Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / drivers / md / dm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm.h"
9 #include "dm-uevent.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/mempool.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/idr.h>
20 #include <linux/hdreg.h>
21 #include <linux/delay.h>
22
23 #include <trace/events/block.h>
24
25 #define DM_MSG_PREFIX "core"
26
27 #ifdef CONFIG_PRINTK
28 /*
29  * ratelimit state to be used in DMXXX_LIMIT().
30  */
31 DEFINE_RATELIMIT_STATE(dm_ratelimit_state,
32                        DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
33                        DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
34 EXPORT_SYMBOL(dm_ratelimit_state);
35 #endif
36
37 /*
38  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
39  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
40  */
41 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
42 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
43
44 static const char *_name = DM_NAME;
45
46 static unsigned int major = 0;
47 static unsigned int _major = 0;
48
49 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
50
51 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
52
53 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
54
55 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
56
57 /*
58  * For bio-based dm.
59  * One of these is allocated per bio.
60  */
61 struct dm_io {
62         struct mapped_device *md;
63         int error;
64         atomic_t io_count;
65         struct bio *bio;
66         unsigned long start_time;
67         spinlock_t endio_lock;
68         struct dm_stats_aux stats_aux;
69 };
70
71 /*
72  * For request-based dm.
73  * One of these is allocated per request.
74  */
75 struct dm_rq_target_io {
76         struct mapped_device *md;
77         struct dm_target *ti;
78         struct request *orig, clone;
79         int error;
80         union map_info info;
81 };
82
83 /*
84  * For request-based dm - the bio clones we allocate are embedded in these
85  * structs.
86  *
87  * We allocate these with bio_alloc_bioset, using the front_pad parameter when
88  * the bioset is created - this means the bio has to come at the end of the
89  * struct.
90  */
91 struct dm_rq_clone_bio_info {
92         struct bio *orig;
93         struct dm_rq_target_io *tio;
94         struct bio clone;
95 };
96
97 union map_info *dm_get_rq_mapinfo(struct request *rq)
98 {
99         if (rq && rq->end_io_data)
100                 return &((struct dm_rq_target_io *)rq->end_io_data)->info;
101         return NULL;
102 }
103 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_rq_mapinfo);
104
105 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
106
107 /*
108  * Bits for the md->flags field.
109  */
110 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
111 #define DMF_SUSPENDED 1
112 #define DMF_FROZEN 2
113 #define DMF_FREEING 3
114 #define DMF_DELETING 4
115 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
116 #define DMF_MERGE_IS_OPTIONAL 6
117 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 7
118
119 /*
120  * A dummy definition to make RCU happy.
121  * struct dm_table should never be dereferenced in this file.
122  */
123 struct dm_table {
124         int undefined__;
125 };
126
127 /*
128  * Work processed by per-device workqueue.
129  */
130 struct mapped_device {
131         struct srcu_struct io_barrier;
132         struct mutex suspend_lock;
133         atomic_t holders;
134         atomic_t open_count;
135
136         /*
137          * The current mapping.
138          * Use dm_get_live_table{_fast} or take suspend_lock for
139          * dereference.
140          */
141         struct dm_table *map;
142
143         unsigned long flags;
144
145         struct request_queue *queue;
146         unsigned type;
147         /* Protect queue and type against concurrent access. */
148         struct mutex type_lock;
149
150         struct target_type *immutable_target_type;
151
152         struct gendisk *disk;
153         char name[16];
154
155         void *interface_ptr;
156
157         /*
158          * A list of ios that arrived while we were suspended.
159          */
160         atomic_t pending[2];
161         wait_queue_head_t wait;
162         struct work_struct work;
163         struct bio_list deferred;
164         spinlock_t deferred_lock;
165
166         /*
167          * Processing queue (flush)
168          */
169         struct workqueue_struct *wq;
170
171         /*
172          * io objects are allocated from here.
173          */
174         mempool_t *io_pool;
175
176         struct bio_set *bs;
177
178         /*
179          * Event handling.
180          */
181         atomic_t event_nr;
182         wait_queue_head_t eventq;
183         atomic_t uevent_seq;
184         struct list_head uevent_list;
185         spinlock_t uevent_lock; /* Protect access to uevent_list */
186
187         /*
188          * freeze/thaw support require holding onto a super block
189          */
190         struct super_block *frozen_sb;
191         struct block_device *bdev;
192
193         /* forced geometry settings */
194         struct hd_geometry geometry;
195
196         /* kobject and completion */
197         struct dm_kobject_holder kobj_holder;
198
199         /* zero-length flush that will be cloned and submitted to targets */
200         struct bio flush_bio;
201
202         struct dm_stats stats;
203 };
204
205 /*
206  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
207  */
208 struct dm_md_mempools {
209         mempool_t *io_pool;
210         struct bio_set *bs;
211 };
212
213 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
214 #define RESERVED_REQUEST_BASED_IOS      256
215 #define RESERVED_MAX_IOS                1024
216 static struct kmem_cache *_io_cache;
217 static struct kmem_cache *_rq_tio_cache;
218
219 /*
220  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
221  */
222 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
223
224 /*
225  * Request-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
226  */
227 static unsigned reserved_rq_based_ios = RESERVED_REQUEST_BASED_IOS;
228
229 static unsigned __dm_get_reserved_ios(unsigned *reserved_ios,
230                                       unsigned def, unsigned max)
231 {
232         unsigned ios = ACCESS_ONCE(*reserved_ios);
233         unsigned modified_ios = 0;
234
235         if (!ios)
236                 modified_ios = def;
237         else if (ios > max)
238                 modified_ios = max;
239
240         if (modified_ios) {
241                 (void)cmpxchg(reserved_ios, ios, modified_ios);
242                 ios = modified_ios;
243         }
244
245         return ios;
246 }
247
248 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
249 {
250         return __dm_get_reserved_ios(&reserved_bio_based_ios,
251                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, RESERVED_MAX_IOS);
252 }
253 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
254
255 unsigned dm_get_reserved_rq_based_ios(void)
256 {
257         return __dm_get_reserved_ios(&reserved_rq_based_ios,
258                                      RESERVED_REQUEST_BASED_IOS, RESERVED_MAX_IOS);
259 }
260 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_rq_based_ios);
261
262 static int __init local_init(void)
263 {
264         int r = -ENOMEM;
265
266         /* allocate a slab for the dm_ios */
267         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
268         if (!_io_cache)
269                 return r;
270
271         _rq_tio_cache = KMEM_CACHE(dm_rq_target_io, 0);
272         if (!_rq_tio_cache)
273                 goto out_free_io_cache;
274
275         r = dm_uevent_init();
276         if (r)
277                 goto out_free_rq_tio_cache;
278
279         _major = major;
280         r = register_blkdev(_major, _name);
281         if (r < 0)
282                 goto out_uevent_exit;
283
284         if (!_major)
285                 _major = r;
286
287         return 0;
288
289 out_uevent_exit:
290         dm_uevent_exit();
291 out_free_rq_tio_cache:
292         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
293 out_free_io_cache:
294         kmem_cache_destroy(_io_cache);
295
296         return r;
297 }
298
299 static void local_exit(void)
300 {
301         flush_scheduled_work();
302
303         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
304         kmem_cache_destroy(_io_cache);
305         unregister_blkdev(_major, _name);
306         dm_uevent_exit();
307
308         _major = 0;
309
310         DMINFO("cleaned up");
311 }
312
313 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
314         local_init,
315         dm_target_init,
316         dm_linear_init,
317         dm_stripe_init,
318         dm_io_init,
319         dm_kcopyd_init,
320         dm_interface_init,
321         dm_statistics_init,
322 };
323
324 static void (*_exits[])(void) = {
325         local_exit,
326         dm_target_exit,
327         dm_linear_exit,
328         dm_stripe_exit,
329         dm_io_exit,
330         dm_kcopyd_exit,
331         dm_interface_exit,
332         dm_statistics_exit,
333 };
334
335 static int __init dm_init(void)
336 {
337         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
338
339         int r, i;
340
341         for (i = 0; i < count; i++) {
342                 r = _inits[i]();
343                 if (r)
344                         goto bad;
345         }
346
347         return 0;
348
349       bad:
350         while (i--)
351                 _exits[i]();
352
353         return r;
354 }
355
356 static void __exit dm_exit(void)
357 {
358         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
359
360         while (i--)
361                 _exits[i]();
362
363         /*
364          * Should be empty by this point.
365          */
366         idr_destroy(&_minor_idr);
367 }
368
369 /*
370  * Block device functions
371  */
372 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
373 {
374         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
375 }
376
377 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
378 {
379         struct mapped_device *md;
380
381         spin_lock(&_minor_lock);
382
383         md = bdev->bd_disk->private_data;
384         if (!md)
385                 goto out;
386
387         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
388             dm_deleting_md(md)) {
389                 md = NULL;
390                 goto out;
391         }
392
393         dm_get(md);
394         atomic_inc(&md->open_count);
395
396 out:
397         spin_unlock(&_minor_lock);
398
399         return md ? 0 : -ENXIO;
400 }
401
402 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
403 {
404         struct mapped_device *md = disk->private_data;
405
406         spin_lock(&_minor_lock);
407
408         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
409             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
410                 schedule_work(&deferred_remove_work);
411
412         dm_put(md);
413
414         spin_unlock(&_minor_lock);
415 }
416
417 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
418 {
419         return atomic_read(&md->open_count);
420 }
421
422 /*
423  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
424  */
425 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
426 {
427         int r = 0;
428
429         spin_lock(&_minor_lock);
430
431         if (dm_open_count(md)) {
432                 r = -EBUSY;
433                 if (mark_deferred)
434                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
435         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
436                 r = -EEXIST;
437         else
438                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
439
440         spin_unlock(&_minor_lock);
441
442         return r;
443 }
444
445 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
446 {
447         int r = 0;
448
449         spin_lock(&_minor_lock);
450
451         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
452                 r = -EBUSY;
453         else
454                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
455
456         spin_unlock(&_minor_lock);
457
458         return r;
459 }
460
461 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
462 {
463         dm_deferred_remove();
464 }
465
466 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
467 {
468         return get_capacity(md->disk);
469 }
470
471 struct request_queue *dm_get_md_queue(struct mapped_device *md)
472 {
473         return md->queue;
474 }
475
476 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
477 {
478         return &md->stats;
479 }
480
481 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
482 {
483         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
484
485         return dm_get_geometry(md, geo);
486 }
487
488 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
489                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
490 {
491         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
492         int srcu_idx;
493         struct dm_table *map;
494         struct dm_target *tgt;
495         int r = -ENOTTY;
496
497 retry:
498         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
499
500         if (!map || !dm_table_get_size(map))
501                 goto out;
502
503         /* We only support devices that have a single target */
504         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
505                 goto out;
506
507         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
508
509         if (dm_suspended_md(md)) {
510                 r = -EAGAIN;
511                 goto out;
512         }
513
514         if (tgt->type->ioctl)
515                 r = tgt->type->ioctl(tgt, cmd, arg);
516
517 out:
518         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
519
520         if (r == -ENOTCONN) {
521                 msleep(10);
522                 goto retry;
523         }
524
525         return r;
526 }
527
528 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
529 {
530         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
531 }
532
533 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
534 {
535         mempool_free(io, md->io_pool);
536 }
537
538 static void free_tio(struct mapped_device *md, struct dm_target_io *tio)
539 {
540         bio_put(&tio->clone);
541 }
542
543 static struct dm_rq_target_io *alloc_rq_tio(struct mapped_device *md,
544                                             gfp_t gfp_mask)
545 {
546         return mempool_alloc(md->io_pool, gfp_mask);
547 }
548
549 static void free_rq_tio(struct dm_rq_target_io *tio)
550 {
551         mempool_free(tio, tio->md->io_pool);
552 }
553
554 static int md_in_flight(struct mapped_device *md)
555 {
556         return atomic_read(&md->pending[READ]) +
557                atomic_read(&md->pending[WRITE]);
558 }
559
560 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
561 {
562         struct mapped_device *md = io->md;
563         struct bio *bio = io->bio;
564         int cpu;
565         int rw = bio_data_dir(bio);
566
567         io->start_time = jiffies;
568
569         cpu = part_stat_lock();
570         part_round_stats(cpu, &dm_disk(md)->part0);
571         part_stat_unlock();
572         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw],
573                 atomic_inc_return(&md->pending[rw]));
574
575         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
576                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio->bi_rw, bio->bi_iter.bi_sector,
577                                     bio_sectors(bio), false, 0, &io->stats_aux);
578 }
579
580 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
581 {
582         struct mapped_device *md = io->md;
583         struct bio *bio = io->bio;
584         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
585         int pending, cpu;
586         int rw = bio_data_dir(bio);
587
588         cpu = part_stat_lock();
589         part_round_stats(cpu, &dm_disk(md)->part0);
590         part_stat_add(cpu, &dm_disk(md)->part0, ticks[rw], duration);
591         part_stat_unlock();
592
593         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
594                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio->bi_rw, bio->bi_iter.bi_sector,
595                                     bio_sectors(bio), true, duration, &io->stats_aux);
596
597         /*
598          * After this is decremented the bio must not be touched if it is
599          * a flush.
600          */
601         pending = atomic_dec_return(&md->pending[rw]);
602         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw], pending);
603         pending += atomic_read(&md->pending[rw^0x1]);
604
605         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
606         if (!pending)
607                 wake_up(&md->wait);
608 }
609
610 /*
611  * Add the bio to the list of deferred io.
612  */
613 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
614 {
615         unsigned long flags;
616
617         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
618         bio_list_add(&md->deferred, bio);
619         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
620         queue_work(md->wq, &md->work);
621 }
622
623 /*
624  * Everyone (including functions in this file), should use this
625  * function to access the md->map field, and make sure they call
626  * dm_put_live_table() when finished.
627  */
628 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
629 {
630         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
631
632         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
633 }
634
635 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
636 {
637         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
638 }
639
640 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
641 {
642         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
643         synchronize_rcu_expedited();
644 }
645
646 /*
647  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
648  * The caller must not block between these two functions.
649  */
650 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
651 {
652         rcu_read_lock();
653         return rcu_dereference(md->map);
654 }
655
656 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
657 {
658         rcu_read_unlock();
659 }
660
661 /*
662  * Get the geometry associated with a dm device
663  */
664 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
665 {
666         *geo = md->geometry;
667
668         return 0;
669 }
670
671 /*
672  * Set the geometry of a device.
673  */
674 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
675 {
676         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
677
678         if (geo->start > sz) {
679                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
680                 return -EINVAL;
681         }
682
683         md->geometry = *geo;
684
685         return 0;
686 }
687
688 /*-----------------------------------------------------------------
689  * CRUD START:
690  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
691  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
692  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
693  *   interests of getting something for people to use I give
694  *   you this clearly demarcated crap.
695  *---------------------------------------------------------------*/
696
697 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
698 {
699         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
700 }
701
702 /*
703  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
704  * cloned into, completing the original io if necc.
705  */
706 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
707 {
708         unsigned long flags;
709         int io_error;
710         struct bio *bio;
711         struct mapped_device *md = io->md;
712
713         /* Push-back supersedes any I/O errors */
714         if (unlikely(error)) {
715                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
716                 if (!(io->error > 0 && __noflush_suspending(md)))
717                         io->error = error;
718                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
719         }
720
721         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
722                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
723                         /*
724                          * Target requested pushing back the I/O.
725                          */
726                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
727                         if (__noflush_suspending(md))
728                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->bio);
729                         else
730                                 /* noflush suspend was interrupted. */
731                                 io->error = -EIO;
732                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
733                 }
734
735                 io_error = io->error;
736                 bio = io->bio;
737                 end_io_acct(io);
738                 free_io(md, io);
739
740                 if (io_error == DM_ENDIO_REQUEUE)
741                         return;
742
743                 if ((bio->bi_rw & REQ_FLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
744                         /*
745                          * Preflush done for flush with data, reissue
746                          * without REQ_FLUSH.
747                          */
748                         bio->bi_rw &= ~REQ_FLUSH;
749                         queue_io(md, bio);
750                 } else {
751                         /* done with normal IO or empty flush */
752                         trace_block_bio_complete(md->queue, bio, io_error);
753                         bio_endio(bio, io_error);
754                 }
755         }
756 }
757
758 static void disable_write_same(struct mapped_device *md)
759 {
760         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
761
762         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
763         limits->max_write_same_sectors = 0;
764 }
765
766 static void clone_endio(struct bio *bio, int error)
767 {
768         int r = 0;
769         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
770         struct dm_io *io = tio->io;
771         struct mapped_device *md = tio->io->md;
772         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
773
774         if (!bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
775                 error = -EIO;
776
777         if (endio) {
778                 r = endio(tio->ti, bio, error);
779                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
780                         /*
781                          * error and requeue request are handled
782                          * in dec_pending().
783                          */
784                         error = r;
785                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
786                         /* The target will handle the io */
787                         return;
788                 else if (r) {
789                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
790                         BUG();
791                 }
792         }
793
794         if (unlikely(r == -EREMOTEIO && (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) &&
795                      !bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->limits.max_write_same_sectors))
796                 disable_write_same(md);
797
798         free_tio(md, tio);
799         dec_pending(io, error);
800 }
801
802 /*
803  * Partial completion handling for request-based dm
804  */
805 static void end_clone_bio(struct bio *clone, int error)
806 {
807         struct dm_rq_clone_bio_info *info =
808                 container_of(clone, struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
809         struct dm_rq_target_io *tio = info->tio;
810         struct bio *bio = info->orig;
811         unsigned int nr_bytes = info->orig->bi_iter.bi_size;
812
813         bio_put(clone);
814
815         if (tio->error)
816                 /*
817                  * An error has already been detected on the request.
818                  * Once error occurred, just let clone->end_io() handle
819                  * the remainder.
820                  */
821                 return;
822         else if (error) {
823                 /*
824                  * Don't notice the error to the upper layer yet.
825                  * The error handling decision is made by the target driver,
826                  * when the request is completed.
827                  */
828                 tio->error = error;
829                 return;
830         }
831
832         /*
833          * I/O for the bio successfully completed.
834          * Notice the data completion to the upper layer.
835          */
836
837         /*
838          * bios are processed from the head of the list.
839          * So the completing bio should always be rq->bio.
840          * If it's not, something wrong is happening.
841          */
842         if (tio->orig->bio != bio)
843                 DMERR("bio completion is going in the middle of the request");
844
845         /*
846          * Update the original request.
847          * Do not use blk_end_request() here, because it may complete
848          * the original request before the clone, and break the ordering.
849          */
850         blk_update_request(tio->orig, 0, nr_bytes);
851 }
852
853 /*
854  * Don't touch any member of the md after calling this function because
855  * the md may be freed in dm_put() at the end of this function.
856  * Or do dm_get() before calling this function and dm_put() later.
857  */
858 static void rq_completed(struct mapped_device *md, int rw, int run_queue)
859 {
860         atomic_dec(&md->pending[rw]);
861
862         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
863         if (!md_in_flight(md))
864                 wake_up(&md->wait);
865
866         /*
867          * Run this off this callpath, as drivers could invoke end_io while
868          * inside their request_fn (and holding the queue lock). Calling
869          * back into ->request_fn() could deadlock attempting to grab the
870          * queue lock again.
871          */
872         if (run_queue)
873                 blk_run_queue_async(md->queue);
874
875         /*
876          * dm_put() must be at the end of this function. See the comment above
877          */
878         dm_put(md);
879 }
880
881 static void free_rq_clone(struct request *clone)
882 {
883         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
884
885         blk_rq_unprep_clone(clone);
886         free_rq_tio(tio);
887 }
888
889 /*
890  * Complete the clone and the original request.
891  * Must be called without queue lock.
892  */
893 static void dm_end_request(struct request *clone, int error)
894 {
895         int rw = rq_data_dir(clone);
896         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
897         struct mapped_device *md = tio->md;
898         struct request *rq = tio->orig;
899
900         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
901                 rq->errors = clone->errors;
902                 rq->resid_len = clone->resid_len;
903
904                 if (rq->sense)
905                         /*
906                          * We are using the sense buffer of the original
907                          * request.
908                          * So setting the length of the sense data is enough.
909                          */
910                         rq->sense_len = clone->sense_len;
911         }
912
913         free_rq_clone(clone);
914         blk_end_request_all(rq, error);
915         rq_completed(md, rw, true);
916 }
917
918 static void dm_unprep_request(struct request *rq)
919 {
920         struct request *clone = rq->special;
921
922         rq->special = NULL;
923         rq->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
924
925         free_rq_clone(clone);
926 }
927
928 /*
929  * Requeue the original request of a clone.
930  */
931 void dm_requeue_unmapped_request(struct request *clone)
932 {
933         int rw = rq_data_dir(clone);
934         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
935         struct mapped_device *md = tio->md;
936         struct request *rq = tio->orig;
937         struct request_queue *q = rq->q;
938         unsigned long flags;
939
940         dm_unprep_request(rq);
941
942         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
943         blk_requeue_request(q, rq);
944         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
945
946         rq_completed(md, rw, 0);
947 }
948 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_requeue_unmapped_request);
949
950 static void __stop_queue(struct request_queue *q)
951 {
952         blk_stop_queue(q);
953 }
954
955 static void stop_queue(struct request_queue *q)
956 {
957         unsigned long flags;
958
959         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
960         __stop_queue(q);
961         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
962 }
963
964 static void __start_queue(struct request_queue *q)
965 {
966         if (blk_queue_stopped(q))
967                 blk_start_queue(q);
968 }
969
970 static void start_queue(struct request_queue *q)
971 {
972         unsigned long flags;
973
974         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
975         __start_queue(q);
976         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
977 }
978
979 static void dm_done(struct request *clone, int error, bool mapped)
980 {
981         int r = error;
982         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
983         dm_request_endio_fn rq_end_io = NULL;
984
985         if (tio->ti) {
986                 rq_end_io = tio->ti->type->rq_end_io;
987
988                 if (mapped && rq_end_io)
989                         r = rq_end_io(tio->ti, clone, error, &tio->info);
990         }
991
992         if (unlikely(r == -EREMOTEIO && (clone->cmd_flags & REQ_WRITE_SAME) &&
993                      !clone->q->limits.max_write_same_sectors))
994                 disable_write_same(tio->md);
995
996         if (r <= 0)
997                 /* The target wants to complete the I/O */
998                 dm_end_request(clone, r);
999         else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
1000                 /* The target will handle the I/O */
1001                 return;
1002         else if (r == DM_ENDIO_REQUEUE)
1003                 /* The target wants to requeue the I/O */
1004                 dm_requeue_unmapped_request(clone);
1005         else {
1006                 DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
1007                 BUG();
1008         }
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Request completion handler for request-based dm
1013  */
1014 static void dm_softirq_done(struct request *rq)
1015 {
1016         bool mapped = true;
1017         struct request *clone = rq->completion_data;
1018         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
1019
1020         if (rq->cmd_flags & REQ_FAILED)
1021                 mapped = false;
1022
1023         dm_done(clone, tio->error, mapped);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Complete the clone and the original request with the error status
1028  * through softirq context.
1029  */
1030 static void dm_complete_request(struct request *clone, int error)
1031 {
1032         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
1033         struct request *rq = tio->orig;
1034
1035         tio->error = error;
1036         rq->completion_data = clone;
1037         blk_complete_request(rq);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Complete the not-mapped clone and the original request with the error status
1042  * through softirq context.
1043  * Target's rq_end_io() function isn't called.
1044  * This may be used when the target's map_rq() function fails.
1045  */
1046 void dm_kill_unmapped_request(struct request *clone, int error)
1047 {
1048         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
1049         struct request *rq = tio->orig;
1050
1051         rq->cmd_flags |= REQ_FAILED;
1052         dm_complete_request(clone, error);
1053 }
1054 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_kill_unmapped_request);
1055
1056 /*
1057  * Called with the queue lock held
1058  */
1059 static void end_clone_request(struct request *clone, int error)
1060 {
1061         /*
1062          * For just cleaning up the information of the queue in which
1063          * the clone was dispatched.
1064          * The clone is *NOT* freed actually here because it is alloced from
1065          * dm own mempool and REQ_ALLOCED isn't set in clone->cmd_flags.
1066          */
1067         __blk_put_request(clone->q, clone);
1068
1069         /*
1070          * Actual request completion is done in a softirq context which doesn't
1071          * hold the queue lock.  Otherwise, deadlock could occur because:
1072          *     - another request may be submitted by the upper level driver
1073          *       of the stacking during the completion
1074          *     - the submission which requires queue lock may be done
1075          *       against this queue
1076          */
1077         dm_complete_request(clone, error);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1082  * target boundary.
1083  */
1084 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1085 {
1086         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1087
1088         return ti->len - target_offset;
1089 }
1090
1091 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1092 {
1093         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
1094         sector_t offset, max_len;
1095
1096         /*
1097          * Does the target need to split even further?
1098          */
1099         if (ti->max_io_len) {
1100                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
1101                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
1102                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
1103                 else
1104                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
1105                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
1106
1107                 if (len > max_len)
1108                         len = max_len;
1109         }
1110
1111         return len;
1112 }
1113
1114 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1115 {
1116         if (len > UINT_MAX) {
1117                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1118                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1119                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1120                 return -EINVAL;
1121         }
1122
1123         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1124
1125         return 0;
1126 }
1127 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1128
1129 /*
1130  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1131  * allowed for all bio types except REQ_FLUSH.
1132  *
1133  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1134  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1135  * sent in a next bio.
1136  *
1137  * A diagram that explains the arithmetics:
1138  * +--------------------+---------------+-------+
1139  * |         1          |       2       |   3   |
1140  * +--------------------+---------------+-------+
1141  *
1142  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1143  *                      <------- bi_size ------->
1144  *                      <-- n_sectors -->
1145  *
1146  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1147  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1148  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1149  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1150  *       to make it empty)
1151  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1152  *
1153  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1154  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1155  * copies of the bio.
1156  */
1157 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1158 {
1159         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1160         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1161         BUG_ON(bio->bi_rw & REQ_FLUSH);
1162         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1163         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1164         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1165         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1168
1169 static void __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1170 {
1171         int r;
1172         sector_t sector;
1173         struct mapped_device *md;
1174         struct bio *clone = &tio->clone;
1175         struct dm_target *ti = tio->ti;
1176
1177         clone->bi_end_io = clone_endio;
1178
1179         /*
1180          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1181          * anything, the target has assumed ownership of
1182          * this io.
1183          */
1184         atomic_inc(&tio->io->io_count);
1185         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1186         r = ti->type->map(ti, clone);
1187         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
1188                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1189
1190                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
1191                                       tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector);
1192
1193                 generic_make_request(clone);
1194         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
1195                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
1196                 md = tio->io->md;
1197                 dec_pending(tio->io, r);
1198                 free_tio(md, tio);
1199         } else if (r) {
1200                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1201                 BUG();
1202         }
1203 }
1204
1205 struct clone_info {
1206         struct mapped_device *md;
1207         struct dm_table *map;
1208         struct bio *bio;
1209         struct dm_io *io;
1210         sector_t sector;
1211         unsigned sector_count;
1212 };
1213
1214 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1215 {
1216         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1217         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1222  */
1223 static void clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1224                       sector_t sector, unsigned len)
1225 {
1226         struct bio *clone = &tio->clone;
1227
1228         __bio_clone_fast(clone, bio);
1229
1230         if (bio_integrity(bio))
1231                 bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1232
1233         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1234         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1235
1236         if (bio_integrity(bio))
1237                 bio_integrity_trim(clone, 0, len);
1238 }
1239
1240 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci,
1241                                       struct dm_target *ti, int nr_iovecs,
1242                                       unsigned target_bio_nr)
1243 {
1244         struct dm_target_io *tio;
1245         struct bio *clone;
1246
1247         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, nr_iovecs, ci->md->bs);
1248         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
1249
1250         tio->io = ci->io;
1251         tio->ti = ti;
1252         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
1253
1254         return tio;
1255 }
1256
1257 static void __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1258                                        struct dm_target *ti,
1259                                        unsigned target_bio_nr, unsigned *len)
1260 {
1261         struct dm_target_io *tio = alloc_tio(ci, ti, ci->bio->bi_max_vecs, target_bio_nr);
1262         struct bio *clone = &tio->clone;
1263
1264         tio->len_ptr = len;
1265
1266         /*
1267          * Discard requests require the bio's inline iovecs be initialized.
1268          * ci->bio->bi_max_vecs is BIO_INLINE_VECS anyway, for both flush
1269          * and discard, so no need for concern about wasted bvec allocations.
1270          */
1271          __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1272         if (len)
1273                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1274
1275         __map_bio(tio);
1276 }
1277
1278 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1279                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1280 {
1281         unsigned target_bio_nr;
1282
1283         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_bios; target_bio_nr++)
1284                 __clone_and_map_simple_bio(ci, ti, target_bio_nr, len);
1285 }
1286
1287 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1288 {
1289         unsigned target_nr = 0;
1290         struct dm_target *ti;
1291
1292         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1293         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1294                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1295
1296         return 0;
1297 }
1298
1299 static void __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1300                                      sector_t sector, unsigned *len)
1301 {
1302         struct bio *bio = ci->bio;
1303         struct dm_target_io *tio;
1304         unsigned target_bio_nr;
1305         unsigned num_target_bios = 1;
1306
1307         /*
1308          * Does the target want to receive duplicate copies of the bio?
1309          */
1310         if (bio_data_dir(bio) == WRITE && ti->num_write_bios)
1311                 num_target_bios = ti->num_write_bios(ti, bio);
1312
1313         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_target_bios; target_bio_nr++) {
1314                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, target_bio_nr);
1315                 tio->len_ptr = len;
1316                 clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1317                 __map_bio(tio);
1318         }
1319 }
1320
1321 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1322
1323 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1324 {
1325         return ti->num_discard_bios;
1326 }
1327
1328 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1329 {
1330         return ti->num_write_same_bios;
1331 }
1332
1333 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1334
1335 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1336 {
1337         return ti->split_discard_bios;
1338 }
1339
1340 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci,
1341                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1342                                        is_split_required_fn is_split_required)
1343 {
1344         struct dm_target *ti;
1345         unsigned len;
1346         unsigned num_bios;
1347
1348         do {
1349                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1350                 if (!dm_target_is_valid(ti))
1351                         return -EIO;
1352
1353                 /*
1354                  * Even though the device advertised support for this type of
1355                  * request, that does not mean every target supports it, and
1356                  * reconfiguration might also have changed that since the
1357                  * check was performed.
1358                  */
1359                 num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1360                 if (!num_bios)
1361                         return -EOPNOTSUPP;
1362
1363                 if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1364                         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1365                 else
1366                         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1367
1368                 __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1369
1370                 ci->sector += len;
1371         } while (ci->sector_count -= len);
1372
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 static int __send_discard(struct clone_info *ci)
1377 {
1378         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_discard_bios,
1379                                            is_split_required_for_discard);
1380 }
1381
1382 static int __send_write_same(struct clone_info *ci)
1383 {
1384         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_write_same_bios, NULL);
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1389  */
1390 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1391 {
1392         struct bio *bio = ci->bio;
1393         struct dm_target *ti;
1394         unsigned len;
1395
1396         if (unlikely(bio->bi_rw & REQ_DISCARD))
1397                 return __send_discard(ci);
1398         else if (unlikely(bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME))
1399                 return __send_write_same(ci);
1400
1401         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1402         if (!dm_target_is_valid(ti))
1403                 return -EIO;
1404
1405         len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti), ci->sector_count);
1406
1407         __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1408
1409         ci->sector += len;
1410         ci->sector_count -= len;
1411
1412         return 0;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1417  */
1418 static void __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1419                                     struct dm_table *map, struct bio *bio)
1420 {
1421         struct clone_info ci;
1422         int error = 0;
1423
1424         if (unlikely(!map)) {
1425                 bio_io_error(bio);
1426                 return;
1427         }
1428
1429         ci.map = map;
1430         ci.md = md;
1431         ci.io = alloc_io(md);
1432         ci.io->error = 0;
1433         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
1434         ci.io->bio = bio;
1435         ci.io->md = md;
1436         spin_lock_init(&ci.io->endio_lock);
1437         ci.sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1438
1439         start_io_acct(ci.io);
1440
1441         if (bio->bi_rw & REQ_FLUSH) {
1442                 ci.bio = &ci.md->flush_bio;
1443                 ci.sector_count = 0;
1444                 error = __send_empty_flush(&ci);
1445                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1446         } else {
1447                 ci.bio = bio;
1448                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1449                 while (ci.sector_count && !error)
1450                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1451         }
1452
1453         /* drop the extra reference count */
1454         dec_pending(ci.io, error);
1455 }
1456 /*-----------------------------------------------------------------
1457  * CRUD END
1458  *---------------------------------------------------------------*/
1459
1460 static int dm_merge_bvec(struct request_queue *q,
1461                          struct bvec_merge_data *bvm,
1462                          struct bio_vec *biovec)
1463 {
1464         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1465         struct dm_table *map = dm_get_live_table_fast(md);
1466         struct dm_target *ti;
1467         sector_t max_sectors;
1468         int max_size = 0;
1469
1470         if (unlikely(!map))
1471                 goto out;
1472
1473         ti = dm_table_find_target(map, bvm->bi_sector);
1474         if (!dm_target_is_valid(ti))
1475                 goto out;
1476
1477         /*
1478          * Find maximum amount of I/O that won't need splitting
1479          */
1480         max_sectors = min(max_io_len(bvm->bi_sector, ti),
1481                           (sector_t) BIO_MAX_SECTORS);
1482         max_size = (max_sectors << SECTOR_SHIFT) - bvm->bi_size;
1483         if (max_size < 0)
1484                 max_size = 0;
1485
1486         /*
1487          * merge_bvec_fn() returns number of bytes
1488          * it can accept at this offset
1489          * max is precomputed maximal io size
1490          */
1491         if (max_size && ti->type->merge)
1492                 max_size = ti->type->merge(ti, bvm, biovec, max_size);
1493         /*
1494          * If the target doesn't support merge method and some of the devices
1495          * provided their merge_bvec method (we know this by looking at
1496          * queue_max_hw_sectors), then we can't allow bios with multiple vector
1497          * entries.  So always set max_size to 0, and the code below allows
1498          * just one page.
1499          */
1500         else if (queue_max_hw_sectors(q) <= PAGE_SIZE >> 9)
1501                 max_size = 0;
1502
1503 out:
1504         dm_put_live_table_fast(md);
1505         /*
1506          * Always allow an entire first page
1507          */
1508         if (max_size <= biovec->bv_len && !(bvm->bi_size >> SECTOR_SHIFT))
1509                 max_size = biovec->bv_len;
1510
1511         return max_size;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * The request function that just remaps the bio built up by
1516  * dm_merge_bvec.
1517  */
1518 static void _dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1519 {
1520         int rw = bio_data_dir(bio);
1521         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1522         int cpu;
1523         int srcu_idx;
1524         struct dm_table *map;
1525
1526         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1527
1528         cpu = part_stat_lock();
1529         part_stat_inc(cpu, &dm_disk(md)->part0, ios[rw]);
1530         part_stat_add(cpu, &dm_disk(md)->part0, sectors[rw], bio_sectors(bio));
1531         part_stat_unlock();
1532
1533         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1534         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1535                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1536
1537                 if (bio_rw(bio) != READA)
1538                         queue_io(md, bio);
1539                 else
1540                         bio_io_error(bio);
1541                 return;
1542         }
1543
1544         __split_and_process_bio(md, map, bio);
1545         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1546         return;
1547 }
1548
1549 int dm_request_based(struct mapped_device *md)
1550 {
1551         return blk_queue_stackable(md->queue);
1552 }
1553
1554 static void dm_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1555 {
1556         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1557
1558         if (dm_request_based(md))
1559                 blk_queue_bio(q, bio);
1560         else
1561                 _dm_request(q, bio);
1562 }
1563
1564 void dm_dispatch_request(struct request *rq)
1565 {
1566         int r;
1567
1568         if (blk_queue_io_stat(rq->q))
1569                 rq->cmd_flags |= REQ_IO_STAT;
1570
1571         rq->start_time = jiffies;
1572         r = blk_insert_cloned_request(rq->q, rq);
1573         if (r)
1574                 dm_complete_request(rq, r);
1575 }
1576 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_dispatch_request);
1577
1578 static int dm_rq_bio_constructor(struct bio *bio, struct bio *bio_orig,
1579                                  void *data)
1580 {
1581         struct dm_rq_target_io *tio = data;
1582         struct dm_rq_clone_bio_info *info =
1583                 container_of(bio, struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
1584
1585         info->orig = bio_orig;
1586         info->tio = tio;
1587         bio->bi_end_io = end_clone_bio;
1588
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 static int setup_clone(struct request *clone, struct request *rq,
1593                        struct dm_rq_target_io *tio)
1594 {
1595         int r;
1596
1597         r = blk_rq_prep_clone(clone, rq, tio->md->bs, GFP_ATOMIC,
1598                               dm_rq_bio_constructor, tio);
1599         if (r)
1600                 return r;
1601
1602         clone->cmd = rq->cmd;
1603         clone->cmd_len = rq->cmd_len;
1604         clone->sense = rq->sense;
1605         clone->end_io = end_clone_request;
1606         clone->end_io_data = tio;
1607
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 static struct request *clone_rq(struct request *rq, struct mapped_device *md,
1612                                 gfp_t gfp_mask)
1613 {
1614         struct request *clone;
1615         struct dm_rq_target_io *tio;
1616
1617         tio = alloc_rq_tio(md, gfp_mask);
1618         if (!tio)
1619                 return NULL;
1620
1621         tio->md = md;
1622         tio->ti = NULL;
1623         tio->orig = rq;
1624         tio->error = 0;
1625         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
1626
1627         clone = &tio->clone;
1628         if (setup_clone(clone, rq, tio)) {
1629                 /* -ENOMEM */
1630                 free_rq_tio(tio);
1631                 return NULL;
1632         }
1633
1634         return clone;
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Called with the queue lock held.
1639  */
1640 static int dm_prep_fn(struct request_queue *q, struct request *rq)
1641 {
1642         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1643         struct request *clone;
1644
1645         if (unlikely(rq->special)) {
1646                 DMWARN("Already has something in rq->special.");
1647                 return BLKPREP_KILL;
1648         }
1649
1650         clone = clone_rq(rq, md, GFP_ATOMIC);
1651         if (!clone)
1652                 return BLKPREP_DEFER;
1653
1654         rq->special = clone;
1655         rq->cmd_flags |= REQ_DONTPREP;
1656
1657         return BLKPREP_OK;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Returns:
1662  * 0  : the request has been processed (not requeued)
1663  * !0 : the request has been requeued
1664  */
1665 static int map_request(struct dm_target *ti, struct request *clone,
1666                        struct mapped_device *md)
1667 {
1668         int r, requeued = 0;
1669         struct dm_rq_target_io *tio = clone->end_io_data;
1670
1671         tio->ti = ti;
1672         r = ti->type->map_rq(ti, clone, &tio->info);
1673         switch (r) {
1674         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1675                 /* The target has taken the I/O to submit by itself later */
1676                 break;
1677         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1678                 /* The target has remapped the I/O so dispatch it */
1679                 trace_block_rq_remap(clone->q, clone, disk_devt(dm_disk(md)),
1680                                      blk_rq_pos(tio->orig));
1681                 dm_dispatch_request(clone);
1682                 break;
1683         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1684                 /* The target wants to requeue the I/O */
1685                 dm_requeue_unmapped_request(clone);
1686                 requeued = 1;
1687                 break;
1688         default:
1689                 if (r > 0) {
1690                         DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1691                         BUG();
1692                 }
1693
1694                 /* The target wants to complete the I/O */
1695                 dm_kill_unmapped_request(clone, r);
1696                 break;
1697         }
1698
1699         return requeued;
1700 }
1701
1702 static struct request *dm_start_request(struct mapped_device *md, struct request *orig)
1703 {
1704         struct request *clone;
1705
1706         blk_start_request(orig);
1707         clone = orig->special;
1708         atomic_inc(&md->pending[rq_data_dir(clone)]);
1709
1710         /*
1711          * Hold the md reference here for the in-flight I/O.
1712          * We can't rely on the reference count by device opener,
1713          * because the device may be closed during the request completion
1714          * when all bios are completed.
1715          * See the comment in rq_completed() too.
1716          */
1717         dm_get(md);
1718
1719         return clone;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * q->request_fn for request-based dm.
1724  * Called with the queue lock held.
1725  */
1726 static void dm_request_fn(struct request_queue *q)
1727 {
1728         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1729         int srcu_idx;
1730         struct dm_table *map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1731         struct dm_target *ti;
1732         struct request *rq, *clone;
1733         sector_t pos;
1734
1735         /*
1736          * For suspend, check blk_queue_stopped() and increment
1737          * ->pending within a single queue_lock not to increment the
1738          * number of in-flight I/Os after the queue is stopped in
1739          * dm_suspend().
1740          */
1741         while (!blk_queue_stopped(q)) {
1742                 rq = blk_peek_request(q);
1743                 if (!rq)
1744                         goto delay_and_out;
1745
1746                 /* always use block 0 to find the target for flushes for now */
1747                 pos = 0;
1748                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH))
1749                         pos = blk_rq_pos(rq);
1750
1751                 ti = dm_table_find_target(map, pos);
1752                 if (!dm_target_is_valid(ti)) {
1753                         /*
1754                          * Must perform setup, that dm_done() requires,
1755                          * before calling dm_kill_unmapped_request
1756                          */
1757                         DMERR_LIMIT("request attempted access beyond the end of device");
1758                         clone = dm_start_request(md, rq);
1759                         dm_kill_unmapped_request(clone, -EIO);
1760                         continue;
1761                 }
1762
1763                 if (ti->type->busy && ti->type->busy(ti))
1764                         goto delay_and_out;
1765
1766                 clone = dm_start_request(md, rq);
1767
1768                 spin_unlock(q->queue_lock);
1769                 if (map_request(ti, clone, md))
1770                         goto requeued;
1771
1772                 BUG_ON(!irqs_disabled());
1773                 spin_lock(q->queue_lock);
1774         }
1775
1776         goto out;
1777
1778 requeued:
1779         BUG_ON(!irqs_disabled());
1780         spin_lock(q->queue_lock);
1781
1782 delay_and_out:
1783         blk_delay_queue(q, HZ / 10);
1784 out:
1785         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1786 }
1787
1788 int dm_underlying_device_busy(struct request_queue *q)
1789 {
1790         return blk_lld_busy(q);
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_underlying_device_busy);
1793
1794 static int dm_lld_busy(struct request_queue *q)
1795 {
1796         int r;
1797         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1798         struct dm_table *map = dm_get_live_table_fast(md);
1799
1800         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))
1801                 r = 1;
1802         else
1803                 r = dm_table_any_busy_target(map);
1804
1805         dm_put_live_table_fast(md);
1806
1807         return r;
1808 }
1809
1810 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1811 {
1812         int r = bdi_bits;
1813         struct mapped_device *md = congested_data;
1814         struct dm_table *map;
1815
1816         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1817                 map = dm_get_live_table_fast(md);
1818                 if (map) {
1819                         /*
1820                          * Request-based dm cares about only own queue for
1821                          * the query about congestion status of request_queue
1822                          */
1823                         if (dm_request_based(md))
1824                                 r = md->queue->backing_dev_info.state &
1825                                     bdi_bits;
1826                         else
1827                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1828                 }
1829                 dm_put_live_table_fast(md);
1830         }
1831
1832         return r;
1833 }
1834
1835 /*-----------------------------------------------------------------
1836  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1837  *---------------------------------------------------------------*/
1838 static void free_minor(int minor)
1839 {
1840         spin_lock(&_minor_lock);
1841         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1842         spin_unlock(&_minor_lock);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * See if the device with a specific minor # is free.
1847  */
1848 static int specific_minor(int minor)
1849 {
1850         int r;
1851
1852         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1853                 return -EINVAL;
1854
1855         idr_preload(GFP_KERNEL);
1856         spin_lock(&_minor_lock);
1857
1858         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1859
1860         spin_unlock(&_minor_lock);
1861         idr_preload_end();
1862         if (r < 0)
1863                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1864         return 0;
1865 }
1866
1867 static int next_free_minor(int *minor)
1868 {
1869         int r;
1870
1871         idr_preload(GFP_KERNEL);
1872         spin_lock(&_minor_lock);
1873
1874         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1875
1876         spin_unlock(&_minor_lock);
1877         idr_preload_end();
1878         if (r < 0)
1879                 return r;
1880         *minor = r;
1881         return 0;
1882 }
1883
1884 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1885
1886 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1887
1888 static void dm_init_md_queue(struct mapped_device *md)
1889 {
1890         /*
1891          * Request-based dm devices cannot be stacked on top of bio-based dm
1892          * devices.  The type of this dm device has not been decided yet.
1893          * The type is decided at the first table loading time.
1894          * To prevent problematic device stacking, clear the queue flag
1895          * for request stacking support until then.
1896          *
1897          * This queue is new, so no concurrency on the queue_flags.
1898          */
1899         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_STACKABLE, md->queue);
1900
1901         md->queue->queuedata = md;
1902         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1903         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1904         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
1905         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1906         blk_queue_merge_bvec(md->queue, dm_merge_bvec);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1911  */
1912 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1913 {
1914         int r;
1915         struct mapped_device *md = kzalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
1916         void *old_md;
1917
1918         if (!md) {
1919                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1920                 return NULL;
1921         }
1922
1923         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1924                 goto bad_module_get;
1925
1926         /* get a minor number for the dev */
1927         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1928                 r = next_free_minor(&minor);
1929         else
1930                 r = specific_minor(minor);
1931         if (r < 0)
1932                 goto bad_minor;
1933
1934         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1935         if (r < 0)
1936                 goto bad_io_barrier;
1937
1938         md->type = DM_TYPE_NONE;
1939         mutex_init(&md->suspend_lock);
1940         mutex_init(&md->type_lock);
1941         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1942         atomic_set(&md->holders, 1);
1943         atomic_set(&md->open_count, 0);
1944         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1945         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1946         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1947         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1948
1949         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1950         if (!md->queue)
1951                 goto bad_queue;
1952
1953         dm_init_md_queue(md);
1954
1955         md->disk = alloc_disk(1);
1956         if (!md->disk)
1957                 goto bad_disk;
1958
1959         atomic_set(&md->pending[0], 0);
1960         atomic_set(&md->pending[1], 0);
1961         init_waitqueue_head(&md->wait);
1962         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1963         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1964         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1965
1966         md->disk->major = _major;
1967         md->disk->first_minor = minor;
1968         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1969         md->disk->queue = md->queue;
1970         md->disk->private_data = md;
1971         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1972         add_disk(md->disk);
1973         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1974
1975         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1976         if (!md->wq)
1977                 goto bad_thread;
1978
1979         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1980         if (!md->bdev)
1981                 goto bad_bdev;
1982
1983         bio_init(&md->flush_bio);
1984         md->flush_bio.bi_bdev = md->bdev;
1985         md->flush_bio.bi_rw = WRITE_FLUSH;
1986
1987         dm_stats_init(&md->stats);
1988
1989         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1990         spin_lock(&_minor_lock);
1991         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1992         spin_unlock(&_minor_lock);
1993
1994         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1995
1996         return md;
1997
1998 bad_bdev:
1999         destroy_workqueue(md->wq);
2000 bad_thread:
2001         del_gendisk(md->disk);
2002         put_disk(md->disk);
2003 bad_disk:
2004         blk_cleanup_queue(md->queue);
2005 bad_queue:
2006         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
2007 bad_io_barrier:
2008         free_minor(minor);
2009 bad_minor:
2010         module_put(THIS_MODULE);
2011 bad_module_get:
2012         kfree(md);
2013         return NULL;
2014 }
2015
2016 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
2017
2018 static void free_dev(struct mapped_device *md)
2019 {
2020         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
2021
2022         unlock_fs(md);
2023         bdput(md->bdev);
2024         destroy_workqueue(md->wq);
2025         if (md->io_pool)
2026                 mempool_destroy(md->io_pool);
2027         if (md->bs)
2028                 bioset_free(md->bs);
2029         blk_integrity_unregister(md->disk);
2030         del_gendisk(md->disk);
2031         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
2032         free_minor(minor);
2033
2034         spin_lock(&_minor_lock);
2035         md->disk->private_data = NULL;
2036         spin_unlock(&_minor_lock);
2037
2038         put_disk(md->disk);
2039         blk_cleanup_queue(md->queue);
2040         dm_stats_cleanup(&md->stats);
2041         module_put(THIS_MODULE);
2042         kfree(md);
2043 }
2044
2045 static void __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2046 {
2047         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
2048
2049         if (md->io_pool && md->bs) {
2050                 /* The md already has necessary mempools. */
2051                 if (dm_table_get_type(t) == DM_TYPE_BIO_BASED) {
2052                         /*
2053                          * Reload bioset because front_pad may have changed
2054                          * because a different table was loaded.
2055                          */
2056                         bioset_free(md->bs);
2057                         md->bs = p->bs;
2058                         p->bs = NULL;
2059                 } else if (dm_table_get_type(t) == DM_TYPE_REQUEST_BASED) {
2060                         /*
2061                          * There's no need to reload with request-based dm
2062                          * because the size of front_pad doesn't change.
2063                          * Note for future: If you are to reload bioset,
2064                          * prep-ed requests in the queue may refer
2065                          * to bio from the old bioset, so you must walk
2066                          * through the queue to unprep.
2067                          */
2068                 }
2069                 goto out;
2070         }
2071
2072         BUG_ON(!p || md->io_pool || md->bs);
2073
2074         md->io_pool = p->io_pool;
2075         p->io_pool = NULL;
2076         md->bs = p->bs;
2077         p->bs = NULL;
2078
2079 out:
2080         /* mempool bind completed, now no need any mempools in the table */
2081         dm_table_free_md_mempools(t);
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Bind a table to the device.
2086  */
2087 static void event_callback(void *context)
2088 {
2089         unsigned long flags;
2090         LIST_HEAD(uevents);
2091         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2092
2093         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2094         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2095         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2096
2097         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2098
2099         atomic_inc(&md->event_nr);
2100         wake_up(&md->eventq);
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2105  */
2106 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2107 {
2108         set_capacity(md->disk, size);
2109
2110         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Return 1 if the queue has a compulsory merge_bvec_fn function.
2115  *
2116  * If this function returns 0, then the device is either a non-dm
2117  * device without a merge_bvec_fn, or it is a dm device that is
2118  * able to split any bios it receives that are too big.
2119  */
2120 int dm_queue_merge_is_compulsory(struct request_queue *q)
2121 {
2122         struct mapped_device *dev_md;
2123
2124         if (!q->merge_bvec_fn)
2125                 return 0;
2126
2127         if (q->make_request_fn == dm_request) {
2128                 dev_md = q->queuedata;
2129                 if (test_bit(DMF_MERGE_IS_OPTIONAL, &dev_md->flags))
2130                         return 0;
2131         }
2132
2133         return 1;
2134 }
2135
2136 static int dm_device_merge_is_compulsory(struct dm_target *ti,
2137                                          struct dm_dev *dev, sector_t start,
2138                                          sector_t len, void *data)
2139 {
2140         struct block_device *bdev = dev->bdev;
2141         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
2142
2143         return dm_queue_merge_is_compulsory(q);
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Return 1 if it is acceptable to ignore merge_bvec_fn based
2148  * on the properties of the underlying devices.
2149  */
2150 static int dm_table_merge_is_optional(struct dm_table *table)
2151 {
2152         unsigned i = 0;
2153         struct dm_target *ti;
2154
2155         while (i < dm_table_get_num_targets(table)) {
2156                 ti = dm_table_get_target(table, i++);
2157
2158                 if (ti->type->iterate_devices &&
2159                     ti->type->iterate_devices(ti, dm_device_merge_is_compulsory, NULL))
2160                         return 0;
2161         }
2162
2163         return 1;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Returns old map, which caller must destroy.
2168  */
2169 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2170                                struct queue_limits *limits)
2171 {
2172         struct dm_table *old_map;
2173         struct request_queue *q = md->queue;
2174         sector_t size;
2175         int merge_is_optional;
2176
2177         size = dm_table_get_size(t);
2178
2179         /*
2180          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2181          */
2182         if (size != dm_get_size(md))
2183                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2184
2185         __set_size(md, size);
2186
2187         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2188
2189         /*
2190          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2191          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2192          * I/O mapping before resume.
2193          * This must be done before setting the queue restrictions,
2194          * because request-based dm may be run just after the setting.
2195          */
2196         if (dm_table_request_based(t) && !blk_queue_stopped(q))
2197                 stop_queue(q);
2198
2199         __bind_mempools(md, t);
2200
2201         merge_is_optional = dm_table_merge_is_optional(t);
2202
2203         old_map = md->map;
2204         rcu_assign_pointer(md->map, t);
2205         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2206
2207         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2208         if (merge_is_optional)
2209                 set_bit(DMF_MERGE_IS_OPTIONAL, &md->flags);
2210         else
2211                 clear_bit(DMF_MERGE_IS_OPTIONAL, &md->flags);
2212         dm_sync_table(md);
2213
2214         return old_map;
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Returns unbound table for the caller to free.
2219  */
2220 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2221 {
2222         struct dm_table *map = md->map;
2223
2224         if (!map)
2225                 return NULL;
2226
2227         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2228         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2229         dm_sync_table(md);
2230
2231         return map;
2232 }
2233
2234 /*
2235  * Constructor for a new device.
2236  */
2237 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2238 {
2239         struct mapped_device *md;
2240
2241         md = alloc_dev(minor);
2242         if (!md)
2243                 return -ENXIO;
2244
2245         dm_sysfs_init(md);
2246
2247         *result = md;
2248         return 0;
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Functions to manage md->type.
2253  * All are required to hold md->type_lock.
2254  */
2255 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2256 {
2257         mutex_lock(&md->type_lock);
2258 }
2259
2260 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2261 {
2262         mutex_unlock(&md->type_lock);
2263 }
2264
2265 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, unsigned type)
2266 {
2267         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2268         md->type = type;
2269 }
2270
2271 unsigned dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2272 {
2273         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2274         return md->type;
2275 }
2276
2277 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2278 {
2279         return md->immutable_target_type;
2280 }
2281
2282 /*
2283  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2284  * count on 'md'.
2285  */
2286 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2287 {
2288         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2289         return &md->queue->limits;
2290 }
2291 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2292
2293 /*
2294  * Fully initialize a request-based queue (->elevator, ->request_fn, etc).
2295  */
2296 static int dm_init_request_based_queue(struct mapped_device *md)
2297 {
2298         struct request_queue *q = NULL;
2299
2300         if (md->queue->elevator)
2301                 return 1;
2302
2303         /* Fully initialize the queue */
2304         q = blk_init_allocated_queue(md->queue, dm_request_fn, NULL);
2305         if (!q)
2306                 return 0;
2307
2308         md->queue = q;
2309         dm_init_md_queue(md);
2310         blk_queue_softirq_done(md->queue, dm_softirq_done);
2311         blk_queue_prep_rq(md->queue, dm_prep_fn);
2312         blk_queue_lld_busy(md->queue, dm_lld_busy);
2313
2314         elv_register_queue(md->queue);
2315
2316         return 1;
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Setup the DM device's queue based on md's type
2321  */
2322 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md)
2323 {
2324         if ((dm_get_md_type(md) == DM_TYPE_REQUEST_BASED) &&
2325             !dm_init_request_based_queue(md)) {
2326                 DMWARN("Cannot initialize queue for request-based mapped device");
2327                 return -EINVAL;
2328         }
2329
2330         return 0;
2331 }
2332
2333 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
2334 {
2335         struct mapped_device *md;
2336         unsigned minor = MINOR(dev);
2337
2338         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2339                 return NULL;
2340
2341         spin_lock(&_minor_lock);
2342
2343         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2344         if (md && (md == MINOR_ALLOCED ||
2345                    (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2346                    dm_deleting_md(md) ||
2347                    test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
2348                 md = NULL;
2349                 goto out;
2350         }
2351
2352 out:
2353         spin_unlock(&_minor_lock);
2354
2355         return md;
2356 }
2357
2358 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2359 {
2360         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
2361
2362         if (md)
2363                 dm_get(md);
2364
2365         return md;
2366 }
2367 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2368
2369 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2370 {
2371         return md->interface_ptr;
2372 }
2373
2374 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2375 {
2376         md->interface_ptr = ptr;
2377 }
2378
2379 void dm_get(struct mapped_device *md)
2380 {
2381         atomic_inc(&md->holders);
2382         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2383 }
2384
2385 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2386 {
2387         return md->name;
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2390
2391 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2392 {
2393         struct dm_table *map;
2394         int srcu_idx;
2395
2396         might_sleep();
2397
2398         spin_lock(&_minor_lock);
2399         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2400         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2401         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2402         spin_unlock(&_minor_lock);
2403
2404         if (!dm_suspended_md(md)) {
2405                 dm_table_presuspend_targets(map);
2406                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2407         }
2408
2409         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2410         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2411
2412         /*
2413          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2414          * for example.  Wait for all references to disappear.
2415          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2416          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2417          */
2418         if (wait)
2419                 while (atomic_read(&md->holders))
2420                         msleep(1);
2421         else if (atomic_read(&md->holders))
2422                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2423                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2424
2425         dm_sysfs_exit(md);
2426         dm_table_destroy(__unbind(md));
2427         free_dev(md);
2428 }
2429
2430 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2431 {
2432         __dm_destroy(md, true);
2433 }
2434
2435 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2436 {
2437         __dm_destroy(md, false);
2438 }
2439
2440 void dm_put(struct mapped_device *md)
2441 {
2442         atomic_dec(&md->holders);
2443 }
2444 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2445
2446 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, int interruptible)
2447 {
2448         int r = 0;
2449         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
2450
2451         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
2452
2453         while (1) {
2454                 set_current_state(interruptible);
2455
2456                 if (!md_in_flight(md))
2457                         break;
2458
2459                 if (interruptible == TASK_INTERRUPTIBLE &&
2460                     signal_pending(current)) {
2461                         r = -EINTR;
2462                         break;
2463                 }
2464
2465                 io_schedule();
2466         }
2467         set_current_state(TASK_RUNNING);
2468
2469         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
2470
2471         return r;
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Process the deferred bios
2476  */
2477 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2478 {
2479         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2480                                                 work);
2481         struct bio *c;
2482         int srcu_idx;
2483         struct dm_table *map;
2484
2485         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2486
2487         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2488                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2489                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2490                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2491
2492                 if (!c)
2493                         break;
2494
2495                 if (dm_request_based(md))
2496                         generic_make_request(c);
2497                 else
2498                         __split_and_process_bio(md, map, c);
2499         }
2500
2501         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2502 }
2503
2504 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2505 {
2506         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2507         smp_mb__after_atomic();
2508         queue_work(md->wq, &md->work);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2513  */
2514 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2515 {
2516         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2517         struct queue_limits limits;
2518         int r;
2519
2520         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2521
2522         /* device must be suspended */
2523         if (!dm_suspended_md(md))
2524                 goto out;
2525
2526         /*
2527          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2528          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2529          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2530          * reappear.
2531          */
2532         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2533                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2534                 if (live_map)
2535                         limits = md->queue->limits;
2536                 dm_put_live_table_fast(md);
2537         }
2538
2539         if (!live_map) {
2540                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2541                 if (r) {
2542                         map = ERR_PTR(r);
2543                         goto out;
2544                 }
2545         }
2546
2547         map = __bind(md, table, &limits);
2548
2549 out:
2550         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2551         return map;
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2556  * device.
2557  */
2558 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2559 {
2560         int r;
2561
2562         WARN_ON(md->frozen_sb);
2563
2564         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2565         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2566                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2567                 md->frozen_sb = NULL;
2568                 return r;
2569         }
2570
2571         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2572
2573         return 0;
2574 }
2575
2576 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2577 {
2578         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2579                 return;
2580
2581         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2582         md->frozen_sb = NULL;
2583         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2584 }
2585
2586 /*
2587  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2588  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2589  * the background.  Before the table can be swapped with
2590  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2591  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2592  */
2593 /*
2594  * Suspend mechanism in request-based dm.
2595  *
2596  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2597  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2598  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2599  *
2600  * To abort suspend, start the request_queue.
2601  */
2602 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2603 {
2604         struct dm_table *map = NULL;
2605         int r = 0;
2606         int do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG ? 1 : 0;
2607         int noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG ? 1 : 0;
2608
2609         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2610
2611         if (dm_suspended_md(md)) {
2612                 r = -EINVAL;
2613                 goto out_unlock;
2614         }
2615
2616         map = md->map;
2617
2618         /*
2619          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2620          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2621          */
2622         if (noflush)
2623                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2624
2625         /* This does not get reverted if there's an error later. */
2626         dm_table_presuspend_targets(map);
2627
2628         /*
2629          * Flush I/O to the device.
2630          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2631          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2632          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2633          */
2634         if (!noflush && do_lockfs) {
2635                 r = lock_fs(md);
2636                 if (r)
2637                         goto out_unlock;
2638         }
2639
2640         /*
2641          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2642          * to target drivers i.e. no one may be executing
2643          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2644          * dm_wq_work.
2645          *
2646          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2647          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2648          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2649          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2650          * flush_workqueue(md->wq).
2651          */
2652         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2653         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2654
2655         /*
2656          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2657          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2658          */
2659         if (dm_request_based(md))
2660                 stop_queue(md->queue);
2661
2662         flush_workqueue(md->wq);
2663
2664         /*
2665          * At this point no more requests are entering target request routines.
2666          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2667          * to finish.
2668          */
2669         r = dm_wait_for_completion(md, TASK_INTERRUPTIBLE);
2670
2671         if (noflush)
2672                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2673         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2674
2675         /* were we interrupted ? */
2676         if (r < 0) {
2677                 dm_queue_flush(md);
2678
2679                 if (dm_request_based(md))
2680                         start_queue(md->queue);
2681
2682                 unlock_fs(md);
2683                 goto out_unlock; /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2684         }
2685
2686         /*
2687          * If dm_wait_for_completion returned 0, the device is completely
2688          * quiescent now. There is no request-processing activity. All new
2689          * requests are being added to md->deferred list.
2690          */
2691
2692         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2693
2694         dm_table_postsuspend_targets(map);
2695
2696 out_unlock:
2697         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2698         return r;
2699 }
2700
2701 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2702 {
2703         int r = -EINVAL;
2704         struct dm_table *map = NULL;
2705
2706         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2707         if (!dm_suspended_md(md))
2708                 goto out;
2709
2710         map = md->map;
2711         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2712                 goto out;
2713
2714         r = dm_table_resume_targets(map);
2715         if (r)
2716                 goto out;
2717
2718         dm_queue_flush(md);
2719
2720         /*
2721          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2722          * so that mapping of targets can work correctly.
2723          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2724          */
2725         if (dm_request_based(md))
2726                 start_queue(md->queue);
2727
2728         unlock_fs(md);
2729
2730         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2731
2732         r = 0;
2733 out:
2734         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2735
2736         return r;
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2741  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2742  * It may be used only from the kernel.
2743  *
2744  * Internal suspend holds md->suspend_lock, which prevents interaction with
2745  * userspace-driven suspend.
2746  */
2747
2748 void dm_internal_suspend(struct mapped_device *md)
2749 {
2750         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2751         if (dm_suspended_md(md))
2752                 return;
2753
2754         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2755         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2756         flush_workqueue(md->wq);
2757         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2758 }
2759
2760 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2761 {
2762         if (dm_suspended_md(md))
2763                 goto done;
2764
2765         dm_queue_flush(md);
2766
2767 done:
2768         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2769 }
2770
2771 /*-----------------------------------------------------------------
2772  * Event notification.
2773  *---------------------------------------------------------------*/
2774 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2775                        unsigned cookie)
2776 {
2777         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2778         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2779
2780         if (!cookie)
2781                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2782         else {
2783                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2784                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2785                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2786                                           action, envp);
2787         }
2788 }
2789
2790 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2791 {
2792         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2793 }
2794
2795 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2796 {
2797         return atomic_read(&md->event_nr);
2798 }
2799
2800 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2801 {
2802         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2803                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2804 }
2805
2806 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2807 {
2808         unsigned long flags;
2809
2810         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2811         list_add(elist, &md->uevent_list);
2812         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2813 }
2814
2815 /*
2816  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2817  * count on 'md'.
2818  */
2819 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2820 {
2821         return md->disk;
2822 }
2823
2824 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2825 {
2826         return &md->kobj_holder.kobj;
2827 }
2828
2829 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2830 {
2831         struct mapped_device *md;
2832
2833         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2834
2835         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
2836             dm_deleting_md(md))
2837                 return NULL;
2838
2839         dm_get(md);
2840         return md;
2841 }
2842
2843 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2844 {
2845         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2846 }
2847
2848 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2849 {
2850         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2851 }
2852
2853 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2854 {
2855         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2856 }
2857 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2858
2859 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2860 {
2861         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2862 }
2863 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2864
2865 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(unsigned type, unsigned integrity, unsigned per_bio_data_size)
2866 {
2867         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc(sizeof(*pools), GFP_KERNEL);
2868         struct kmem_cache *cachep;
2869         unsigned int pool_size;
2870         unsigned int front_pad;
2871
2872         if (!pools)
2873                 return NULL;
2874
2875         if (type == DM_TYPE_BIO_BASED) {
2876                 cachep = _io_cache;
2877                 pool_size = dm_get_reserved_bio_based_ios();
2878                 front_pad = roundup(per_bio_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2879         } else if (type == DM_TYPE_REQUEST_BASED) {
2880                 cachep = _rq_tio_cache;
2881                 pool_size = dm_get_reserved_rq_based_ios();
2882                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2883                 /* per_bio_data_size is not used. See __bind_mempools(). */
2884                 WARN_ON(per_bio_data_size != 0);
2885         } else
2886                 goto out;
2887
2888         pools->io_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, cachep);
2889         if (!pools->io_pool)
2890                 goto out;
2891
2892         pools->bs = bioset_create(pool_size, front_pad);
2893         if (!pools->bs)
2894                 goto out;
2895
2896         if (integrity && bioset_integrity_create(pools->bs, pool_size))
2897                 goto out;
2898
2899         return pools;
2900
2901 out:
2902         dm_free_md_mempools(pools);
2903
2904         return NULL;
2905 }
2906
2907 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2908 {
2909         if (!pools)
2910                 return;
2911
2912         if (pools->io_pool)
2913                 mempool_destroy(pools->io_pool);
2914
2915         if (pools->bs)
2916                 bioset_free(pools->bs);
2917
2918         kfree(pools);
2919 }
2920
2921 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
2922         .open = dm_blk_open,
2923         .release = dm_blk_close,
2924         .ioctl = dm_blk_ioctl,
2925         .getgeo = dm_blk_getgeo,
2926         .owner = THIS_MODULE
2927 };
2928
2929 /*
2930  * module hooks
2931  */
2932 module_init(dm_init);
2933 module_exit(dm_exit);
2934
2935 module_param(major, uint, 0);
2936 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
2937
2938 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2939 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
2940
2941 module_param(reserved_rq_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2942 MODULE_PARM_DESC(reserved_rq_based_ios, "Reserved IOs in request-based mempools");
2943
2944 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
2945 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
2946 MODULE_LICENSE("GPL");