drivers/md/linear.c

   1 /*
   2    linear.c : Multiple Devices driver for Linux
   3               Copyright (C) 1994-96 Marc ZYNGIER
   4               <zyngier@ufr-info-p7.ibp.fr> or
   5               <maz@gloups.fdn.fr>
   6
   7    Linear mode management functions.
   8
   9    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10    it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  12    any later version.
  13
  14    You should have received a copy of the GNU General Public License
  15    (for example /usr/src/linux/COPYING); if not, write to the Free
  16    Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17 */
  18
  19 #include <linux/module.h>
  20
  21 #include <linux/raid/md.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/raid/linear.h>
  24
  25 #define MAJOR_NR MD_MAJOR
  26 #define MD_DRIVER
  27 #define MD_PERSONALITY
  28
  29 /*
  30  * find which device holds a particular offset
  31  */
  32 static inline dev_info_t *which_dev(mddev_t *mddev, sector_t sector)
  33 {
  34         dev_info_t *hash;
  35         linear_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
  36
  37         /*
  38          * sector_div(a,b) returns the remainer and sets a to a/b
  39          */
  40         sector >>= conf->sector_shift;
  41         (void)sector_div(sector, conf->spacing);
  42         hash = conf->hash_table[sector];
  43
  44         while (sector >= hash->num_sectors + hash->start_sector)
  45                 hash++;
  46         return hash;
  47 }
  48
  49 /**
  50  *      linear_mergeable_bvec -- tell bio layer if two requests can be merged
  51  *      @q: request queue
  52  *      @bvm: properties of new bio
  53  *      @biovec: the request that could be merged to it.
  54  *
  55  *      Return amount of bytes we can take at this offset
  56  */
  57 static int linear_mergeable_bvec(struct request_queue *q,
  58                                  struct bvec_merge_data *bvm,
  59                                  struct bio_vec *biovec)
  60 {
  61         mddev_t *mddev = q->queuedata;
  62         dev_info_t *dev0;
  63         unsigned long maxsectors, bio_sectors = bvm->bi_size >> 9;
  64         sector_t sector = bvm->bi_sector + get_start_sect(bvm->bi_bdev);
  65
  66         dev0 = which_dev(mddev, sector);
  67         maxsectors = dev0->num_sectors - (sector - dev0->start_sector);
  68
  69         if (maxsectors < bio_sectors)
  70                 maxsectors = 0;
  71         else
  72                 maxsectors -= bio_sectors;
  73
  74         if (maxsectors <= (PAGE_SIZE >> 9 ) && bio_sectors == 0)
  75                 return biovec->bv_len;
  76         /* The bytes available at this offset could be really big,
  77          * so we cap at 2^31 to avoid overflow */
  78         if (maxsectors > (1 << (31-9)))
  79                 return 1<<31;
  80         return maxsectors << 9;
  81 }
  82
  83 static void linear_unplug(struct request_queue *q)
  84 {
  85         mddev_t *mddev = q->queuedata;
  86         linear_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
  87         int i;
  88
  89         for (i=0; i < mddev->raid_disks; i++) {
  90                 struct request_queue *r_queue = bdev_get_queue(conf->disks[i].rdev->bdev);
  91                 blk_unplug(r_queue);
  92         }
  93 }
  94
  95 static int linear_congested(void *data, int bits)
  96 {
  97         mddev_t *mddev = data;
  98         linear_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
  99         int i, ret = 0;
 100
 101         for (i = 0; i < mddev->raid_disks && !ret ; i++) {
 102                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(conf->disks[i].rdev->bdev);
 103                 ret |= bdi_congested(&q->backing_dev_info, bits);
 104         }
 105         return ret;
 106 }
 107
 108 static linear_conf_t *linear_conf(mddev_t *mddev, int raid_disks)
 109 {
 110         linear_conf_t *conf;
 111         dev_info_t **table;
 112         mdk_rdev_t *rdev;
 113         int i, nb_zone, cnt;
 114         sector_t min_sectors;
 115         sector_t curr_sector;
 116         struct list_head *tmp;
 117
 118         conf = kzalloc (sizeof (*conf) + raid_disks*sizeof(dev_info_t),
 119                         GFP_KERNEL);
 120         if (!conf)
 121                 return NULL;
 122
 123         cnt = 0;
 124         conf->array_sectors = 0;
 125
 126         rdev_for_each(rdev, tmp, mddev) {
 127                 int j = rdev->raid_disk;
 128                 dev_info_t *disk = conf->disks + j;
 129
 130                 if (j < 0 || j >= raid_disks || disk->rdev) {
 131                         printk("linear: disk numbering problem. Aborting!\n");
 132                         goto out;
 133                 }
 134
 135                 disk->rdev = rdev;
 136
 137                 blk_queue_stack_limits(mddev->queue,
 138                                        rdev->bdev->bd_disk->queue);
 139                 /* as we don't honour merge_bvec_fn, we must never risk
 140                  * violating it, so limit ->max_sector to one PAGE, as
 141                  * a one page request is never in violation.
 142                  */
 143                 if (rdev->bdev->bd_disk->queue->merge_bvec_fn &&
 144                     mddev->queue->max_sectors > (PAGE_SIZE>>9))
 145                         blk_queue_max_sectors(mddev->queue, PAGE_SIZE>>9);
 146
 147                 disk->num_sectors = rdev->size * 2;
 148                 conf->array_sectors += rdev->size * 2;
 149
 150                 cnt++;
 151         }
 152         if (cnt != raid_disks) {
 153                 printk("linear: not enough drives present. Aborting!\n");
 154                 goto out;
 155         }
 156
 157         min_sectors = conf->array_sectors;
 158         sector_div(min_sectors, PAGE_SIZE/sizeof(struct dev_info *));
 159
 160         /* min_sectors is the minimum spacing that will fit the hash
 161          * table in one PAGE.  This may be much smaller than needed.
 162          * We find the smallest non-terminal set of consecutive devices
 163          * that is larger than min_sectors and use the size of that as
 164          * the actual spacing
 165          */
 166         conf->spacing = conf->array_sectors;
 167         for (i=0; i < cnt-1 ; i++) {
 168                 sector_t tmp = 0;
 169                 int j;
 170                 for (j = i; j < cnt - 1 && tmp < min_sectors; j++)
 171                         tmp += conf->disks[j].num_sectors;
 172                 if (tmp >= min_sectors && tmp < conf->spacing)
 173                         conf->spacing = tmp;
 174         }
 175
 176         /* spacing may be too large for sector_div to work with,
 177          * so we might need to pre-shift
 178          */
 179         conf->sector_shift = 0;
 180         if (sizeof(sector_t) > sizeof(u32)) {
 181                 sector_t space = conf->spacing;
 182                 while (space > (sector_t)(~(u32)0)) {
 183                         space >>= 1;
 184                         conf->sector_shift++;
 185                 }
 186         }
 187         /*
 188          * This code was restructured to work around a gcc-2.95.3 internal
 189          * compiler error.  Alter it with care.
 190          */
 191         {
 192                 sector_t sz;
 193                 unsigned round;
 194                 unsigned long base;
 195
 196                 sz = conf->array_sectors >> conf->sector_shift;
 197                 sz += 1; /* force round-up */
 198                 base = conf->spacing >> conf->sector_shift;
 199                 round = sector_div(sz, base);
 200                 nb_zone = sz + (round ? 1 : 0);
 201         }
 202         BUG_ON(nb_zone > PAGE_SIZE / sizeof(struct dev_info *));
 203
 204         conf->hash_table = kmalloc (sizeof (struct dev_info *) * nb_zone,
 205                                         GFP_KERNEL);
 206         if (!conf->hash_table)
 207                 goto out;
 208
 209         /*
 210          * Here we generate the linear hash table
 211          * First calculate the device offsets.
 212          */
 213         conf->disks[0].start_sector = 0;
 214         for (i = 1; i < raid_disks; i++)
 215                 conf->disks[i].start_sector =
 216                         conf->disks[i-1].start_sector +
 217                         conf->disks[i-1].num_sectors;
 218
 219         table = conf->hash_table;
 220         i = 0;
 221         for (curr_sector = 0;
 222              curr_sector < conf->array_sectors;
 223              curr_sector += conf->spacing) {
 224
 225                 while (i < raid_disks-1 &&
 226                        curr_sector >= conf->disks[i+1].start_sector)
 227                         i++;
 228
 229                 *table ++ = conf->disks + i;
 230         }
 231
 232         if (conf->sector_shift) {
 233                 conf->spacing >>= conf->sector_shift;
 234                 /* round spacing up so that when we divide by it,
 235                  * we err on the side of "too-low", which is safest.
 236                  */
 237                 conf->spacing++;
 238         }
 239
 240         BUG_ON(table - conf->hash_table > nb_zone);
 241
 242         return conf;
 243
 244 out:
 245         kfree(conf);
 246         return NULL;
 247 }
 248
 249 static int linear_run (mddev_t *mddev)
 250 {
 251         linear_conf_t *conf;
 252
 253         mddev->queue->queue_lock = &mddev->queue->__queue_lock;
 254         conf = linear_conf(mddev, mddev->raid_disks);
 255
 256         if (!conf)
 257                 return 1;
 258         mddev->private = conf;
 259         mddev->array_sectors = conf->array_sectors;
 260
 261         blk_queue_merge_bvec(mddev->queue, linear_mergeable_bvec);
 262         mddev->queue->unplug_fn = linear_unplug;
 263         mddev->queue->backing_dev_info.congested_fn = linear_congested;
 264         mddev->queue->backing_dev_info.congested_data = mddev;
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static int linear_add(mddev_t *mddev, mdk_rdev_t *rdev)
 269 {
 270         /* Adding a drive to a linear array allows the array to grow.
 271          * It is permitted if the new drive has a matching superblock
 272          * already on it, with raid_disk equal to raid_disks.
 273          * It is achieved by creating a new linear_private_data structure
 274          * and swapping it in in-place of the current one.
 275          * The current one is never freed until the array is stopped.
 276          * This avoids races.
 277          */
 278         linear_conf_t *newconf;
 279
 280         if (rdev->saved_raid_disk != mddev->raid_disks)
 281                 return -EINVAL;
 282
 283         rdev->raid_disk = rdev->saved_raid_disk;
 284
 285         newconf = linear_conf(mddev,mddev->raid_disks+1);
 286
 287         if (!newconf)
 288                 return -ENOMEM;
 289
 290         newconf->prev = mddev_to_conf(mddev);
 291         mddev->private = newconf;
 292         mddev->raid_disks++;
 293         mddev->array_sectors = newconf->array_sectors;
 294         set_capacity(mddev->gendisk, mddev->array_sectors);
 295         return 0;
 296 }
 297
 298 static int linear_stop (mddev_t *mddev)
 299 {
 300         linear_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
 301
 302         blk_sync_queue(mddev->queue); /* the unplug fn references 'conf'*/
 303         do {
 304                 linear_conf_t *t = conf->prev;
 305                 kfree(conf->hash_table);
 306                 kfree(conf);
 307                 conf = t;
 308         } while (conf);
 309
 310         return 0;
 311 }
 312
 313 static int linear_make_request (struct request_queue *q, struct bio *bio)
 314 {
 315         const int rw = bio_data_dir(bio);
 316         mddev_t *mddev = q->queuedata;
 317         dev_info_t *tmp_dev;
 318         int cpu;
 319
 320         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
 321                 bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
 322                 return 0;
 323         }
 324
 325         cpu = part_stat_lock();
 326         part_stat_inc(cpu, &mddev->gendisk->part0, ios[rw]);
 327         part_stat_add(cpu, &mddev->gendisk->part0, sectors[rw],
 328                       bio_sectors(bio));
 329         part_stat_unlock();
 330
 331         tmp_dev = which_dev(mddev, bio->bi_sector);
 332
 333         if (unlikely(bio->bi_sector >= (tmp_dev->num_sectors +
 334                                         tmp_dev->start_sector)
 335                      || (bio->bi_sector <
 336                          tmp_dev->start_sector))) {
 337                 char b[BDEVNAME_SIZE];
 338
 339                 printk("linear_make_request: Sector %llu out of bounds on "
 340                         "dev %s: %llu sectors, offset %llu\n",
 341                         (unsigned long long)bio->bi_sector,
 342                         bdevname(tmp_dev->rdev->bdev, b),
 343                         (unsigned long long)tmp_dev->num_sectors,
 344                         (unsigned long long)tmp_dev->start_sector);
 345                 bio_io_error(bio);
 346                 return 0;
 347         }
 348         if (unlikely(bio->bi_sector + (bio->bi_size >> 9) >
 349                      tmp_dev->start_sector + tmp_dev->num_sectors)) {
 350                 /* This bio crosses a device boundary, so we have to
 351                  * split it.
 352                  */
 353                 struct bio_pair *bp;
 354
 355                 bp = bio_split(bio,
 356                                tmp_dev->start_sector + tmp_dev->num_sectors
 357                                - bio->bi_sector);
 358
 359                 if (linear_make_request(q, &bp->bio1))
 360                         generic_make_request(&bp->bio1);
 361                 if (linear_make_request(q, &bp->bio2))
 362                         generic_make_request(&bp->bio2);
 363                 bio_pair_release(bp);
 364                 return 0;
 365         }
 366
 367         bio->bi_bdev = tmp_dev->rdev->bdev;
 368         bio->bi_sector = bio->bi_sector - tmp_dev->start_sector
 369                 + tmp_dev->rdev->data_offset;
 370
 371         return 1;
 372 }
 373
 374 static void linear_status (struct seq_file *seq, mddev_t *mddev)
 375 {
 376
 377         seq_printf(seq, " %dk rounding", mddev->chunk_size/1024);
 378 }
 379
 380
 381 static struct mdk_personality linear_personality =
 382 {
 383         .name           = "linear",
 384         .level          = LEVEL_LINEAR,
 385         .owner          = THIS_MODULE,
 386         .make_request   = linear_make_request,
 387         .run            = linear_run,
 388         .stop           = linear_stop,
 389         .status         = linear_status,
 390         .hot_add_disk   = linear_add,
 391 };
 392
 393 static int __init linear_init (void)
 394 {
 395         return register_md_personality (&linear_personality);
 396 }
 397
 398 static void linear_exit (void)
 399 {
 400         unregister_md_personality (&linear_personality);
 401 }
 402
 403
 404 module_init(linear_init);
 405 module_exit(linear_exit);
 406 MODULE_LICENSE("GPL");
 407 MODULE_ALIAS("md-personality-1"); /* LINEAR - deprecated*/
 408 MODULE_ALIAS("md-linear");
 409 MODULE_ALIAS("md-level--1");