:
1051         blk_cleanup_queue(md->queue);
1052  bad1_free_minor:
1053         free_minor(minor);
1054  bad1:
1055         module_put(THIS_MODULE);
1056  bad0:
1057         kfree(md);
1058         return NULL;
1059 }
1060
1061 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1062
1063 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1064 {
1065         int minor = md->disk->first_minor;
1066
1067         if (md->suspended_bdev) {
1068                 unlock_fs(md);
1069                 bdput(md->suspended_bdev);
1070         }
1071         mempool_destroy(md->tio_pool);
1072         mempool_destroy(md->io_pool);
1073         bioset_free(md->bs);
1074         del_gendisk(md->disk);
1075         free_minor(minor);
1076
1077         spin_lock(&_minor_lock);
1078         md->disk->private_data = NULL;
1079         spin_unlock(&_minor_lock);
1080
1081         put_disk(md->disk);
1082         blk_cleanup_queue(md->queue);
1083         module_put(THIS_MODULE);
1084         kfree(md);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Bind a table to the device.
1089  */
1090 static void event_callback(void *context)
1091 {
1092         unsigned long flags;
1093         LIST_HEAD(uevents);
1094         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1095
1096         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
1097         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
1098         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
1099
1100         dm_send_uevents(&uevents, &md->disk->kobj);
1101
1102         atomic_inc(&md->event_nr);
1103         wake_up(&md->eventq);
1104 }
1105
1106 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1107 {
1108         set_capacity(md->disk, size);
1109
1110         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1111         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1112         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1113 }
1114
1115 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1116 {
1117         struct request_queue *q = md->queue;
1118         sector_t size;
1119
1120         size = dm_table_get_size(t);
1121
1122         /*
1123          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1124          */
1125         if (size != get_capacity(md->disk))
1126                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1127
1128         if (md->suspended_bdev)
1129                 __set_size(md, size);
1130         if (size == 0)
1131                 return 0;
1132
1133         dm_table_get(t);
1134         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1135
1136         write_lock(&md->map_lock);
1137         md->map = t;
1138         dm_table_set_restrictions(t, q);
1139         write_unlock(&md->map_lock);
1140
1141         return 0;
1142 }
1143
1144 static void __unbind(struct mapped_device *md)
1145 {
1146         struct dm_table *map = md->map;
1147
1148         if (!map)
1149                 return;
1150
1151         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1152         write_lock(&md->map_lock);
1153         md->map = NULL;
1154         write_unlock(&md->map_lock);
1155         dm_table_put(map);
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Constructor for a new device.
1160  */
1161 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1162 {
1163         struct mapped_device *md;
1164
1165         md = alloc_dev(minor);
1166         if (!md)
1167                 return -ENXIO;
1168
1169         *result = md;
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1174 {
1175         struct mapped_device *md;
1176         unsigned minor = MINOR(dev);
1177
1178         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1179                 return NULL;
1180
1181         spin_lock(&_minor_lock);
1182
1183         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1184         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
1185                    (dm_disk(md)->first_minor != minor) ||
1186                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1187                 md = NULL;
1188                 goto out;
1189         }
1190
1191 out:
1192         spin_unlock(&_minor_lock);
1193
1194         return md;
1195 }
1196
1197 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1198 {
1199         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1200
1201         if (md)
1202                 dm_get(md);
1203
1204         return md;
1205 }
1206
1207 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1208 {
1209         return md->interface_ptr;
1210 }
1211
1212 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1213 {
1214         md->interface_ptr = ptr;
1215 }
1216
1217 void dm_get(struct mapped_device *md)
1218 {
1219         atomic_inc(&md->holders);
1220 }
1221
1222 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1223 {
1224         return md->name;
1225 }
1226 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1227
1228 void dm_put(struct mapped_device *md)
1229 {
1230         struct dm_table *map;
1231
1232         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1233
1234         if (atomic_dec_and_lock(&md->holders, &_minor_lock)) {
1235                 map = dm_get_table(md);
1236                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1237                 set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1238                 spin_unlock(&_minor_lock);
1239                 if (!dm_suspended(md)) {
1240                         dm_table_presuspend_targets(map);
1241                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1242                 }
1243                 __unbind(md);
1244                 dm_table_put(map);
1245                 free_dev(md);
1246         }
1247 }
1248 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
1249
1250 /*
1251  * Process the deferred bios
1252  */
1253 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1254 {
1255         struct bio *n;
1256
1257         while (c) {
1258                 n = c->bi_next;
1259                 c->bi_next = NULL;
1260                 if (__split_bio(md, c))
1261                         bio_io_error(c);
1262                 c = n;
1263         }
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Swap in a new table (destroying old one).
1268  */
1269 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1270 {
1271         int r = -EINVAL;
1272
1273         down(&md->suspend_lock);
1274
1275         /* device must be suspended */
1276         if (!dm_suspended(md))
1277                 goto out;
1278
1279         /* without bdev, the device size cannot be changed */
1280         if (!md->suspended_bdev)
1281                 if (get_capacity(md->disk) != dm_table_get_size(table))
1282                         goto out;
1283
1284         __unbind(md);
1285         r = __bind(md, table);
1286
1287 out:
1288         up(&md->suspend_lock);
1289         return r;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1294  * device.
1295  */
1296 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1297 {
1298         int r;
1299
1300         WARN_ON(md->frozen_sb);
1301
1302         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1303         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1304                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1305                 md->frozen_sb = NULL;
1306                 return r;
1307         }
1308
1309         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1310
1311         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1312          * to go away while it is locked.
1313          */
1314         return 0;
1315 }
1316
1317 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1318 {
1319         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1320                 return;
1321
1322         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1323         md->frozen_sb = NULL;
1324         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1325 }
1326
1327 /*
1328  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1329  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1330  * the background.  Before the table can be swapped with
1331  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1332  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1333  */
1334 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
1335 {
1336         struct dm_table *map = NULL;
1337         unsigned long flags;
1338         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1339         struct bio *def;
1340         int r = -EINVAL;
1341         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
1342         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
1343
1344         down(&md->suspend_lock);
1345
1346         if (dm_suspended(md))
1347                 goto out_unlock;
1348
1349         map = dm_get_table(md);
1350
1351         /*
1352          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
1353          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
1354          */
1355         if (noflush)
1356                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1357
1358         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1359         dm_table_presuspend_targets(map);
1360
1361         /* bdget() can stall if the pending I/Os are not flushed */
1362         if (!noflush) {
1363                 md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1364                 if (!md->suspended_bdev) {
1365                         DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1366                         r = -ENOMEM;
1367                         goto flush_and_out;
1368                 }
1369         }
1370
1371         /*
1372          * Flush I/O to the device.
1373          * noflush supersedes do_lockfs, because lock_fs() needs to flush I/Os.
1374          */
1375         if (do_lockfs && !noflush) {
1376                 r = lock_fs(md);
1377                 if (r)
1378                         goto out;
1379         }
1380
1381         /*
1382          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1383          */
1384         down_write(&md->io_lock);
1385         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1386
1387         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1388         up_write(&md->io_lock);
1389
1390         /* unplug */
1391         if (map)
1392                 dm_table_unplug_all(map);
1393
1394         /*
1395          * Then we wait for the already mapped ios to
1396          * complete.
1397          */
1398         while (1) {
1399                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1400
1401                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1402                         break;
1403
1404                 io_schedule();
1405         }
1406         set_current_state(TASK_RUNNING);
1407
1408         down_write(&md->io_lock);
1409         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1410
1411         if (noflush) {
1412                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1413                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1414                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1415                 bio_list_init(&md->pushback);
1416                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1417         }
1418
1419         /* were we interrupted ? */
1420         r = -EINTR;
1421         if (atomic_read(&md->pending)) {
1422                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1423                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1424                 __flush_deferred_io(md, def);
1425                 up_write(&md->io_lock);
1426                 unlock_fs(md);
1427                 goto out; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
1428         }
1429         up_write(&md->io_lock);
1430
1431         dm_table_postsuspend_targets(map);
1432
1433         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1434
1435         r = 0;
1436
1437 flush_and_out:
1438         if (r && noflush) {
1439                 /*
1440                  * Because there may be already I/Os in the pushback list,
1441                  * flush them before return.
1442                  */
1443                 down_write(&md->io_lock);
1444
1445                 spin_lock_irqsave(&md->pushback_lock, flags);
1446                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
1447                 bio_list_merge_head(&md->deferred, &md->pushback);
1448                 bio_list_init(&md->pushback);
1449                 spin_unlock_irqrestore(&md->pushback_lock, flags);
1450
1451                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1452                 __flush_deferred_io(md, def);
1453                 up_write(&md->io_lock);
1454         }
1455
1456 out:
1457         if (r && md->suspended_bdev) {
1458                 bdput(md->suspended_bdev);
1459                 md->suspended_bdev = NULL;
1460         }
1461
1462         dm_table_put(map);
1463
1464 out_unlock:
1465         up(&md->suspend_lock);
1466         return r;
1467 }
1468
1469 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1470 {
1471         int r = -EINVAL;
1472         struct bio *def;
1473         struct dm_table *map = NULL;
1474
1475         down(&md->suspend_lock);
1476         if (!dm_suspended(md))
1477                 goto out;
1478
1479         map = dm_get_table(md);
1480         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1481                 goto out;
1482
1483         r = dm_table_resume_targets(map);
1484         if (r)
1485                 goto out;
1486
1487         down_write(&md->io_lock);
1488         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1489
1490         def = bio_list_get(&md->deferred);
1491         __flush_deferred_io(md, def);
1492         up_write(&md->io_lock);
1493
1494         unlock_fs(md);
1495
1496         if (md->suspended_bdev) {
1497                 bdput(md->suspended_bdev);
1498                 md->suspended_bdev = NULL;
1499         }
1500
1501         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1502
1503         dm_table_unplug_all(map);
1504
1505         kobject_uevent(&md->disk->kobj, KOBJ_CHANGE);
1506
1507         r = 0;
1508
1509 out:
1510         dm_table_put(map);
1511         up(&md->suspend_lock);
1512
1513         return r;
1514 }
1515
1516 /*-----------------------------------------------------------------
1517  * Event notification.
1518  *---------------------------------------------------------------*/
1519 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
1520 {
1521         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
1522 }
1523
1524 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1525 {
1526         return atomic_read(&md->event_nr);
1527 }
1528
1529 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1530 {
1531         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1532                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1533 }
1534
1535 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
1536 {
1537         unsigned long flags;
1538
1539         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
1540         list_add(elist, &md->uevent_list);
1541         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1546  * count on 'md'.
1547  */
1548 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1549 {
1550         return md->disk;
1551 }
1552
1553 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1554 {
1555         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1556 }
1557
1558 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
1559 {
1560         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
1561         int r = __noflush_suspending(md);
1562
1563         dm_put(md);
1564
1565         return r;
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
1568
1569 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1570         .open = dm_blk_open,
1571         .release = dm_blk_close,
1572         .ioctl = dm_blk_ioctl,
1573         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1574         .owner = THIS_MODULE
1575 };
1576
1577 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1578
1579 /*
1580  * module hooks
1581  */
1582 module_init(dm_init);
1583 module_exit(dm_exit);
1584
1585 module_param(major, uint, 0);
1586 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1587 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1588 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1589 MODULE_LICENSE("GPL");