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 > 0)
 486                         /* the target wants another shot at the io */
 487                         return 1;
 488         }
 489
 490         dec_pending(tio->io, error);
 491
 492         /*
 493          * Store md for cleanup instead of tio which is about to get freed.
 494          */
 495         bio->bi_private = md->bs;
 496
 497         bio_put(bio);
 498         free_tio(md, tio);
 499         return r;
 500 }
 501
 502 static sector_t max_io_len(struct mapped_device *md,
 503                            sector_t sector, struct dm_target *ti)
 504 {
 505         sector_t offset = sector - ti->begin;
 506         sector_t len = ti->len - offset;
 507
 508         /*
 509          * Does the target need to split even further ?
 510          */
 511         if (ti->split_io) {
 512                 sector_t boundary;
 513                 boundary = ((offset + ti->split_io) & ~(ti->split_io - 1))
 514                            - offset;
 515                 if (len > boundary)
 516                         len = boundary;
 517         }
 518
 519         return len;
 520 }
 521
 522 static void __map_bio(struct dm_target *ti, struct bio *clone,
 523                       struct target_io *tio)
 524 {
 525         int r;
 526         sector_t sector;
 527         struct mapped_device *md;
 528
 529         /*
 530          * Sanity checks.
 531          */
 532         BUG_ON(!clone->bi_size);
 533
 534         clone->bi_end_io = clone_endio;
 535         clone->bi_private = tio;
 536
 537         /*
 538          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
 539          * anything, the target has assumed ownership of
 540          * this io.
 541          */
 542         atomic_inc(&tio->io->io_count);
 543         sector = clone->bi_sector;
 544         r = ti->type->map(ti, clone, &tio->info);
 545         if (r > 0) {
 546                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
 547
 548                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
 549                                     tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector,
 550                                     clone->bi_sector);
 551
 552                 generic_make_request(clone);
 553         } else if (r < 0) {
 554                 /* error the io and bail out */
 555                 md = tio->io->md;
 556                 dec_pending(tio->io, r);
 557                 /*
 558                  * Store bio_set for cleanup.
 559                  */
 560                 clone->bi_private = md->bs;
 561                 bio_put(clone);
 562                 free_tio(md, tio);
 563         }
 564 }
 565
 566 struct clone_info {
 567         struct mapped_device *md;
 568         struct dm_table *map;
 569         struct bio *bio;
 570         struct dm_io *io;
 571         sector_t sector;
 572         sector_t sector_count;
 573         unsigned short idx;
 574 };
 575
 576 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
 577 {
 578         struct bio_set *bs = bio->bi_private;
 579
 580         bio_free(bio, bs);
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Creates a little bio that is just does part of a bvec.
 585  */
 586 static struct bio *split_bvec(struct bio *bio, sector_t sector,
 587                               unsigned short idx, unsigned int offset,
 588                               unsigned int len, struct bio_set *bs)
 589 {
 590         struct bio *clone;
 591         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
 592
 593         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 1, bs);
 594         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 595         *clone->bi_io_vec = *bv;
 596
 597         clone->bi_sector = sector;
 598         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
 599         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
 600         clone->bi_vcnt = 1;
 601         clone->bi_size = to_bytes(len);
 602         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
 603         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
 604
 605         return clone;
 606 }
 607
 608 /*
 609  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
 610  */
 611 static struct bio *clone_bio(struct bio *bio, sector_t sector,
 612                              unsigned short idx, unsigned short bv_count,
 613                              unsigned int len, struct bio_set *bs)
 614 {
 615         struct bio *clone;
 616
 617         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio->bi_max_vecs, bs);
 618         __bio_clone(clone, bio);
 619         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 620         clone->bi_sector = sector;
 621         clone->bi_idx = idx;
 622         clone->bi_vcnt = idx + bv_count;
 623         clone->bi_size = to_bytes(len);
 624         clone->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 625
 626         return clone;
 627 }
 628
 629 static void __clone_and_map(struct clone_info *ci)
 630 {
 631         struct bio *clone, *bio = ci->bio;
 632         struct dm_target *ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 633         sector_t len = 0, max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 634         struct target_io *tio;
 635
 636         /*
 637          * Allocate a target io object.
 638          */
 639         tio = alloc_tio(ci->md);
 640         tio->io = ci->io;
 641         tio->ti = ti;
 642         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 643
 644         if (ci->sector_count <= max) {
 645                 /*
 646                  * Optimise for the simple case where we can do all of
 647                  * the remaining io with a single clone.
 648                  */
 649                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx,
 650                                   bio->bi_vcnt - ci->idx, ci->sector_count,
 651                                   ci->md->bs);
 652                 __map_bio(ti, clone, tio);
 653                 ci->sector_count = 0;
 654
 655         } else if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
 656                 /*
 657                  * There are some bvecs that don't span targets.
 658                  * Do as many of these as possible.
 659                  */
 660                 int i;
 661                 sector_t remaining = max;
 662                 sector_t bv_len;
 663
 664                 for (i = ci->idx; remaining && (i < bio->bi_vcnt); i++) {
 665                         bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[i].bv_len);
 666
 667                         if (bv_len > remaining)
 668                                 break;
 669
 670                         remaining -= bv_len;
 671                         len += bv_len;
 672                 }
 673
 674                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx, i - ci->idx, len,
 675                                   ci->md->bs);
 676                 __map_bio(ti, clone, tio);
 677
 678                 ci->sector += len;
 679                 ci->sector_count -= len;
 680                 ci->idx = i;
 681
 682         } else {
 683                 /*
 684                  * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
 685                  */
 686                 struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
 687                 sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
 688                 unsigned int offset = 0;
 689
 690                 do {
 691                         if (offset) {
 692                                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 693                                 max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 694
 695                                 tio = alloc_tio(ci->md);
 696                                 tio->io = ci->io;
 697                                 tio->ti = ti;
 698                                 memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 699                         }
 700
 701                         len = min(remaining, max);
 702
 703                         clone = split_bvec(bio, ci->sector, ci->idx,
 704                                            bv->bv_offset + offset, len,
 705                                            ci->md->bs);
 706
 707                         __map_bio(ti, clone, tio);
 708
 709                         ci->sector += len;
 710                         ci->sector_count -= len;
 711                         offset += to_bytes(len);
 712                 } while (remaining -= len);
 713
 714                 ci->idx++;
 715         }
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Split the bio into several clones.
 720  */
 721 static void __split_bio(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 722 {
 723         struct clone_info ci;
 724
 725         ci.map = dm_get_table(md);
 726         if (!ci.map) {
 727                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 728                 return;
 729         }
 730
 731         ci.md = md;
 732         ci.bio = bio;
 733         ci.io = alloc_io(md);
 734         ci.io->error = 0;
 735         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
 736         ci.io->bio = bio;
 737         ci.io->md = md;
 738         ci.sector = bio->bi_sector;
 739         ci.sector_count = bio_sectors(bio);
 740         ci.idx = bio->bi_idx;
 741
 742         start_io_acct(ci.io);
 743         while (ci.sector_count)
 744                 __clone_and_map(&ci);
 745
 746         /* drop the extra reference count */
 747         dec_pending(ci.io, 0);
 748         dm_table_put(ci.map);
 749 }
 750 /*-----------------------------------------------------------------
 751  * CRUD END
 752  *---------------------------------------------------------------*/
 753
 754 /*
 755  * The request function that just remaps the bio built up by
 756  * dm_merge_bvec.
 757  */
 758 static int dm_request(request_queue_t *q, struct bio *bio)
 759 {
 760         int r;
 761         int rw = bio_data_dir(bio);
 762         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 763
 764         down_read(&md->io_lock);
 765
 766         disk_stat_inc(dm_disk(md), ios[rw]);
 767         disk_stat_add(dm_disk(md), sectors[rw], bio_sectors(bio));
 768
 769         /*
 770          * If we're suspended we have to queue
 771          * this io for later.
 772          */
 773         while (test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
 774                 up_read(&md->io_lock);
 775
 776                 if (bio_rw(bio) == READA) {
 777                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 778                         return 0;
 779                 }
 780
 781                 r = queue_io(md, bio);
 782                 if (r < 0) {
 783                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 784                         return 0;
 785
 786                 } else if (r == 0)
 787                         return 0;       /* deferred successfully */
 788
 789                 /*
 790                  * We're in a while loop, because someone could suspend
 791                  * before we get to the following read lock.
 792                  */
 793                 down_read(&md->io_lock);
 794         }
 795
 796         __split_bio(md, bio);
 797         up_read(&md->io_lock);
 798         return 0;
 799 }
 800
 801 static int dm_flush_all(request_queue_t *q, struct gendisk *disk,
 802                         sector_t *error_sector)
 803 {
 804         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 805         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 806         int ret = -ENXIO;
 807
 808         if (map) {
 809                 ret = dm_table_flush_all(map);
 810                 dm_table_put(map);
 811         }
 812
 813         return ret;
 814 }
 815
 816 static void dm_unplug_all(request_queue_t *q)
 817 {
 818         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 819         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 820
 821         if (map) {
 822                 dm_table_unplug_all(map);
 823                 dm_table_put(map);
 824         }
 825 }
 826
 827 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
 828 {
 829         int r;
 830         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
 831         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 832
 833         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
 834                 r = bdi_bits;
 835         else
 836                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
 837
 838         dm_table_put(map);
 839         return r;
 840 }
 841
 842 /*-----------------------------------------------------------------
 843  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
 844  *---------------------------------------------------------------*/
 845 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
 846
 847 static void free_minor(int minor)
 848 {
 849         spin_lock(&_minor_lock);
 850         idr_remove(&_minor_idr, minor);
 851         spin_unlock(&_minor_lock);
 852 }
 853
 854 /*
 855  * See if the device with a specific minor # is free.
 856  */
 857 static int specific_minor(struct mapped_device *md, int minor)
 858 {
 859         int r, m;
 860
 861         if (minor >= (1 << MINORBITS))
 862                 return -EINVAL;
 863
 864         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 865         if (!r)
 866                 return -ENOMEM;
 867
 868         spin_lock(&_minor_lock);
 869
 870         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
 871                 r = -EBUSY;
 872                 goto out;
 873         }
 874
 875         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
 876         if (r)
 877                 goto out;
 878
 879         if (m != minor) {
 880                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 881                 r = -EBUSY;
 882                 goto out;
 883         }
 884
 885 out:
 886         spin_unlock(&_minor_lock);
 887         return r;
 888 }
 889
 890 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, int *minor)
 891 {
 892         int r, m;
 893
 894         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 895         if (!r)
 896                 return -ENOMEM;
 897
 898         spin_lock(&_minor_lock);
 899
 900         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
 901         if (r) {
 902                 goto out;
 903         }
 904
 905         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
 906                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 907                 r = -ENOSPC;
 908                 goto out;
 909         }
 910
 911         *minor = m;
 912
 913 out:
 914         spin_unlock(&_minor_lock);
 915         return r;
 916 }
 917
 918 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
 919
 920 /*
 921  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
 922  */
 923 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
 924 {
 925         int r;
 926         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
 927         void *old_md;
 928
 929         if (!md) {
 930                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
 931                 return NULL;
 932         }
 933
 934         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 935                 goto bad0;
 936
 937         /* get a minor number for the dev */
 938         if (minor == DM_ANY_MINOR)
 939                 r = next_free_minor(md, &minor);
 940         else
 941                 r = specific_minor(md, minor);
 942         if (r < 0)
 943                 goto bad1;
 944
 945         memset(md, 0, sizeof(*md));
 946         init_rwsem(&md->io_lock);
 947         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
 948         rwlock_init(&md->map_lock);
 949         atomic_set(&md->holders, 1);
 950         atomic_set(&md->open_count, 0);
 951         atomic_set(&md->event_nr, 0);
 952
 953         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
 954         if (!md->queue)
 955                 goto bad1_free_minor;
 956
 957         md->queue->queuedata = md;
 958         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
 959         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
 960         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
 961         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
 962         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
 963         md->queue->issue_flush_fn = dm_flush_all;
 964
 965         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
 966         if (!md->io_pool)
 967                 goto bad2;
 968
 969         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
 970         if (!md->tio_pool)
 971                 goto bad3;
 972
 973         md->bs = bioset_create(16, 16, 4);
 974         if (!md->bs)
 975                 goto bad_no_bioset;
 976
 977         md->disk = alloc_disk(1);
 978         if (!md->disk)
 979                 goto bad4;
 980
 981         atomic_set(&md->pending, 0);
 982         init_waitqueue_head(&md->wait);
 983         init_waitqueue_head(&md->eventq);
 984
 985         md->disk->major = _major;
 986         md->disk->first_minor = minor;
 987         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
 988         md->disk->queue = md->queue;
 989         md->disk->private_data = md;
 990         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
 991         add_disk(md->disk);
 992         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
 993
 994         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
 995         spin_lock(&_minor_lock);
 996         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
 997         spin_unlock(&_minor_lock);
 998
 999         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1000
1001         return md;
1002
1003  bad4:
1004         bioset_free(md->bs);
1005  bad_no_bioset:
1006         mempool_destroy(md->tio_pool);
1007  bad3:
1008         mempool_destroy(md->io_pool);
1009  bad2:
1010         blk_cleanup_queue(md->queue);
1011  bad1_free_minor:
1012         free_minor(minor);
1013  bad1:
1014         module_put(THIS_MODULE);
1015  bad0:
1016         kfree(md);
1017         return NULL;
1018 }
1019
1020 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1021 {
1022         int minor = md->disk->first_minor;
1023
1024         if (md->suspended_bdev) {
1025                 thaw_bdev(md->suspended_bdev, NULL);
1026                 bdput(md->suspended_bdev);
1027         }
1028         mempool_destroy(md->tio_pool);
1029         mempool_destroy(md->io_pool);
1030         bioset_free(md->bs);
1031         del_gendisk(md->disk);
1032         free_minor(minor);
1033
1034         spin_lock(&_minor_lock);
1035         md->disk->private_data = NULL;
1036         spin_unlock(&_minor_lock);
1037
1038         put_disk(md->disk);
1039         blk_cleanup_queue(md->queue);
1040         module_put(THIS_MODULE);
1041         kfree(md);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Bind a table to the device.
1046  */
1047 static void event_callback(void *context)
1048 {
1049         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1050
1051         atomic_inc(&md->event_nr);
1052         wake_up(&md->eventq);
1053 }
1054
1055 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1056 {
1057         set_capacity(md->disk, size);
1058
1059         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1060         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1061         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
1062 }
1063
1064 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1065 {
1066         request_queue_t *q = md->queue;
1067         sector_t size;
1068
1069         size = dm_table_get_size(t);
1070
1071         /*
1072          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1073          */
1074         if (size != get_capacity(md->disk))
1075                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1076
1077         __set_size(md, size);
1078         if (size == 0)
1079                 return 0;
1080
1081         dm_table_get(t);
1082         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1083
1084         write_lock(&md->map_lock);
1085         md->map = t;
1086         dm_table_set_restrictions(t, q);
1087         write_unlock(&md->map_lock);
1088
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static void __unbind(struct mapped_device *md)
1093 {
1094         struct dm_table *map = md->map;
1095
1096         if (!map)
1097                 return;
1098
1099         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1100         write_lock(&md->map_lock);
1101         md->map = NULL;
1102         write_unlock(&md->map_lock);
1103         dm_table_put(map);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Constructor for a new device.
1108  */
1109 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1110 {
1111         struct mapped_device *md;
1112
1113         md = alloc_dev(minor);
1114         if (!md)
1115                 return -ENXIO;
1116
1117         *result = md;
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1122 {
1123         struct mapped_device *md;
1124         unsigned minor = MINOR(dev);
1125
1126         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1127                 return NULL;
1128
1129         spin_lock(&_minor_lock);
1130
1131         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1132         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
1133                    (dm_disk(md)->first_minor != minor) ||
1134                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1135                 md = NULL;
1136                 goto out;
1137         }
1138
1139 out:
1140         spin_unlock(&_minor_lock);
1141
1142         return md;
1143 }
1144
1145 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1146 {
1147         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1148
1149         if (md)
1150                 dm_get(md);
1151
1152         return md;
1153 }
1154
1155 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1156 {
1157         return md->interface_ptr;
1158 }
1159
1160 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1161 {
1162         md->interface_ptr = ptr;
1163 }
1164
1165 void dm_get(struct mapped_device *md)
1166 {
1167         atomic_inc(&md->holders);
1168 }
1169
1170 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1171 {
1172         return md->name;
1173 }
1174 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1175
1176 void dm_put(struct mapped_device *md)
1177 {
1178         struct dm_table *map;
1179
1180         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1181
1182         if (atomic_dec_and_lock(&md->holders, &_minor_lock)) {
1183                 map = dm_get_table(md);
1184                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1185                 set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1186                 spin_unlock(&_minor_lock);
1187                 if (!dm_suspended(md)) {
1188                         dm_table_presuspend_targets(map);
1189                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1190                 }
1191                 __unbind(md);
1192                 dm_table_put(map);
1193                 free_dev(md);
1194         }
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Process the deferred bios
1199  */
1200 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1201 {
1202         struct bio *n;
1203
1204         while (c) {
1205                 n = c->bi_next;
1206                 c->bi_next = NULL;
1207                 __split_bio(md, c);
1208                 c = n;
1209         }
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Swap in a new table (destroying old one).
1214  */
1215 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1216 {
1217         int r = -EINVAL;
1218
1219         down(&md->suspend_lock);
1220
1221         /* device must be suspended */
1222         if (!dm_suspended(md))
1223                 goto out;
1224
1225         __unbind(md);
1226         r = __bind(md, table);
1227
1228 out:
1229         up(&md->suspend_lock);
1230         return r;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1235  * device.
1236  */
1237 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1238 {
1239         int r;
1240
1241         WARN_ON(md->frozen_sb);
1242
1243         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1244         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1245                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1246                 md->frozen_sb = NULL;
1247                 return r;
1248         }
1249
1250         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1251
1252         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1253          * to go away while it is locked.
1254          */
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1259 {
1260         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1261                 return;
1262
1263         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1264         md->frozen_sb = NULL;
1265         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1266 }
1267
1268 /*
1269  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1270  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1271  * the background.  Before the table can be swapped with
1272  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1273  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1274  */
1275 int dm_suspend(struct mapped_device *md, int do_lockfs)
1276 {
1277         struct dm_table *map = NULL;
1278         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1279         struct bio *def;
1280         int r = -EINVAL;
1281
1282         down(&md->suspend_lock);
1283
1284         if (dm_suspended(md))
1285                 goto out_unlock;
1286
1287         map = dm_get_table(md);
1288
1289         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1290         dm_table_presuspend_targets(map);
1291
1292         md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1293         if (!md->suspended_bdev) {
1294                 DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1295                 r = -ENOMEM;
1296                 goto out;
1297         }
1298
1299         /* Flush I/O to the device. */
1300         if (do_lockfs) {
1301                 r = lock_fs(md);
1302                 if (r)
1303                         goto out;
1304         }
1305
1306         /*
1307          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1308          */
1309         down_write(&md->io_lock);
1310         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1311
1312         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1313         up_write(&md->io_lock);
1314
1315         /* unplug */
1316         if (map)
1317                 dm_table_unplug_all(map);
1318
1319         /*
1320          * Then we wait for the already mapped ios to
1321          * complete.
1322          */
1323         while (1) {
1324                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1325
1326                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1327                         break;
1328
1329                 io_schedule();
1330         }
1331         set_current_state(TASK_RUNNING);
1332
1333         down_write(&md->io_lock);
1334         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1335
1336         /* were we interrupted ? */
1337         r = -EINTR;
1338         if (atomic_read(&md->pending)) {
1339                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1340                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1341                 __flush_deferred_io(md, def);
1342                 up_write(&md->io_lock);
1343                 unlock_fs(md);
1344                 goto out;
1345         }
1346         up_write(&md->io_lock);
1347
1348         dm_table_postsuspend_targets(map);
1349
1350         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1351
1352         r = 0;
1353
1354 out:
1355         if (r && md->suspended_bdev) {
1356                 bdput(md->suspended_bdev);
1357                 md->suspended_bdev = NULL;
1358         }
1359
1360         dm_table_put(map);
1361
1362 out_unlock:
1363         up(&md->suspend_lock);
1364         return r;
1365 }
1366
1367 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1368 {
1369         int r = -EINVAL;
1370         struct bio *def;
1371         struct dm_table *map = NULL;
1372
1373         down(&md->suspend_lock);
1374         if (!dm_suspended(md))
1375                 goto out;
1376
1377         map = dm_get_table(md);
1378         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1379                 goto out;
1380
1381         r = dm_table_resume_targets(map);
1382         if (r)
1383                 goto out;
1384
1385         down_write(&md->io_lock);
1386         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1387
1388         def = bio_list_get(&md->deferred);
1389         __flush_deferred_io(md, def);
1390         up_write(&md->io_lock);
1391
1392         unlock_fs(md);
1393
1394         bdput(md->suspended_bdev);
1395         md->suspended_bdev = NULL;
1396
1397         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1398
1399         dm_table_unplug_all(map);
1400
1401         kobject_uevent(&md->disk->kobj, KOBJ_CHANGE);
1402
1403         r = 0;
1404
1405 out:
1406         dm_table_put(map);
1407         up(&md->suspend_lock);
1408
1409         return r;
1410 }
1411
1412 /*-----------------------------------------------------------------
1413  * Event notification.
1414  *---------------------------------------------------------------*/
1415 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1416 {
1417         return atomic_read(&md->event_nr);
1418 }
1419
1420 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1421 {
1422         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1423                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1424 }
1425
1426 /*
1427  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1428  * count on 'md'.
1429  */
1430 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1431 {
1432         return md->disk;
1433 }
1434
1435 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1436 {
1437         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1438 }
1439
1440 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1441         .open = dm_blk_open,
1442         .release = dm_blk_close,
1443         .ioctl = dm_blk_ioctl,
1444         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1445         .owner = THIS_MODULE
1446 };
1447
1448 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1449
1450 /*
1451  * module hooks
1452  */
1453 module_init(dm_init);
1454 module_exit(dm_exit);
1455
1456 module_param(major, uint, 0);
1457 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1458 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1459 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1460 MODULE_LICENSE("GPL");