err.no Git - linux-2.6/blob - drivers/md/dm.c

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