Merge branch 'syscore' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael/suspen...
[pandora-kernel.git] / drivers / md / dm-raid1.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 Sistina Software Limited.
3  * Copyright (C) 2005-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm-bio-record.h"
9
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/mempool.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/pagemap.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/workqueue.h>
16 #include <linux/device-mapper.h>
17 #include <linux/dm-io.h>
18 #include <linux/dm-dirty-log.h>
19 #include <linux/dm-kcopyd.h>
20 #include <linux/dm-region-hash.h>
21
22 #define DM_MSG_PREFIX "raid1"
23
24 #define MAX_RECOVERY 1  /* Maximum number of regions recovered in parallel. */
25 #define DM_IO_PAGES 64
26 #define DM_KCOPYD_PAGES 64
27
28 #define DM_RAID1_HANDLE_ERRORS 0x01
29 #define errors_handled(p)       ((p)->features & DM_RAID1_HANDLE_ERRORS)
30
31 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(_kmirrord_recovery_stopped);
32
33 /*-----------------------------------------------------------------
34  * Mirror set structures.
35  *---------------------------------------------------------------*/
36 enum dm_raid1_error {
37         DM_RAID1_WRITE_ERROR,
38         DM_RAID1_FLUSH_ERROR,
39         DM_RAID1_SYNC_ERROR,
40         DM_RAID1_READ_ERROR
41 };
42
43 struct mirror {
44         struct mirror_set *ms;
45         atomic_t error_count;
46         unsigned long error_type;
47         struct dm_dev *dev;
48         sector_t offset;
49 };
50
51 struct mirror_set {
52         struct dm_target *ti;
53         struct list_head list;
54
55         uint64_t features;
56
57         spinlock_t lock;        /* protects the lists */
58         struct bio_list reads;
59         struct bio_list writes;
60         struct bio_list failures;
61         struct bio_list holds;  /* bios are waiting until suspend */
62
63         struct dm_region_hash *rh;
64         struct dm_kcopyd_client *kcopyd_client;
65         struct dm_io_client *io_client;
66         mempool_t *read_record_pool;
67
68         /* recovery */
69         region_t nr_regions;
70         int in_sync;
71         int log_failure;
72         int leg_failure;
73         atomic_t suspend;
74
75         atomic_t default_mirror;        /* Default mirror */
76
77         struct workqueue_struct *kmirrord_wq;
78         struct work_struct kmirrord_work;
79         struct timer_list timer;
80         unsigned long timer_pending;
81
82         struct work_struct trigger_event;
83
84         unsigned nr_mirrors;
85         struct mirror mirror[0];
86 };
87
88 static void wakeup_mirrord(void *context)
89 {
90         struct mirror_set *ms = context;
91
92         queue_work(ms->kmirrord_wq, &ms->kmirrord_work);
93 }
94
95 static void delayed_wake_fn(unsigned long data)
96 {
97         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) data;
98
99         clear_bit(0, &ms->timer_pending);
100         wakeup_mirrord(ms);
101 }
102
103 static void delayed_wake(struct mirror_set *ms)
104 {
105         if (test_and_set_bit(0, &ms->timer_pending))
106                 return;
107
108         ms->timer.expires = jiffies + HZ / 5;
109         ms->timer.data = (unsigned long) ms;
110         ms->timer.function = delayed_wake_fn;
111         add_timer(&ms->timer);
112 }
113
114 static void wakeup_all_recovery_waiters(void *context)
115 {
116         wake_up_all(&_kmirrord_recovery_stopped);
117 }
118
119 static void queue_bio(struct mirror_set *ms, struct bio *bio, int rw)
120 {
121         unsigned long flags;
122         int should_wake = 0;
123         struct bio_list *bl;
124
125         bl = (rw == WRITE) ? &ms->writes : &ms->reads;
126         spin_lock_irqsave(&ms->lock, flags);
127         should_wake = !(bl->head);
128         bio_list_add(bl, bio);
129         spin_unlock_irqrestore(&ms->lock, flags);
130
131         if (should_wake)
132                 wakeup_mirrord(ms);
133 }
134
135 static void dispatch_bios(void *context, struct bio_list *bio_list)
136 {
137         struct mirror_set *ms = context;
138         struct bio *bio;
139
140         while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
141                 queue_bio(ms, bio, WRITE);
142 }
143
144 #define MIN_READ_RECORDS 20
145 struct dm_raid1_read_record {
146         struct mirror *m;
147         struct dm_bio_details details;
148 };
149
150 static struct kmem_cache *_dm_raid1_read_record_cache;
151
152 /*
153  * Every mirror should look like this one.
154  */
155 #define DEFAULT_MIRROR 0
156
157 /*
158  * This is yucky.  We squirrel the mirror struct away inside
159  * bi_next for read/write buffers.  This is safe since the bh
160  * doesn't get submitted to the lower levels of block layer.
161  */
162 static struct mirror *bio_get_m(struct bio *bio)
163 {
164         return (struct mirror *) bio->bi_next;
165 }
166
167 static void bio_set_m(struct bio *bio, struct mirror *m)
168 {
169         bio->bi_next = (struct bio *) m;
170 }
171
172 static struct mirror *get_default_mirror(struct mirror_set *ms)
173 {
174         return &ms->mirror[atomic_read(&ms->default_mirror)];
175 }
176
177 static void set_default_mirror(struct mirror *m)
178 {
179         struct mirror_set *ms = m->ms;
180         struct mirror *m0 = &(ms->mirror[0]);
181
182         atomic_set(&ms->default_mirror, m - m0);
183 }
184
185 static struct mirror *get_valid_mirror(struct mirror_set *ms)
186 {
187         struct mirror *m;
188
189         for (m = ms->mirror; m < ms->mirror + ms->nr_mirrors; m++)
190                 if (!atomic_read(&m->error_count))
191                         return m;
192
193         return NULL;
194 }
195
196 /* fail_mirror
197  * @m: mirror device to fail
198  * @error_type: one of the enum's, DM_RAID1_*_ERROR
199  *
200  * If errors are being handled, record the type of
201  * error encountered for this device.  If this type
202  * of error has already been recorded, we can return;
203  * otherwise, we must signal userspace by triggering
204  * an event.  Additionally, if the device is the
205  * primary device, we must choose a new primary, but
206  * only if the mirror is in-sync.
207  *
208  * This function must not block.
209  */
210 static void fail_mirror(struct mirror *m, enum dm_raid1_error error_type)
211 {
212         struct mirror_set *ms = m->ms;
213         struct mirror *new;
214
215         ms->leg_failure = 1;
216
217         /*
218          * error_count is used for nothing more than a
219          * simple way to tell if a device has encountered
220          * errors.
221          */
222         atomic_inc(&m->error_count);
223
224         if (test_and_set_bit(error_type, &m->error_type))
225                 return;
226
227         if (!errors_handled(ms))
228                 return;
229
230         if (m != get_default_mirror(ms))
231                 goto out;
232
233         if (!ms->in_sync) {
234                 /*
235                  * Better to issue requests to same failing device
236                  * than to risk returning corrupt data.
237                  */
238                 DMERR("Primary mirror (%s) failed while out-of-sync: "
239                       "Reads may fail.", m->dev->name);
240                 goto out;
241         }
242
243         new = get_valid_mirror(ms);
244         if (new)
245                 set_default_mirror(new);
246         else
247                 DMWARN("All sides of mirror have failed.");
248
249 out:
250         schedule_work(&ms->trigger_event);
251 }
252
253 static int mirror_flush(struct dm_target *ti)
254 {
255         struct mirror_set *ms = ti->private;
256         unsigned long error_bits;
257
258         unsigned int i;
259         struct dm_io_region io[ms->nr_mirrors];
260         struct mirror *m;
261         struct dm_io_request io_req = {
262                 .bi_rw = WRITE_FLUSH,
263                 .mem.type = DM_IO_KMEM,
264                 .mem.ptr.addr = NULL,
265                 .client = ms->io_client,
266         };
267
268         for (i = 0, m = ms->mirror; i < ms->nr_mirrors; i++, m++) {
269                 io[i].bdev = m->dev->bdev;
270                 io[i].sector = 0;
271                 io[i].count = 0;
272         }
273
274         error_bits = -1;
275         dm_io(&io_req, ms->nr_mirrors, io, &error_bits);
276         if (unlikely(error_bits != 0)) {
277                 for (i = 0; i < ms->nr_mirrors; i++)
278                         if (test_bit(i, &error_bits))
279                                 fail_mirror(ms->mirror + i,
280                                             DM_RAID1_FLUSH_ERROR);
281                 return -EIO;
282         }
283
284         return 0;
285 }
286
287 /*-----------------------------------------------------------------
288  * Recovery.
289  *
290  * When a mirror is first activated we may find that some regions
291  * are in the no-sync state.  We have to recover these by
292  * recopying from the default mirror to all the others.
293  *---------------------------------------------------------------*/
294 static void recovery_complete(int read_err, unsigned long write_err,
295                               void *context)
296 {
297         struct dm_region *reg = context;
298         struct mirror_set *ms = dm_rh_region_context(reg);
299         int m, bit = 0;
300
301         if (read_err) {
302                 /* Read error means the failure of default mirror. */
303                 DMERR_LIMIT("Unable to read primary mirror during recovery");
304                 fail_mirror(get_default_mirror(ms), DM_RAID1_SYNC_ERROR);
305         }
306
307         if (write_err) {
308                 DMERR_LIMIT("Write error during recovery (error = 0x%lx)",
309                             write_err);
310                 /*
311                  * Bits correspond to devices (excluding default mirror).
312                  * The default mirror cannot change during recovery.
313                  */
314                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++) {
315                         if (&ms->mirror[m] == get_default_mirror(ms))
316                                 continue;
317                         if (test_bit(bit, &write_err))
318                                 fail_mirror(ms->mirror + m,
319                                             DM_RAID1_SYNC_ERROR);
320                         bit++;
321                 }
322         }
323
324         dm_rh_recovery_end(reg, !(read_err || write_err));
325 }
326
327 static int recover(struct mirror_set *ms, struct dm_region *reg)
328 {
329         int r;
330         unsigned i;
331         struct dm_io_region from, to[DM_KCOPYD_MAX_REGIONS], *dest;
332         struct mirror *m;
333         unsigned long flags = 0;
334         region_t key = dm_rh_get_region_key(reg);
335         sector_t region_size = dm_rh_get_region_size(ms->rh);
336
337         /* fill in the source */
338         m = get_default_mirror(ms);
339         from.bdev = m->dev->bdev;
340         from.sector = m->offset + dm_rh_region_to_sector(ms->rh, key);
341         if (key == (ms->nr_regions - 1)) {
342                 /*
343                  * The final region may be smaller than
344                  * region_size.
345                  */
346                 from.count = ms->ti->len & (region_size - 1);
347                 if (!from.count)
348                         from.count = region_size;
349         } else
350                 from.count = region_size;
351
352         /* fill in the destinations */
353         for (i = 0, dest = to; i < ms->nr_mirrors; i++) {
354                 if (&ms->mirror[i] == get_default_mirror(ms))
355                         continue;
356
357                 m = ms->mirror + i;
358                 dest->bdev = m->dev->bdev;
359                 dest->sector = m->offset + dm_rh_region_to_sector(ms->rh, key);
360                 dest->count = from.count;
361                 dest++;
362         }
363
364         /* hand to kcopyd */
365         if (!errors_handled(ms))
366                 set_bit(DM_KCOPYD_IGNORE_ERROR, &flags);
367
368         r = dm_kcopyd_copy(ms->kcopyd_client, &from, ms->nr_mirrors - 1, to,
369                            flags, recovery_complete, reg);
370
371         return r;
372 }
373
374 static void do_recovery(struct mirror_set *ms)
375 {
376         struct dm_region *reg;
377         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
378         int r;
379
380         /*
381          * Start quiescing some regions.
382          */
383         dm_rh_recovery_prepare(ms->rh);
384
385         /*
386          * Copy any already quiesced regions.
387          */
388         while ((reg = dm_rh_recovery_start(ms->rh))) {
389                 r = recover(ms, reg);
390                 if (r)
391                         dm_rh_recovery_end(reg, 0);
392         }
393
394         /*
395          * Update the in sync flag.
396          */
397         if (!ms->in_sync &&
398             (log->type->get_sync_count(log) == ms->nr_regions)) {
399                 /* the sync is complete */
400                 dm_table_event(ms->ti->table);
401                 ms->in_sync = 1;
402         }
403 }
404
405 /*-----------------------------------------------------------------
406  * Reads
407  *---------------------------------------------------------------*/
408 static struct mirror *choose_mirror(struct mirror_set *ms, sector_t sector)
409 {
410         struct mirror *m = get_default_mirror(ms);
411
412         do {
413                 if (likely(!atomic_read(&m->error_count)))
414                         return m;
415
416                 if (m-- == ms->mirror)
417                         m += ms->nr_mirrors;
418         } while (m != get_default_mirror(ms));
419
420         return NULL;
421 }
422
423 static int default_ok(struct mirror *m)
424 {
425         struct mirror *default_mirror = get_default_mirror(m->ms);
426
427         return !atomic_read(&default_mirror->error_count);
428 }
429
430 static int mirror_available(struct mirror_set *ms, struct bio *bio)
431 {
432         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
433         region_t region = dm_rh_bio_to_region(ms->rh, bio);
434
435         if (log->type->in_sync(log, region, 0))
436                 return choose_mirror(ms,  bio->bi_sector) ? 1 : 0;
437
438         return 0;
439 }
440
441 /*
442  * remap a buffer to a particular mirror.
443  */
444 static sector_t map_sector(struct mirror *m, struct bio *bio)
445 {
446         if (unlikely(!bio->bi_size))
447                 return 0;
448         return m->offset + dm_target_offset(m->ms->ti, bio->bi_sector);
449 }
450
451 static void map_bio(struct mirror *m, struct bio *bio)
452 {
453         bio->bi_bdev = m->dev->bdev;
454         bio->bi_sector = map_sector(m, bio);
455 }
456
457 static void map_region(struct dm_io_region *io, struct mirror *m,
458                        struct bio *bio)
459 {
460         io->bdev = m->dev->bdev;
461         io->sector = map_sector(m, bio);
462         io->count = bio->bi_size >> 9;
463 }
464
465 static void hold_bio(struct mirror_set *ms, struct bio *bio)
466 {
467         /*
468          * Lock is required to avoid race condition during suspend
469          * process.
470          */
471         spin_lock_irq(&ms->lock);
472
473         if (atomic_read(&ms->suspend)) {
474                 spin_unlock_irq(&ms->lock);
475
476                 /*
477                  * If device is suspended, complete the bio.
478                  */
479                 if (dm_noflush_suspending(ms->ti))
480                         bio_endio(bio, DM_ENDIO_REQUEUE);
481                 else
482                         bio_endio(bio, -EIO);
483                 return;
484         }
485
486         /*
487          * Hold bio until the suspend is complete.
488          */
489         bio_list_add(&ms->holds, bio);
490         spin_unlock_irq(&ms->lock);
491 }
492
493 /*-----------------------------------------------------------------
494  * Reads
495  *---------------------------------------------------------------*/
496 static void read_callback(unsigned long error, void *context)
497 {
498         struct bio *bio = context;
499         struct mirror *m;
500
501         m = bio_get_m(bio);
502         bio_set_m(bio, NULL);
503
504         if (likely(!error)) {
505                 bio_endio(bio, 0);
506                 return;
507         }
508
509         fail_mirror(m, DM_RAID1_READ_ERROR);
510
511         if (likely(default_ok(m)) || mirror_available(m->ms, bio)) {
512                 DMWARN_LIMIT("Read failure on mirror device %s.  "
513                              "Trying alternative device.",
514                              m->dev->name);
515                 queue_bio(m->ms, bio, bio_rw(bio));
516                 return;
517         }
518
519         DMERR_LIMIT("Read failure on mirror device %s.  Failing I/O.",
520                     m->dev->name);
521         bio_endio(bio, -EIO);
522 }
523
524 /* Asynchronous read. */
525 static void read_async_bio(struct mirror *m, struct bio *bio)
526 {
527         struct dm_io_region io;
528         struct dm_io_request io_req = {
529                 .bi_rw = READ,
530                 .mem.type = DM_IO_BVEC,
531                 .mem.ptr.bvec = bio->bi_io_vec + bio->bi_idx,
532                 .notify.fn = read_callback,
533                 .notify.context = bio,
534                 .client = m->ms->io_client,
535         };
536
537         map_region(&io, m, bio);
538         bio_set_m(bio, m);
539         BUG_ON(dm_io(&io_req, 1, &io, NULL));
540 }
541
542 static inline int region_in_sync(struct mirror_set *ms, region_t region,
543                                  int may_block)
544 {
545         int state = dm_rh_get_state(ms->rh, region, may_block);
546         return state == DM_RH_CLEAN || state == DM_RH_DIRTY;
547 }
548
549 static void do_reads(struct mirror_set *ms, struct bio_list *reads)
550 {
551         region_t region;
552         struct bio *bio;
553         struct mirror *m;
554
555         while ((bio = bio_list_pop(reads))) {
556                 region = dm_rh_bio_to_region(ms->rh, bio);
557                 m = get_default_mirror(ms);
558
559                 /*
560                  * We can only read balance if the region is in sync.
561                  */
562                 if (likely(region_in_sync(ms, region, 1)))
563                         m = choose_mirror(ms, bio->bi_sector);
564                 else if (m && atomic_read(&m->error_count))
565                         m = NULL;
566
567                 if (likely(m))
568                         read_async_bio(m, bio);
569                 else
570                         bio_endio(bio, -EIO);
571         }
572 }
573
574 /*-----------------------------------------------------------------
575  * Writes.
576  *
577  * We do different things with the write io depending on the
578  * state of the region that it's in:
579  *
580  * SYNC:        increment pending, use kcopyd to write to *all* mirrors
581  * RECOVERING:  delay the io until recovery completes
582  * NOSYNC:      increment pending, just write to the default mirror
583  *---------------------------------------------------------------*/
584
585
586 static void write_callback(unsigned long error, void *context)
587 {
588         unsigned i, ret = 0;
589         struct bio *bio = (struct bio *) context;
590         struct mirror_set *ms;
591         int should_wake = 0;
592         unsigned long flags;
593
594         ms = bio_get_m(bio)->ms;
595         bio_set_m(bio, NULL);
596
597         /*
598          * NOTE: We don't decrement the pending count here,
599          * instead it is done by the targets endio function.
600          * This way we handle both writes to SYNC and NOSYNC
601          * regions with the same code.
602          */
603         if (likely(!error)) {
604                 bio_endio(bio, ret);
605                 return;
606         }
607
608         for (i = 0; i < ms->nr_mirrors; i++)
609                 if (test_bit(i, &error))
610                         fail_mirror(ms->mirror + i, DM_RAID1_WRITE_ERROR);
611
612         /*
613          * Need to raise event.  Since raising
614          * events can block, we need to do it in
615          * the main thread.
616          */
617         spin_lock_irqsave(&ms->lock, flags);
618         if (!ms->failures.head)
619                 should_wake = 1;
620         bio_list_add(&ms->failures, bio);
621         spin_unlock_irqrestore(&ms->lock, flags);
622         if (should_wake)
623                 wakeup_mirrord(ms);
624 }
625
626 static void do_write(struct mirror_set *ms, struct bio *bio)
627 {
628         unsigned int i;
629         struct dm_io_region io[ms->nr_mirrors], *dest = io;
630         struct mirror *m;
631         struct dm_io_request io_req = {
632                 .bi_rw = WRITE | (bio->bi_rw & WRITE_FLUSH_FUA),
633                 .mem.type = DM_IO_BVEC,
634                 .mem.ptr.bvec = bio->bi_io_vec + bio->bi_idx,
635                 .notify.fn = write_callback,
636                 .notify.context = bio,
637                 .client = ms->io_client,
638         };
639
640         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD) {
641                 io_req.bi_rw |= REQ_DISCARD;
642                 io_req.mem.type = DM_IO_KMEM;
643                 io_req.mem.ptr.addr = NULL;
644         }
645
646         for (i = 0, m = ms->mirror; i < ms->nr_mirrors; i++, m++)
647                 map_region(dest++, m, bio);
648
649         /*
650          * Use default mirror because we only need it to retrieve the reference
651          * to the mirror set in write_callback().
652          */
653         bio_set_m(bio, get_default_mirror(ms));
654
655         BUG_ON(dm_io(&io_req, ms->nr_mirrors, io, NULL));
656 }
657
658 static void do_writes(struct mirror_set *ms, struct bio_list *writes)
659 {
660         int state;
661         struct bio *bio;
662         struct bio_list sync, nosync, recover, *this_list = NULL;
663         struct bio_list requeue;
664         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
665         region_t region;
666
667         if (!writes->head)
668                 return;
669
670         /*
671          * Classify each write.
672          */
673         bio_list_init(&sync);
674         bio_list_init(&nosync);
675         bio_list_init(&recover);
676         bio_list_init(&requeue);
677
678         while ((bio = bio_list_pop(writes))) {
679                 if ((bio->bi_rw & REQ_FLUSH) ||
680                     (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)) {
681                         bio_list_add(&sync, bio);
682                         continue;
683                 }
684
685                 region = dm_rh_bio_to_region(ms->rh, bio);
686
687                 if (log->type->is_remote_recovering &&
688                     log->type->is_remote_recovering(log, region)) {
689                         bio_list_add(&requeue, bio);
690                         continue;
691                 }
692
693                 state = dm_rh_get_state(ms->rh, region, 1);
694                 switch (state) {
695                 case DM_RH_CLEAN:
696                 case DM_RH_DIRTY:
697                         this_list = &sync;
698                         break;
699
700                 case DM_RH_NOSYNC:
701                         this_list = &nosync;
702                         break;
703
704                 case DM_RH_RECOVERING:
705                         this_list = &recover;
706                         break;
707                 }
708
709                 bio_list_add(this_list, bio);
710         }
711
712         /*
713          * Add bios that are delayed due to remote recovery
714          * back on to the write queue
715          */
716         if (unlikely(requeue.head)) {
717                 spin_lock_irq(&ms->lock);
718                 bio_list_merge(&ms->writes, &requeue);
719                 spin_unlock_irq(&ms->lock);
720                 delayed_wake(ms);
721         }
722
723         /*
724          * Increment the pending counts for any regions that will
725          * be written to (writes to recover regions are going to
726          * be delayed).
727          */
728         dm_rh_inc_pending(ms->rh, &sync);
729         dm_rh_inc_pending(ms->rh, &nosync);
730
731         /*
732          * If the flush fails on a previous call and succeeds here,
733          * we must not reset the log_failure variable.  We need
734          * userspace interaction to do that.
735          */
736         ms->log_failure = dm_rh_flush(ms->rh) ? 1 : ms->log_failure;
737
738         /*
739          * Dispatch io.
740          */
741         if (unlikely(ms->log_failure) && errors_handled(ms)) {
742                 spin_lock_irq(&ms->lock);
743                 bio_list_merge(&ms->failures, &sync);
744                 spin_unlock_irq(&ms->lock);
745                 wakeup_mirrord(ms);
746         } else
747                 while ((bio = bio_list_pop(&sync)))
748                         do_write(ms, bio);
749
750         while ((bio = bio_list_pop(&recover)))
751                 dm_rh_delay(ms->rh, bio);
752
753         while ((bio = bio_list_pop(&nosync))) {
754                 if (unlikely(ms->leg_failure) && errors_handled(ms)) {
755                         spin_lock_irq(&ms->lock);
756                         bio_list_add(&ms->failures, bio);
757                         spin_unlock_irq(&ms->lock);
758                         wakeup_mirrord(ms);
759                 } else {
760                         map_bio(get_default_mirror(ms), bio);
761                         generic_make_request(bio);
762                 }
763         }
764 }
765
766 static void do_failures(struct mirror_set *ms, struct bio_list *failures)
767 {
768         struct bio *bio;
769
770         if (likely(!failures->head))
771                 return;
772
773         /*
774          * If the log has failed, unattempted writes are being
775          * put on the holds list.  We can't issue those writes
776          * until a log has been marked, so we must store them.
777          *
778          * If a 'noflush' suspend is in progress, we can requeue
779          * the I/O's to the core.  This give userspace a chance
780          * to reconfigure the mirror, at which point the core
781          * will reissue the writes.  If the 'noflush' flag is
782          * not set, we have no choice but to return errors.
783          *
784          * Some writes on the failures list may have been
785          * submitted before the log failure and represent a
786          * failure to write to one of the devices.  It is ok
787          * for us to treat them the same and requeue them
788          * as well.
789          */
790         while ((bio = bio_list_pop(failures))) {
791                 if (!ms->log_failure) {
792                         ms->in_sync = 0;
793                         dm_rh_mark_nosync(ms->rh, bio);
794                 }
795
796                 /*
797                  * If all the legs are dead, fail the I/O.
798                  * If we have been told to handle errors, hold the bio
799                  * and wait for userspace to deal with the problem.
800                  * Otherwise pretend that the I/O succeeded. (This would
801                  * be wrong if the failed leg returned after reboot and
802                  * got replicated back to the good legs.)
803                  */
804                 if (!get_valid_mirror(ms))
805                         bio_endio(bio, -EIO);
806                 else if (errors_handled(ms))
807                         hold_bio(ms, bio);
808                 else
809                         bio_endio(bio, 0);
810         }
811 }
812
813 static void trigger_event(struct work_struct *work)
814 {
815         struct mirror_set *ms =
816                 container_of(work, struct mirror_set, trigger_event);
817
818         dm_table_event(ms->ti->table);
819 }
820
821 /*-----------------------------------------------------------------
822  * kmirrord
823  *---------------------------------------------------------------*/
824 static void do_mirror(struct work_struct *work)
825 {
826         struct mirror_set *ms = container_of(work, struct mirror_set,
827                                              kmirrord_work);
828         struct bio_list reads, writes, failures;
829         unsigned long flags;
830
831         spin_lock_irqsave(&ms->lock, flags);
832         reads = ms->reads;
833         writes = ms->writes;
834         failures = ms->failures;
835         bio_list_init(&ms->reads);
836         bio_list_init(&ms->writes);
837         bio_list_init(&ms->failures);
838         spin_unlock_irqrestore(&ms->lock, flags);
839
840         dm_rh_update_states(ms->rh, errors_handled(ms));
841         do_recovery(ms);
842         do_reads(ms, &reads);
843         do_writes(ms, &writes);
844         do_failures(ms, &failures);
845 }
846
847 /*-----------------------------------------------------------------
848  * Target functions
849  *---------------------------------------------------------------*/
850 static struct mirror_set *alloc_context(unsigned int nr_mirrors,
851                                         uint32_t region_size,
852                                         struct dm_target *ti,
853                                         struct dm_dirty_log *dl)
854 {
855         size_t len;
856         struct mirror_set *ms = NULL;
857
858         len = sizeof(*ms) + (sizeof(ms->mirror[0]) * nr_mirrors);
859
860         ms = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
861         if (!ms) {
862                 ti->error = "Cannot allocate mirror context";
863                 return NULL;
864         }
865
866         spin_lock_init(&ms->lock);
867         bio_list_init(&ms->reads);
868         bio_list_init(&ms->writes);
869         bio_list_init(&ms->failures);
870         bio_list_init(&ms->holds);
871
872         ms->ti = ti;
873         ms->nr_mirrors = nr_mirrors;
874         ms->nr_regions = dm_sector_div_up(ti->len, region_size);
875         ms->in_sync = 0;
876         ms->log_failure = 0;
877         ms->leg_failure = 0;
878         atomic_set(&ms->suspend, 0);
879         atomic_set(&ms->default_mirror, DEFAULT_MIRROR);
880
881         ms->read_record_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_READ_RECORDS,
882                                                 _dm_raid1_read_record_cache);
883
884         if (!ms->read_record_pool) {
885                 ti->error = "Error creating mirror read_record_pool";
886                 kfree(ms);
887                 return NULL;
888         }
889
890         ms->io_client = dm_io_client_create(DM_IO_PAGES);
891         if (IS_ERR(ms->io_client)) {
892                 ti->error = "Error creating dm_io client";
893                 mempool_destroy(ms->read_record_pool);
894                 kfree(ms);
895                 return NULL;
896         }
897
898         ms->rh = dm_region_hash_create(ms, dispatch_bios, wakeup_mirrord,
899                                        wakeup_all_recovery_waiters,
900                                        ms->ti->begin, MAX_RECOVERY,
901                                        dl, region_size, ms->nr_regions);
902         if (IS_ERR(ms->rh)) {
903                 ti->error = "Error creating dirty region hash";
904                 dm_io_client_destroy(ms->io_client);
905                 mempool_destroy(ms->read_record_pool);
906                 kfree(ms);
907                 return NULL;
908         }
909
910         return ms;
911 }
912
913 static void free_context(struct mirror_set *ms, struct dm_target *ti,
914                          unsigned int m)
915 {
916         while (m--)
917                 dm_put_device(ti, ms->mirror[m].dev);
918
919         dm_io_client_destroy(ms->io_client);
920         dm_region_hash_destroy(ms->rh);
921         mempool_destroy(ms->read_record_pool);
922         kfree(ms);
923 }
924
925 static int get_mirror(struct mirror_set *ms, struct dm_target *ti,
926                       unsigned int mirror, char **argv)
927 {
928         unsigned long long offset;
929
930         if (sscanf(argv[1], "%llu", &offset) != 1) {
931                 ti->error = "Invalid offset";
932                 return -EINVAL;
933         }
934
935         if (dm_get_device(ti, argv[0], dm_table_get_mode(ti->table),
936                           &ms->mirror[mirror].dev)) {
937                 ti->error = "Device lookup failure";
938                 return -ENXIO;
939         }
940
941         ms->mirror[mirror].ms = ms;
942         atomic_set(&(ms->mirror[mirror].error_count), 0);
943         ms->mirror[mirror].error_type = 0;
944         ms->mirror[mirror].offset = offset;
945
946         return 0;
947 }
948
949 /*
950  * Create dirty log: log_type #log_params <log_params>
951  */
952 static struct dm_dirty_log *create_dirty_log(struct dm_target *ti,
953                                              unsigned argc, char **argv,
954                                              unsigned *args_used)
955 {
956         unsigned param_count;
957         struct dm_dirty_log *dl;
958
959         if (argc < 2) {
960                 ti->error = "Insufficient mirror log arguments";
961                 return NULL;
962         }
963
964         if (sscanf(argv[1], "%u", &param_count) != 1) {
965                 ti->error = "Invalid mirror log argument count";
966                 return NULL;
967         }
968
969         *args_used = 2 + param_count;
970
971         if (argc < *args_used) {
972                 ti->error = "Insufficient mirror log arguments";
973                 return NULL;
974         }
975
976         dl = dm_dirty_log_create(argv[0], ti, mirror_flush, param_count,
977                                  argv + 2);
978         if (!dl) {
979                 ti->error = "Error creating mirror dirty log";
980                 return NULL;
981         }
982
983         return dl;
984 }
985
986 static int parse_features(struct mirror_set *ms, unsigned argc, char **argv,
987                           unsigned *args_used)
988 {
989         unsigned num_features;
990         struct dm_target *ti = ms->ti;
991
992         *args_used = 0;
993
994         if (!argc)
995                 return 0;
996
997         if (sscanf(argv[0], "%u", &num_features) != 1) {
998                 ti->error = "Invalid number of features";
999                 return -EINVAL;
1000         }
1001
1002         argc--;
1003         argv++;
1004         (*args_used)++;
1005
1006         if (num_features > argc) {
1007                 ti->error = "Not enough arguments to support feature count";
1008                 return -EINVAL;
1009         }
1010
1011         if (!strcmp("handle_errors", argv[0]))
1012                 ms->features |= DM_RAID1_HANDLE_ERRORS;
1013         else {
1014                 ti->error = "Unrecognised feature requested";
1015                 return -EINVAL;
1016         }
1017
1018         (*args_used)++;
1019
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Construct a mirror mapping:
1025  *
1026  * log_type #log_params <log_params>
1027  * #mirrors [mirror_path offset]{2,}
1028  * [#features <features>]
1029  *
1030  * log_type is "core" or "disk"
1031  * #log_params is between 1 and 3
1032  *
1033  * If present, features must be "handle_errors".
1034  */
1035 static int mirror_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1036 {
1037         int r;
1038         unsigned int nr_mirrors, m, args_used;
1039         struct mirror_set *ms;
1040         struct dm_dirty_log *dl;
1041
1042         dl = create_dirty_log(ti, argc, argv, &args_used);
1043         if (!dl)
1044                 return -EINVAL;
1045
1046         argv += args_used;
1047         argc -= args_used;
1048
1049         if (!argc || sscanf(argv[0], "%u", &nr_mirrors) != 1 ||
1050             nr_mirrors < 2 || nr_mirrors > DM_KCOPYD_MAX_REGIONS + 1) {
1051                 ti->error = "Invalid number of mirrors";
1052                 dm_dirty_log_destroy(dl);
1053                 return -EINVAL;
1054         }
1055
1056         argv++, argc--;
1057
1058         if (argc < nr_mirrors * 2) {
1059                 ti->error = "Too few mirror arguments";
1060                 dm_dirty_log_destroy(dl);
1061                 return -EINVAL;
1062         }
1063
1064         ms = alloc_context(nr_mirrors, dl->type->get_region_size(dl), ti, dl);
1065         if (!ms) {
1066                 dm_dirty_log_destroy(dl);
1067                 return -ENOMEM;
1068         }
1069
1070         /* Get the mirror parameter sets */
1071         for (m = 0; m < nr_mirrors; m++) {
1072                 r = get_mirror(ms, ti, m, argv);
1073                 if (r) {
1074                         free_context(ms, ti, m);
1075                         return r;
1076                 }
1077                 argv += 2;
1078                 argc -= 2;
1079         }
1080
1081         ti->private = ms;
1082         ti->split_io = dm_rh_get_region_size(ms->rh);
1083         ti->num_flush_requests = 1;
1084         ti->num_discard_requests = 1;
1085
1086         ms->kmirrord_wq = alloc_workqueue("kmirrord",
1087                                           WQ_NON_REENTRANT | WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1088         if (!ms->kmirrord_wq) {
1089                 DMERR("couldn't start kmirrord");
1090                 r = -ENOMEM;
1091                 goto err_free_context;
1092         }
1093         INIT_WORK(&ms->kmirrord_work, do_mirror);
1094         init_timer(&ms->timer);
1095         ms->timer_pending = 0;
1096         INIT_WORK(&ms->trigger_event, trigger_event);
1097
1098         r = parse_features(ms, argc, argv, &args_used);
1099         if (r)
1100                 goto err_destroy_wq;
1101
1102         argv += args_used;
1103         argc -= args_used;
1104
1105         /*
1106          * Any read-balancing addition depends on the
1107          * DM_RAID1_HANDLE_ERRORS flag being present.
1108          * This is because the decision to balance depends
1109          * on the sync state of a region.  If the above
1110          * flag is not present, we ignore errors; and
1111          * the sync state may be inaccurate.
1112          */
1113
1114         if (argc) {
1115                 ti->error = "Too many mirror arguments";
1116                 r = -EINVAL;
1117                 goto err_destroy_wq;
1118         }
1119
1120         r = dm_kcopyd_client_create(DM_KCOPYD_PAGES, &ms->kcopyd_client);
1121         if (r)
1122                 goto err_destroy_wq;
1123
1124         wakeup_mirrord(ms);
1125         return 0;
1126
1127 err_destroy_wq:
1128         destroy_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1129 err_free_context:
1130         free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1131         return r;
1132 }
1133
1134 static void mirror_dtr(struct dm_target *ti)
1135 {
1136         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1137
1138         del_timer_sync(&ms->timer);
1139         flush_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1140         flush_work_sync(&ms->trigger_event);
1141         dm_kcopyd_client_destroy(ms->kcopyd_client);
1142         destroy_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1143         free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Mirror mapping function
1148  */
1149 static int mirror_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1150                       union map_info *map_context)
1151 {
1152         int r, rw = bio_rw(bio);
1153         struct mirror *m;
1154         struct mirror_set *ms = ti->private;
1155         struct dm_raid1_read_record *read_record = NULL;
1156         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
1157
1158         if (rw == WRITE) {
1159                 /* Save region for mirror_end_io() handler */
1160                 map_context->ll = dm_rh_bio_to_region(ms->rh, bio);
1161                 queue_bio(ms, bio, rw);
1162                 return DM_MAPIO_SUBMITTED;
1163         }
1164
1165         r = log->type->in_sync(log, dm_rh_bio_to_region(ms->rh, bio), 0);
1166         if (r < 0 && r != -EWOULDBLOCK)
1167                 return r;
1168
1169         /*
1170          * If region is not in-sync queue the bio.
1171          */
1172         if (!r || (r == -EWOULDBLOCK)) {
1173                 if (rw == READA)
1174                         return -EWOULDBLOCK;
1175
1176                 queue_bio(ms, bio, rw);
1177                 return DM_MAPIO_SUBMITTED;
1178         }
1179
1180         /*
1181          * The region is in-sync and we can perform reads directly.
1182          * Store enough information so we can retry if it fails.
1183          */
1184         m = choose_mirror(ms, bio->bi_sector);
1185         if (unlikely(!m))
1186                 return -EIO;
1187
1188         read_record = mempool_alloc(ms->read_record_pool, GFP_NOIO);
1189         if (likely(read_record)) {
1190                 dm_bio_record(&read_record->details, bio);
1191                 map_context->ptr = read_record;
1192                 read_record->m = m;
1193         }
1194
1195         map_bio(m, bio);
1196
1197         return DM_MAPIO_REMAPPED;
1198 }
1199
1200 static int mirror_end_io(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1201                          int error, union map_info *map_context)
1202 {
1203         int rw = bio_rw(bio);
1204         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1205         struct mirror *m = NULL;
1206         struct dm_bio_details *bd = NULL;
1207         struct dm_raid1_read_record *read_record = map_context->ptr;
1208
1209         /*
1210          * We need to dec pending if this was a write.
1211          */
1212         if (rw == WRITE) {
1213                 if (!(bio->bi_rw & REQ_FLUSH))
1214                         dm_rh_dec(ms->rh, map_context->ll);
1215                 return error;
1216         }
1217
1218         if (error == -EOPNOTSUPP)
1219                 goto out;
1220
1221         if ((error == -EWOULDBLOCK) && (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD))
1222                 goto out;
1223
1224         if (unlikely(error)) {
1225                 if (!read_record) {
1226                         /*
1227                          * There wasn't enough memory to record necessary
1228                          * information for a retry or there was no other
1229                          * mirror in-sync.
1230                          */
1231                         DMERR_LIMIT("Mirror read failed.");
1232                         return -EIO;
1233                 }
1234
1235                 m = read_record->m;
1236
1237                 DMERR("Mirror read failed from %s. Trying alternative device.",
1238                       m->dev->name);
1239
1240                 fail_mirror(m, DM_RAID1_READ_ERROR);
1241
1242                 /*
1243                  * A failed read is requeued for another attempt using an intact
1244                  * mirror.
1245                  */
1246                 if (default_ok(m) || mirror_available(ms, bio)) {
1247                         bd = &read_record->details;
1248
1249                         dm_bio_restore(bd, bio);
1250                         mempool_free(read_record, ms->read_record_pool);
1251                         map_context->ptr = NULL;
1252                         queue_bio(ms, bio, rw);
1253                         return 1;
1254                 }
1255                 DMERR("All replicated volumes dead, failing I/O");
1256         }
1257
1258 out:
1259         if (read_record) {
1260                 mempool_free(read_record, ms->read_record_pool);
1261                 map_context->ptr = NULL;
1262         }
1263
1264         return error;
1265 }
1266
1267 static void mirror_presuspend(struct dm_target *ti)
1268 {
1269         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1270         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
1271
1272         struct bio_list holds;
1273         struct bio *bio;
1274
1275         atomic_set(&ms->suspend, 1);
1276
1277         /*
1278          * Process bios in the hold list to start recovery waiting
1279          * for bios in the hold list. After the process, no bio has
1280          * a chance to be added in the hold list because ms->suspend
1281          * is set.
1282          */
1283         spin_lock_irq(&ms->lock);
1284         holds = ms->holds;
1285         bio_list_init(&ms->holds);
1286         spin_unlock_irq(&ms->lock);
1287
1288         while ((bio = bio_list_pop(&holds)))
1289                 hold_bio(ms, bio);
1290
1291         /*
1292          * We must finish up all the work that we've
1293          * generated (i.e. recovery work).
1294          */
1295         dm_rh_stop_recovery(ms->rh);
1296
1297         wait_event(_kmirrord_recovery_stopped,
1298                    !dm_rh_recovery_in_flight(ms->rh));
1299
1300         if (log->type->presuspend && log->type->presuspend(log))
1301                 /* FIXME: need better error handling */
1302                 DMWARN("log presuspend failed");
1303
1304         /*
1305          * Now that recovery is complete/stopped and the
1306          * delayed bios are queued, we need to wait for
1307          * the worker thread to complete.  This way,
1308          * we know that all of our I/O has been pushed.
1309          */
1310         flush_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1311 }
1312
1313 static void mirror_postsuspend(struct dm_target *ti)
1314 {
1315         struct mirror_set *ms = ti->private;
1316         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
1317
1318         if (log->type->postsuspend && log->type->postsuspend(log))
1319                 /* FIXME: need better error handling */
1320                 DMWARN("log postsuspend failed");
1321 }
1322
1323 static void mirror_resume(struct dm_target *ti)
1324 {
1325         struct mirror_set *ms = ti->private;
1326         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
1327
1328         atomic_set(&ms->suspend, 0);
1329         if (log->type->resume && log->type->resume(log))
1330                 /* FIXME: need better error handling */
1331                 DMWARN("log resume failed");
1332         dm_rh_start_recovery(ms->rh);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * device_status_char
1337  * @m: mirror device/leg we want the status of
1338  *
1339  * We return one character representing the most severe error
1340  * we have encountered.
1341  *    A => Alive - No failures
1342  *    D => Dead - A write failure occurred leaving mirror out-of-sync
1343  *    S => Sync - A sychronization failure occurred, mirror out-of-sync
1344  *    R => Read - A read failure occurred, mirror data unaffected
1345  *
1346  * Returns: <char>
1347  */
1348 static char device_status_char(struct mirror *m)
1349 {
1350         if (!atomic_read(&(m->error_count)))
1351                 return 'A';
1352
1353         return (test_bit(DM_RAID1_FLUSH_ERROR, &(m->error_type))) ? 'F' :
1354                 (test_bit(DM_RAID1_WRITE_ERROR, &(m->error_type))) ? 'D' :
1355                 (test_bit(DM_RAID1_SYNC_ERROR, &(m->error_type))) ? 'S' :
1356                 (test_bit(DM_RAID1_READ_ERROR, &(m->error_type))) ? 'R' : 'U';
1357 }
1358
1359
1360 static int mirror_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
1361                          char *result, unsigned int maxlen)
1362 {
1363         unsigned int m, sz = 0;
1364         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1365         struct dm_dirty_log *log = dm_rh_dirty_log(ms->rh);
1366         char buffer[ms->nr_mirrors + 1];
1367
1368         switch (type) {
1369         case STATUSTYPE_INFO:
1370                 DMEMIT("%d ", ms->nr_mirrors);
1371                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++) {
1372                         DMEMIT("%s ", ms->mirror[m].dev->name);
1373                         buffer[m] = device_status_char(&(ms->mirror[m]));
1374                 }
1375                 buffer[m] = '\0';
1376
1377                 DMEMIT("%llu/%llu 1 %s ",
1378                       (unsigned long long)log->type->get_sync_count(log),
1379                       (unsigned long long)ms->nr_regions, buffer);
1380
1381                 sz += log->type->status(log, type, result+sz, maxlen-sz);
1382
1383                 break;
1384
1385         case STATUSTYPE_TABLE:
1386                 sz = log->type->status(log, type, result, maxlen);
1387
1388                 DMEMIT("%d", ms->nr_mirrors);
1389                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++)
1390                         DMEMIT(" %s %llu", ms->mirror[m].dev->name,
1391                                (unsigned long long)ms->mirror[m].offset);
1392
1393                 if (ms->features & DM_RAID1_HANDLE_ERRORS)
1394                         DMEMIT(" 1 handle_errors");
1395         }
1396
1397         return 0;
1398 }
1399
1400 static int mirror_iterate_devices(struct dm_target *ti,
1401                                   iterate_devices_callout_fn fn, void *data)
1402 {
1403         struct mirror_set *ms = ti->private;
1404         int ret = 0;
1405         unsigned i;
1406
1407         for (i = 0; !ret && i < ms->nr_mirrors; i++)
1408                 ret = fn(ti, ms->mirror[i].dev,
1409                          ms->mirror[i].offset, ti->len, data);
1410
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 static struct target_type mirror_target = {
1415         .name    = "mirror",
1416         .version = {1, 12, 1},
1417         .module  = THIS_MODULE,
1418         .ctr     = mirror_ctr,
1419         .dtr     = mirror_dtr,
1420         .map     = mirror_map,
1421         .end_io  = mirror_end_io,
1422         .presuspend = mirror_presuspend,
1423         .postsuspend = mirror_postsuspend,
1424         .resume  = mirror_resume,
1425         .status  = mirror_status,
1426         .iterate_devices = mirror_iterate_devices,
1427 };
1428
1429 static int __init dm_mirror_init(void)
1430 {
1431         int r;
1432
1433         _dm_raid1_read_record_cache = KMEM_CACHE(dm_raid1_read_record, 0);
1434         if (!_dm_raid1_read_record_cache) {
1435                 DMERR("Can't allocate dm_raid1_read_record cache");
1436                 r = -ENOMEM;
1437                 goto bad_cache;
1438         }
1439
1440         r = dm_register_target(&mirror_target);
1441         if (r < 0) {
1442                 DMERR("Failed to register mirror target");
1443                 goto bad_target;
1444         }
1445
1446         return 0;
1447
1448 bad_target:
1449         kmem_cache_destroy(_dm_raid1_read_record_cache);
1450 bad_cache:
1451         return r;
1452 }
1453
1454 static void __exit dm_mirror_exit(void)
1455 {
1456         dm_unregister_target(&mirror_target);
1457         kmem_cache_destroy(_dm_raid1_read_record_cache);
1458 }
1459
1460 /* Module hooks */
1461 module_init(dm_mirror_init);
1462 module_exit(dm_mirror_exit);
1463
1464 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " mirror target");
1465 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber");
1466 MODULE_LICENSE("GPL");