drivers/md/dm.c

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