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