drivers/md/dm-snap.c

   1 /*
   2  * dm-snapshot.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2001-2002 Sistina Software (UK) Limited.
   5  *
   6  * This file is released under the GPL.
   7  */
   8
   9 #include <linux/blkdev.h>
  10 #include <linux/config.h>
  11 #include <linux/ctype.h>
  12 #include <linux/device-mapper.h>
  13 #include <linux/fs.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/kdev_t.h>
  16 #include <linux/list.h>
  17 #include <linux/mempool.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/vmalloc.h>
  21
  22 #include "dm-snap.h"
  23 #include "dm-bio-list.h"
  24 #include "kcopyd.h"
  25
  26 /*
  27  * The percentage increment we will wake up users at
  28  */
  29 #define WAKE_UP_PERCENT 5
  30
  31 /*
  32  * kcopyd priority of snapshot operations
  33  */
  34 #define SNAPSHOT_COPY_PRIORITY 2
  35
  36 /*
  37  * Each snapshot reserves this many pages for io
  38  */
  39 #define SNAPSHOT_PAGES 256
  40
  41 struct pending_exception {
  42         struct exception e;
  43
  44         /*
  45          * Origin buffers waiting for this to complete are held
  46          * in a bio list
  47          */
  48         struct bio_list origin_bios;
  49         struct bio_list snapshot_bios;
  50
  51         /*
  52          * Other pending_exceptions that are processing this
  53          * chunk.  When this list is empty, we know we can
  54          * complete the origins.
  55          */
  56         struct list_head siblings;
  57
  58         /* Pointer back to snapshot context */
  59         struct dm_snapshot *snap;
  60
  61         /*
  62          * 1 indicates the exception has already been sent to
  63          * kcopyd.
  64          */
  65         int started;
  66 };
  67
  68 /*
  69  * Hash table mapping origin volumes to lists of snapshots and
  70  * a lock to protect it
  71  */
  72 static kmem_cache_t *exception_cache;
  73 static kmem_cache_t *pending_cache;
  74 static mempool_t *pending_pool;
  75
  76 /*
  77  * One of these per registered origin, held in the snapshot_origins hash
  78  */
  79 struct origin {
  80         /* The origin device */
  81         struct block_device *bdev;
  82
  83         struct list_head hash_list;
  84
  85         /* List of snapshots for this origin */
  86         struct list_head snapshots;
  87 };
  88
  89 /*
  90  * Size of the hash table for origin volumes. If we make this
  91  * the size of the minors list then it should be nearly perfect
  92  */
  93 #define ORIGIN_HASH_SIZE 256
  94 #define ORIGIN_MASK      0xFF
  95 static struct list_head *_origins;
  96 static struct rw_semaphore _origins_lock;
  97
  98 static int init_origin_hash(void)
  99 {
 100         int i;
 101
 102         _origins = kmalloc(ORIGIN_HASH_SIZE * sizeof(struct list_head),
 103                            GFP_KERNEL);
 104         if (!_origins) {
 105                 DMERR("Device mapper: Snapshot: unable to allocate memory");
 106                 return -ENOMEM;
 107         }
 108
 109         for (i = 0; i < ORIGIN_HASH_SIZE; i++)
 110                 INIT_LIST_HEAD(_origins + i);
 111         init_rwsem(&_origins_lock);
 112
 113         return 0;
 114 }
 115
 116 static void exit_origin_hash(void)
 117 {
 118         kfree(_origins);
 119 }
 120
 121 static inline unsigned int origin_hash(struct block_device *bdev)
 122 {
 123         return bdev->bd_dev & ORIGIN_MASK;
 124 }
 125
 126 static struct origin *__lookup_origin(struct block_device *origin)
 127 {
 128         struct list_head *ol;
 129         struct origin *o;
 130
 131         ol = &_origins[origin_hash(origin)];
 132         list_for_each_entry (o, ol, hash_list)
 133                 if (bdev_equal(o->bdev, origin))
 134                         return o;
 135
 136         return NULL;
 137 }
 138
 139 static void __insert_origin(struct origin *o)
 140 {
 141         struct list_head *sl = &_origins[origin_hash(o->bdev)];
 142         list_add_tail(&o->hash_list, sl);
 143 }
 144
 145 /*
 146  * Make a note of the snapshot and its origin so we can look it
 147  * up when the origin has a write on it.
 148  */
 149 static int register_snapshot(struct dm_snapshot *snap)
 150 {
 151         struct origin *o;
 152         struct block_device *bdev = snap->origin->bdev;
 153
 154         down_write(&_origins_lock);
 155         o = __lookup_origin(bdev);
 156
 157         if (!o) {
 158                 /* New origin */
 159                 o = kmalloc(sizeof(*o), GFP_KERNEL);
 160                 if (!o) {
 161                         up_write(&_origins_lock);
 162                         return -ENOMEM;
 163                 }
 164
 165                 /* Initialise the struct */
 166                 INIT_LIST_HEAD(&o->snapshots);
 167                 o->bdev = bdev;
 168
 169                 __insert_origin(o);
 170         }
 171
 172         list_add_tail(&snap->list, &o->snapshots);
 173
 174         up_write(&_origins_lock);
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 static void unregister_snapshot(struct dm_snapshot *s)
 179 {
 180         struct origin *o;
 181
 182         down_write(&_origins_lock);
 183         o = __lookup_origin(s->origin->bdev);
 184
 185         list_del(&s->list);
 186         if (list_empty(&o->snapshots)) {
 187                 list_del(&o->hash_list);
 188                 kfree(o);
 189         }
 190
 191         up_write(&_origins_lock);
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Implementation of the exception hash tables.
 196  */
 197 static int init_exception_table(struct exception_table *et, uint32_t size)
 198 {
 199         unsigned int i;
 200
 201         et->hash_mask = size - 1;
 202         et->table = dm_vcalloc(size, sizeof(struct list_head));
 203         if (!et->table)
 204                 return -ENOMEM;
 205
 206         for (i = 0; i < size; i++)
 207                 INIT_LIST_HEAD(et->table + i);
 208
 209         return 0;
 210 }
 211
 212 static void exit_exception_table(struct exception_table *et, kmem_cache_t *mem)
 213 {
 214         struct list_head *slot;
 215         struct exception *ex, *next;
 216         int i, size;
 217
 218         size = et->hash_mask + 1;
 219         for (i = 0; i < size; i++) {
 220                 slot = et->table + i;
 221
 222                 list_for_each_entry_safe (ex, next, slot, hash_list)
 223                         kmem_cache_free(mem, ex);
 224         }
 225
 226         vfree(et->table);
 227 }
 228
 229 static inline uint32_t exception_hash(struct exception_table *et, chunk_t chunk)
 230 {
 231         return chunk & et->hash_mask;
 232 }
 233
 234 static void insert_exception(struct exception_table *eh, struct exception *e)
 235 {
 236         struct list_head *l = &eh->table[exception_hash(eh, e->old_chunk)];
 237         list_add(&e->hash_list, l);
 238 }
 239
 240 static inline void remove_exception(struct exception *e)
 241 {
 242         list_del(&e->hash_list);
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Return the exception data for a sector, or NULL if not
 247  * remapped.
 248  */
 249 static struct exception *lookup_exception(struct exception_table *et,
 250                                           chunk_t chunk)
 251 {
 252         struct list_head *slot;
 253         struct exception *e;
 254
 255         slot = &et->table[exception_hash(et, chunk)];
 256         list_for_each_entry (e, slot, hash_list)
 257                 if (e->old_chunk == chunk)
 258                         return e;
 259
 260         return NULL;
 261 }
 262
 263 static inline struct exception *alloc_exception(void)
 264 {
 265         struct exception *e;
 266
 267         e = kmem_cache_alloc(exception_cache, GFP_NOIO);
 268         if (!e)
 269                 e = kmem_cache_alloc(exception_cache, GFP_ATOMIC);
 270
 271         return e;
 272 }
 273
 274 static inline void free_exception(struct exception *e)
 275 {
 276         kmem_cache_free(exception_cache, e);
 277 }
 278
 279 static inline struct pending_exception *alloc_pending_exception(void)
 280 {
 281         return mempool_alloc(pending_pool, GFP_NOIO);
 282 }
 283
 284 static inline void free_pending_exception(struct pending_exception *pe)
 285 {
 286         mempool_free(pe, pending_pool);
 287 }
 288
 289 int dm_add_exception(struct dm_snapshot *s, chunk_t old, chunk_t new)
 290 {
 291         struct exception *e;
 292
 293         e = alloc_exception();
 294         if (!e)
 295                 return -ENOMEM;
 296
 297         e->old_chunk = old;
 298         e->new_chunk = new;
 299         insert_exception(&s->complete, e);
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Hard coded magic.
 305  */
 306 static int calc_max_buckets(void)
 307 {
 308         /* use a fixed size of 2MB */
 309         unsigned long mem = 2 * 1024 * 1024;
 310         mem /= sizeof(struct list_head);
 311
 312         return mem;
 313 }
 314
 315 /*
 316  * Rounds a number down to a power of 2.
 317  */
 318 static inline uint32_t round_down(uint32_t n)
 319 {
 320         while (n & (n - 1))
 321                 n &= (n - 1);
 322         return n;
 323 }
 324
 325 /*
 326  * Allocate room for a suitable hash table.
 327  */
 328 static int init_hash_tables(struct dm_snapshot *s)
 329 {
 330         sector_t hash_size, cow_dev_size, origin_dev_size, max_buckets;
 331
 332         /*
 333          * Calculate based on the size of the original volume or
 334          * the COW volume...
 335          */
 336         cow_dev_size = get_dev_size(s->cow->bdev);
 337         origin_dev_size = get_dev_size(s->origin->bdev);
 338         max_buckets = calc_max_buckets();
 339
 340         hash_size = min(origin_dev_size, cow_dev_size) >> s->chunk_shift;
 341         hash_size = min(hash_size, max_buckets);
 342
 343         /* Round it down to a power of 2 */
 344         hash_size = round_down(hash_size);
 345         if (init_exception_table(&s->complete, hash_size))
 346                 return -ENOMEM;
 347
 348         /*
 349          * Allocate hash table for in-flight exceptions
 350          * Make this smaller than the real hash table
 351          */
 352         hash_size >>= 3;
 353         if (hash_size < 64)
 354                 hash_size = 64;
 355
 356         if (init_exception_table(&s->pending, hash_size)) {
 357                 exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
 358                 return -ENOMEM;
 359         }
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 /*
 365  * Round a number up to the nearest 'size' boundary.  size must
 366  * be a power of 2.
 367  */
 368 static inline ulong round_up(ulong n, ulong size)
 369 {
 370         size--;
 371         return (n + size) & ~size;
 372 }
 373
 374 static void read_snapshot_metadata(struct dm_snapshot *s)
 375 {
 376         if (s->store.read_metadata(&s->store)) {
 377                 down_write(&s->lock);
 378                 s->valid = 0;
 379                 up_write(&s->lock);
 380         }
 381 }
 382
 383 /*
 384  * Construct a snapshot mapping: <origin_dev> <COW-dev> <p/n> <chunk-size>
 385  */
 386 static int snapshot_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
 387 {
 388         struct dm_snapshot *s;
 389         unsigned long chunk_size;
 390         int r = -EINVAL;
 391         char persistent;
 392         char *origin_path;
 393         char *cow_path;
 394         char *value;
 395         int blocksize;
 396
 397         if (argc < 4) {
 398                 ti->error = "dm-snapshot: requires exactly 4 arguments";
 399                 r = -EINVAL;
 400                 goto bad1;
 401         }
 402
 403         origin_path = argv[0];
 404         cow_path = argv[1];
 405         persistent = toupper(*argv[2]);
 406
 407         if (persistent != 'P' && persistent != 'N') {
 408                 ti->error = "Persistent flag is not P or N";
 409                 r = -EINVAL;
 410                 goto bad1;
 411         }
 412
 413         chunk_size = simple_strtoul(argv[3], &value, 10);
 414         if (chunk_size == 0 || value == NULL) {
 415                 ti->error = "Invalid chunk size";
 416                 r = -EINVAL;
 417                 goto bad1;
 418         }
 419
 420         s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
 421         if (s == NULL) {
 422                 ti->error = "Cannot allocate snapshot context private "
 423                     "structure";
 424                 r = -ENOMEM;
 425                 goto bad1;
 426         }
 427
 428         r = dm_get_device(ti, origin_path, 0, ti->len, FMODE_READ, &s->origin);
 429         if (r) {
 430                 ti->error = "Cannot get origin device";
 431                 goto bad2;
 432         }
 433
 434         r = dm_get_device(ti, cow_path, 0, 0,
 435                           FMODE_READ | FMODE_WRITE, &s->cow);
 436         if (r) {
 437                 dm_put_device(ti, s->origin);
 438                 ti->error = "Cannot get COW device";
 439                 goto bad2;
 440         }
 441
 442         /*
 443          * Chunk size must be multiple of page size.  Silently
 444          * round up if it's not.
 445          */
 446         chunk_size = round_up(chunk_size, PAGE_SIZE >> 9);
 447
 448         /* Validate the chunk size against the device block size */
 449         blocksize = s->cow->bdev->bd_disk->queue->hardsect_size;
 450         if (chunk_size % (blocksize >> 9)) {
 451                 ti->error = "Chunk size is not a multiple of device blocksize";
 452                 r = -EINVAL;
 453                 goto bad3;
 454         }
 455
 456         /* Check chunk_size is a power of 2 */
 457         if (chunk_size & (chunk_size - 1)) {
 458                 ti->error = "Chunk size is not a power of 2";
 459                 r = -EINVAL;
 460                 goto bad3;
 461         }
 462
 463         s->chunk_size = chunk_size;
 464         s->chunk_mask = chunk_size - 1;
 465         s->type = persistent;
 466         s->chunk_shift = ffs(chunk_size) - 1;
 467
 468         s->valid = 1;
 469         s->active = 0;
 470         s->last_percent = 0;
 471         init_rwsem(&s->lock);
 472         s->table = ti->table;
 473
 474         /* Allocate hash table for COW data */
 475         if (init_hash_tables(s)) {
 476                 ti->error = "Unable to allocate hash table space";
 477                 r = -ENOMEM;
 478                 goto bad3;
 479         }
 480
 481         /*
 482          * Check the persistent flag - done here because we need the iobuf
 483          * to check the LV header
 484          */
 485         s->store.snap = s;
 486
 487         if (persistent == 'P')
 488                 r = dm_create_persistent(&s->store, chunk_size);
 489         else
 490                 r = dm_create_transient(&s->store, s, blocksize);
 491
 492         if (r) {
 493                 ti->error = "Couldn't create exception store";
 494                 r = -EINVAL;
 495                 goto bad4;
 496         }
 497
 498         r = kcopyd_client_create(SNAPSHOT_PAGES, &s->kcopyd_client);
 499         if (r) {
 500                 ti->error = "Could not create kcopyd client";
 501                 goto bad5;
 502         }
 503
 504         /* Metadata must only be loaded into one table at once */
 505         read_snapshot_metadata(s);
 506
 507         /* Add snapshot to the list of snapshots for this origin */
 508         /* Exceptions aren't triggered till snapshot_resume() is called */
 509         if (register_snapshot(s)) {
 510                 r = -EINVAL;
 511                 ti->error = "Cannot register snapshot origin";
 512                 goto bad6;
 513         }
 514
 515         ti->private = s;
 516         ti->split_io = chunk_size;
 517
 518         return 0;
 519
 520  bad6:
 521         kcopyd_client_destroy(s->kcopyd_client);
 522
 523  bad5:
 524         s->store.destroy(&s->store);
 525
 526  bad4:
 527         exit_exception_table(&s->pending, pending_cache);
 528         exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
 529
 530  bad3:
 531         dm_put_device(ti, s->cow);
 532         dm_put_device(ti, s->origin);
 533
 534  bad2:
 535         kfree(s);
 536
 537  bad1:
 538         return r;
 539 }
 540
 541 static void snapshot_dtr(struct dm_target *ti)
 542 {
 543         struct dm_snapshot *s = (struct dm_snapshot *) ti->private;
 544
 545         unregister_snapshot(s);
 546
 547         exit_exception_table(&s->pending, pending_cache);
 548         exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
 549
 550         /* Deallocate memory used */
 551         s->store.destroy(&s->store);
 552
 553         dm_put_device(ti, s->origin);
 554         dm_put_device(ti, s->cow);
 555         kcopyd_client_destroy(s->kcopyd_client);
 556         kfree(s);
 557 }
 558
 559 /*
 560  * Flush a list of buffers.
 561  */
 562 static void flush_bios(struct bio *bio)
 563 {
 564         struct bio *n;
 565
 566         while (bio) {
 567                 n = bio->bi_next;
 568                 bio->bi_next = NULL;
 569                 generic_make_request(bio);
 570                 bio = n;
 571         }
 572 }
 573
 574 /*
 575  * Error a list of buffers.
 576  */
 577 static void error_bios(struct bio *bio)
 578 {
 579         struct bio *n;
 580
 581         while (bio) {
 582                 n = bio->bi_next;
 583                 bio->bi_next = NULL;
 584                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 585                 bio = n;
 586         }
 587 }
 588
 589 static struct bio *__flush_bios(struct pending_exception *pe)
 590 {
 591         struct pending_exception *sibling;
 592
 593         if (list_empty(&pe->siblings))
 594                 return bio_list_get(&pe->origin_bios);
 595
 596         sibling = list_entry(pe->siblings.next,
 597                              struct pending_exception, siblings);
 598
 599         list_del(&pe->siblings);
 600
 601         /* This is fine as long as kcopyd is single-threaded. If kcopyd
 602          * becomes multi-threaded, we'll need some locking here.
 603          */
 604         bio_list_merge(&sibling->origin_bios, &pe->origin_bios);
 605
 606         return NULL;
 607 }
 608
 609 static void pending_complete(struct pending_exception *pe, int success)
 610 {
 611         struct exception *e;
 612         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
 613         struct bio *flush = NULL;
 614
 615         if (success) {
 616                 e = alloc_exception();
 617                 if (!e) {
 618                         DMWARN("Unable to allocate exception.");
 619                         down_write(&s->lock);
 620                         s->store.drop_snapshot(&s->store);
 621                         s->valid = 0;
 622                         flush = __flush_bios(pe);
 623                         up_write(&s->lock);
 624
 625                         error_bios(bio_list_get(&pe->snapshot_bios));
 626                         goto out;
 627                 }
 628                 *e = pe->e;
 629
 630                 /*
 631                  * Add a proper exception, and remove the
 632                  * in-flight exception from the list.
 633                  */
 634                 down_write(&s->lock);
 635                 insert_exception(&s->complete, e);
 636                 remove_exception(&pe->e);
 637                 flush = __flush_bios(pe);
 638
 639                 /* Submit any pending write bios */
 640                 up_write(&s->lock);
 641
 642                 flush_bios(bio_list_get(&pe->snapshot_bios));
 643         } else {
 644                 /* Read/write error - snapshot is unusable */
 645                 down_write(&s->lock);
 646                 if (s->valid)
 647                         DMERR("Error reading/writing snapshot");
 648                 s->store.drop_snapshot(&s->store);
 649                 s->valid = 0;
 650                 remove_exception(&pe->e);
 651                 flush = __flush_bios(pe);
 652                 up_write(&s->lock);
 653
 654                 error_bios(bio_list_get(&pe->snapshot_bios));
 655
 656                 dm_table_event(s->table);
 657         }
 658
 659  out:
 660         free_pending_exception(pe);
 661
 662         if (flush)
 663                 flush_bios(flush);
 664 }
 665
 666 static void commit_callback(void *context, int success)
 667 {
 668         struct pending_exception *pe = (struct pending_exception *) context;
 669         pending_complete(pe, success);
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Called when the copy I/O has finished.  kcopyd actually runs
 674  * this code so don't block.
 675  */
 676 static void copy_callback(int read_err, unsigned int write_err, void *context)
 677 {
 678         struct pending_exception *pe = (struct pending_exception *) context;
 679         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
 680
 681         if (read_err || write_err)
 682                 pending_complete(pe, 0);
 683
 684         else
 685                 /* Update the metadata if we are persistent */
 686                 s->store.commit_exception(&s->store, &pe->e, commit_callback,
 687                                           pe);
 688 }
 689
 690 /*
 691  * Dispatches the copy operation to kcopyd.
 692  */
 693 static void start_copy(struct pending_exception *pe)
 694 {
 695         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
 696         struct io_region src, dest;
 697         struct block_device *bdev = s->origin->bdev;
 698         sector_t dev_size;
 699
 700         dev_size = get_dev_size(bdev);
 701
 702         src.bdev = bdev;
 703         src.sector = chunk_to_sector(s, pe->e.old_chunk);
 704         src.count = min(s->chunk_size, dev_size - src.sector);
 705
 706         dest.bdev = s->cow->bdev;
 707         dest.sector = chunk_to_sector(s, pe->e.new_chunk);
 708         dest.count = src.count;
 709
 710         /* Hand over to kcopyd */
 711         kcopyd_copy(s->kcopyd_client,
 712                     &src, 1, &dest, 0, copy_callback, pe);
 713 }
 714
 715 /*
 716  * Looks to see if this snapshot already has a pending exception
 717  * for this chunk, otherwise it allocates a new one and inserts
 718  * it into the pending table.
 719  *
 720  * NOTE: a write lock must be held on snap->lock before calling
 721  * this.
 722  */
 723 static struct pending_exception *
 724 __find_pending_exception(struct dm_snapshot *s, struct bio *bio)
 725 {
 726         struct exception *e;
 727         struct pending_exception *pe;
 728         chunk_t chunk = sector_to_chunk(s, bio->bi_sector);
 729
 730         /*
 731          * Is there a pending exception for this already ?
 732          */
 733         e = lookup_exception(&s->pending, chunk);
 734         if (e) {
 735                 /* cast the exception to a pending exception */
 736                 pe = container_of(e, struct pending_exception, e);
 737
 738         } else {
 739                 /*
 740                  * Create a new pending exception, we don't want
 741                  * to hold the lock while we do this.
 742                  */
 743                 up_write(&s->lock);
 744                 pe = alloc_pending_exception();
 745                 down_write(&s->lock);
 746
 747                 e = lookup_exception(&s->pending, chunk);
 748                 if (e) {
 749                         free_pending_exception(pe);
 750                         pe = container_of(e, struct pending_exception, e);
 751                 } else {
 752                         pe->e.old_chunk = chunk;
 753                         bio_list_init(&pe->origin_bios);
 754                         bio_list_init(&pe->snapshot_bios);
 755                         INIT_LIST_HEAD(&pe->siblings);
 756                         pe->snap = s;
 757                         pe->started = 0;
 758
 759                         if (s->store.prepare_exception(&s->store, &pe->e)) {
 760                                 free_pending_exception(pe);
 761                                 s->valid = 0;
 762                                 return NULL;
 763                         }
 764
 765                         insert_exception(&s->pending, &pe->e);
 766                 }
 767         }
 768
 769         return pe;
 770 }
 771
 772 static inline void remap_exception(struct dm_snapshot *s, struct exception *e,
 773                                    struct bio *bio)
 774 {
 775         bio->bi_bdev = s->cow->bdev;
 776         bio->bi_sector = chunk_to_sector(s, e->new_chunk) +
 777                 (bio->bi_sector & s->chunk_mask);
 778 }
 779
 780 static int snapshot_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
 781                         union map_info *map_context)
 782 {
 783         struct exception *e;
 784         struct dm_snapshot *s = (struct dm_snapshot *) ti->private;
 785         int r = 1;
 786         chunk_t chunk;
 787         struct pending_exception *pe;
 788
 789         chunk = sector_to_chunk(s, bio->bi_sector);
 790
 791         /* Full snapshots are not usable */
 792         if (!s->valid)
 793                 return -EIO;
 794
 795         /*
 796          * Write to snapshot - higher level takes care of RW/RO
 797          * flags so we should only get this if we are
 798          * writeable.
 799          */
 800         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
 801
 802                 /* FIXME: should only take write lock if we need
 803                  * to copy an exception */
 804                 down_write(&s->lock);
 805
 806                 /* If the block is already remapped - use that, else remap it */
 807                 e = lookup_exception(&s->complete, chunk);
 808                 if (e) {
 809                         remap_exception(s, e, bio);
 810                         up_write(&s->lock);
 811
 812                 } else {
 813                         pe = __find_pending_exception(s, bio);
 814
 815                         if (!pe) {
 816                                 if (s->store.drop_snapshot)
 817                                         s->store.drop_snapshot(&s->store);
 818                                 s->valid = 0;
 819                                 r = -EIO;
 820                                 up_write(&s->lock);
 821                         } else {
 822                                 remap_exception(s, &pe->e, bio);
 823                                 bio_list_add(&pe->snapshot_bios, bio);
 824
 825                                 if (!pe->started) {
 826                                         /* this is protected by snap->lock */
 827                                         pe->started = 1;
 828                                         up_write(&s->lock);
 829                                         start_copy(pe);
 830                                 } else
 831                                         up_write(&s->lock);
 832                                 r = 0;
 833                         }
 834                 }
 835
 836         } else {
 837                 /*
 838                  * FIXME: this read path scares me because we
 839                  * always use the origin when we have a pending
 840                  * exception.  However I can't think of a
 841                  * situation where this is wrong - ejt.
 842                  */
 843
 844                 /* Do reads */
 845                 down_read(&s->lock);
 846
 847                 /* See if it it has been remapped */
 848                 e = lookup_exception(&s->complete, chunk);
 849                 if (e)
 850                         remap_exception(s, e, bio);
 851                 else
 852                         bio->bi_bdev = s->origin->bdev;
 853
 854                 up_read(&s->lock);
 855         }
 856
 857         return r;
 858 }
 859
 860 static void snapshot_resume(struct dm_target *ti)
 861 {
 862         struct dm_snapshot *s = (struct dm_snapshot *) ti->private;
 863
 864         down_write(&s->lock);
 865         s->active = 1;
 866         up_write(&s->lock);
 867 }
 868
 869 static int snapshot_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
 870                            char *result, unsigned int maxlen)
 871 {
 872         struct dm_snapshot *snap = (struct dm_snapshot *) ti->private;
 873
 874         switch (type) {
 875         case STATUSTYPE_INFO:
 876                 if (!snap->valid)
 877                         snprintf(result, maxlen, "Invalid");
 878                 else {
 879                         if (snap->store.fraction_full) {
 880                                 sector_t numerator, denominator;
 881                                 snap->store.fraction_full(&snap->store,
 882                                                           &numerator,
 883                                                           &denominator);
 884                                 snprintf(result, maxlen,
 885                                          SECTOR_FORMAT "/" SECTOR_FORMAT,
 886                                          numerator, denominator);
 887                         }
 888                         else
 889                                 snprintf(result, maxlen, "Unknown");
 890                 }
 891                 break;
 892
 893         case STATUSTYPE_TABLE:
 894                 /*
 895                  * kdevname returns a static pointer so we need
 896                  * to make private copies if the output is to
 897                  * make sense.
 898                  */
 899                 snprintf(result, maxlen, "%s %s %c " SECTOR_FORMAT,
 900                          snap->origin->name, snap->cow->name,
 901                          snap->type, snap->chunk_size);
 902                 break;
 903         }
 904
 905         return 0;
 906 }
 907
 908 /*-----------------------------------------------------------------
 909  * Origin methods
 910  *---------------------------------------------------------------*/
 911 static void list_merge(struct list_head *l1, struct list_head *l2)
 912 {
 913         struct list_head *l1_n, *l2_p;
 914
 915         l1_n = l1->next;
 916         l2_p = l2->prev;
 917
 918         l1->next = l2;
 919         l2->prev = l1;
 920
 921         l2_p->next = l1_n;
 922         l1_n->prev = l2_p;
 923 }
 924
 925 static int __origin_write(struct list_head *snapshots, struct bio *bio)
 926 {
 927         int r = 1, first = 1;
 928         struct dm_snapshot *snap;
 929         struct exception *e;
 930         struct pending_exception *pe, *last = NULL;
 931         chunk_t chunk;
 932
 933         /* Do all the snapshots on this origin */
 934         list_for_each_entry (snap, snapshots, list) {
 935
 936                 /* Only deal with valid and active snapshots */
 937                 if (!snap->valid || !snap->active)
 938                         continue;
 939
 940                 /* Nothing to do if writing beyond end of snapshot */
 941                 if (bio->bi_sector >= dm_table_get_size(snap->table))
 942                         continue;
 943
 944                 down_write(&snap->lock);
 945
 946                 /*
 947                  * Remember, different snapshots can have
 948                  * different chunk sizes.
 949                  */
 950                 chunk = sector_to_chunk(snap, bio->bi_sector);
 951
 952                 /*
 953                  * Check exception table to see if block
 954                  * is already remapped in this snapshot
 955                  * and trigger an exception if not.
 956                  */
 957                 e = lookup_exception(&snap->complete, chunk);
 958                 if (!e) {
 959                         pe = __find_pending_exception(snap, bio);
 960                         if (!pe) {
 961                                 snap->store.drop_snapshot(&snap->store);
 962                                 snap->valid = 0;
 963
 964                         } else {
 965                                 if (last)
 966                                         list_merge(&pe->siblings,
 967                                                    &last->siblings);
 968
 969                                 last = pe;
 970                                 r = 0;
 971                         }
 972                 }
 973
 974                 up_write(&snap->lock);
 975         }
 976
 977         /*
 978          * Now that we have a complete pe list we can start the copying.
 979          */
 980         if (last) {
 981                 pe = last;
 982                 do {
 983                         down_write(&pe->snap->lock);
 984                         if (first)
 985                                 bio_list_add(&pe->origin_bios, bio);
 986                         if (!pe->started) {
 987                                 pe->started = 1;
 988                                 up_write(&pe->snap->lock);
 989                                 start_copy(pe);
 990                         } else
 991                                 up_write(&pe->snap->lock);
 992                         first = 0;
 993                         pe = list_entry(pe->siblings.next,
 994                                         struct pending_exception, siblings);
 995
 996                 } while (pe != last);
 997         }
 998
 999         return r;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Called on a write from the origin driver.
1004  */
1005 static int do_origin(struct dm_dev *origin, struct bio *bio)
1006 {
1007         struct origin *o;
1008         int r = 1;
1009
1010         down_read(&_origins_lock);
1011         o = __lookup_origin(origin->bdev);
1012         if (o)
1013                 r = __origin_write(&o->snapshots, bio);
1014         up_read(&_origins_lock);
1015
1016         return r;
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Origin: maps a linear range of a device, with hooks for snapshotting.
1021  */
1022
1023 /*
1024  * Construct an origin mapping: <dev_path>
1025  * The context for an origin is merely a 'struct dm_dev *'
1026  * pointing to the real device.
1027  */
1028 static int origin_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1029 {
1030         int r;
1031         struct dm_dev *dev;
1032
1033         if (argc != 1) {
1034                 ti->error = "dm-origin: incorrect number of arguments";
1035                 return -EINVAL;
1036         }
1037
1038         r = dm_get_device(ti, argv[0], 0, ti->len,
1039                           dm_table_get_mode(ti->table), &dev);
1040         if (r) {
1041                 ti->error = "Cannot get target device";
1042                 return r;
1043         }
1044
1045         ti->private = dev;
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 static void origin_dtr(struct dm_target *ti)
1050 {
1051         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1052         dm_put_device(ti, dev);
1053 }
1054
1055 static int origin_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1056                       union map_info *map_context)
1057 {
1058         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1059         bio->bi_bdev = dev->bdev;
1060
1061         /* Only tell snapshots if this is a write */
1062         return (bio_rw(bio) == WRITE) ? do_origin(dev, bio) : 1;
1063 }
1064
1065 #define min_not_zero(l, r) (l == 0) ? r : ((r == 0) ? l : min(l, r))
1066
1067 /*
1068  * Set the target "split_io" field to the minimum of all the snapshots'
1069  * chunk sizes.
1070  */
1071 static void origin_resume(struct dm_target *ti)
1072 {
1073         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1074         struct dm_snapshot *snap;
1075         struct origin *o;
1076         chunk_t chunk_size = 0;
1077
1078         down_read(&_origins_lock);
1079         o = __lookup_origin(dev->bdev);
1080         if (o)
1081                 list_for_each_entry (snap, &o->snapshots, list)
1082                         chunk_size = min_not_zero(chunk_size, snap->chunk_size);
1083         up_read(&_origins_lock);
1084
1085         ti->split_io = chunk_size;
1086 }
1087
1088 static int origin_status(struct dm_target *ti, status_type_t type, char *result,
1089                          unsigned int maxlen)
1090 {
1091         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1092
1093         switch (type) {
1094         case STATUSTYPE_INFO:
1095                 result[0] = '\0';
1096                 break;
1097
1098         case STATUSTYPE_TABLE:
1099                 snprintf(result, maxlen, "%s", dev->name);
1100                 break;
1101         }
1102
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static struct target_type origin_target = {
1107         .name    = "snapshot-origin",
1108         .version = {1, 1, 0},
1109         .module  = THIS_MODULE,
1110         .ctr     = origin_ctr,
1111         .dtr     = origin_dtr,
1112         .map     = origin_map,
1113         .resume  = origin_resume,
1114         .status  = origin_status,
1115 };
1116
1117 static struct target_type snapshot_target = {
1118         .name    = "snapshot",
1119         .version = {1, 1, 0},
1120         .module  = THIS_MODULE,
1121         .ctr     = snapshot_ctr,
1122         .dtr     = snapshot_dtr,
1123         .map     = snapshot_map,
1124         .resume  = snapshot_resume,
1125         .status  = snapshot_status,
1126 };
1127
1128 static int __init dm_snapshot_init(void)
1129 {
1130         int r;
1131
1132         r = dm_register_target(&snapshot_target);
1133         if (r) {
1134                 DMERR("snapshot target register failed %d", r);
1135                 return r;
1136         }
1137
1138         r = dm_register_target(&origin_target);
1139         if (r < 0) {
1140                 DMERR("Device mapper: Origin: register failed %d\n", r);
1141                 goto bad1;
1142         }
1143
1144         r = init_origin_hash();
1145         if (r) {
1146                 DMERR("init_origin_hash failed.");
1147                 goto bad2;
1148         }
1149
1150         exception_cache = kmem_cache_create("dm-snapshot-ex",
1151                                             sizeof(struct exception),
1152                                             __alignof__(struct exception),
1153                                             0, NULL, NULL);
1154         if (!exception_cache) {
1155                 DMERR("Couldn't create exception cache.");
1156                 r = -ENOMEM;
1157                 goto bad3;
1158         }
1159
1160         pending_cache =
1161             kmem_cache_create("dm-snapshot-in",
1162                               sizeof(struct pending_exception),
1163                               __alignof__(struct pending_exception),
1164                               0, NULL, NULL);
1165         if (!pending_cache) {
1166                 DMERR("Couldn't create pending cache.");
1167                 r = -ENOMEM;
1168                 goto bad4;
1169         }
1170
1171         pending_pool = mempool_create(128, mempool_alloc_slab,
1172                                       mempool_free_slab, pending_cache);
1173         if (!pending_pool) {
1174                 DMERR("Couldn't create pending pool.");
1175                 r = -ENOMEM;
1176                 goto bad5;
1177         }
1178
1179         return 0;
1180
1181       bad5:
1182         kmem_cache_destroy(pending_cache);
1183       bad4:
1184         kmem_cache_destroy(exception_cache);
1185       bad3:
1186         exit_origin_hash();
1187       bad2:
1188         dm_unregister_target(&origin_target);
1189       bad1:
1190         dm_unregister_target(&snapshot_target);
1191         return r;
1192 }
1193
1194 static void __exit dm_snapshot_exit(void)
1195 {
1196         int r;
1197
1198         r = dm_unregister_target(&snapshot_target);
1199         if (r)
1200                 DMERR("snapshot unregister failed %d", r);
1201
1202         r = dm_unregister_target(&origin_target);
1203         if (r)
1204                 DMERR("origin unregister failed %d", r);
1205
1206         exit_origin_hash();
1207         mempool_destroy(pending_pool);
1208         kmem_cache_destroy(pending_cache);
1209         kmem_cache_destroy(exception_cache);
1210 }
1211
1212 /* Module hooks */
1213 module_init(dm_snapshot_init);
1214 module_exit(dm_snapshot_exit);
1215
1216 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " snapshot target");
1217 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber");
1218 MODULE_LICENSE("GPL");