block/blk-ia-ranges.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  Block device concurrent positioning ranges.
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2021 Western Digital Corporation or its Affiliates.
   6  */
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/blkdev.h>
   9 #include <linux/slab.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11
  12 #include "blk.h"
  13
  14 static ssize_t
  15 blk_ia_range_sector_show(struct blk_independent_access_range *iar,
  16                          char *buf)
  17 {
  18         return sprintf(buf, "%llu\n", iar->sector);
  19 }
  20
  21 static ssize_t
  22 blk_ia_range_nr_sectors_show(struct blk_independent_access_range *iar,
  23                              char *buf)
  24 {
  25         return sprintf(buf, "%llu\n", iar->nr_sectors);
  26 }
  27
  28 struct blk_ia_range_sysfs_entry {
  29         struct attribute attr;
  30         ssize_t (*show)(struct blk_independent_access_range *iar, char *buf);
  31 };
  32
  33 static struct blk_ia_range_sysfs_entry blk_ia_range_sector_entry = {
  34         .attr = { .name = "sector", .mode = 0444 },
  35         .show = blk_ia_range_sector_show,
  36 };
  37
  38 static struct blk_ia_range_sysfs_entry blk_ia_range_nr_sectors_entry = {
  39         .attr = { .name = "nr_sectors", .mode = 0444 },
  40         .show = blk_ia_range_nr_sectors_show,
  41 };
  42
  43 static struct attribute *blk_ia_range_attrs[] = {
  44         &blk_ia_range_sector_entry.attr,
  45         &blk_ia_range_nr_sectors_entry.attr,
  46         NULL,
  47 };
  48 ATTRIBUTE_GROUPS(blk_ia_range);
  49
  50 static ssize_t blk_ia_range_sysfs_show(struct kobject *kobj,
  51                                       struct attribute *attr, char *buf)
  52 {
  53         struct blk_ia_range_sysfs_entry *entry =
  54                 container_of(attr, struct blk_ia_range_sysfs_entry, attr);
  55         struct blk_independent_access_range *iar =
  56                 container_of(kobj, struct blk_independent_access_range, kobj);
  57
  58         return entry->show(iar, buf);
  59 }
  60
  61 static const struct sysfs_ops blk_ia_range_sysfs_ops = {
  62         .show   = blk_ia_range_sysfs_show,
  63 };
  64
  65 /*
  66  * Independent access range entries are not freed individually, but alltogether
  67  * with struct blk_independent_access_ranges and its array of ranges. Since
  68  * kobject_add() takes a reference on the parent kobject contained in
  69  * struct blk_independent_access_ranges, the array of independent access range
  70  * entries cannot be freed until kobject_del() is called for all entries.
  71  * So we do not need to do anything here, but still need this no-op release
  72  * operation to avoid complaints from the kobject code.
  73  */
  74 static void blk_ia_range_sysfs_nop_release(struct kobject *kobj)
  75 {
  76 }
  77
  78 static struct kobj_type blk_ia_range_ktype = {
  79         .sysfs_ops      = &blk_ia_range_sysfs_ops,
  80         .default_groups = blk_ia_range_groups,
  81         .release        = blk_ia_range_sysfs_nop_release,
  82 };
  83
  84 /*
  85  * This will be executed only after all independent access range entries are
  86  * removed with kobject_del(), at which point, it is safe to free everything,
  87  * including the array of ranges.
  88  */
  89 static void blk_ia_ranges_sysfs_release(struct kobject *kobj)
  90 {
  91         struct blk_independent_access_ranges *iars =
  92                 container_of(kobj, struct blk_independent_access_ranges, kobj);
  93
  94         kfree(iars);
  95 }
  96
  97 static struct kobj_type blk_ia_ranges_ktype = {
  98         .release        = blk_ia_ranges_sysfs_release,
  99 };
 100
 101 /**
 102  * disk_register_independent_access_ranges - register with sysfs a set of
 103  *              independent access ranges
 104  * @disk:       Target disk
 105  * @new_iars:   New set of independent access ranges
 106  *
 107  * Register with sysfs a set of independent access ranges for @disk.
 108  * If @new_iars is not NULL, this set of ranges is registered and the old set
 109  * specified by q->ia_ranges is unregistered. Otherwise, q->ia_ranges is
 110  * registered if it is not already.
 111  */
 112 int disk_register_independent_access_ranges(struct gendisk *disk,
 113                                 struct blk_independent_access_ranges *new_iars)
 114 {
 115         struct request_queue *q = disk->queue;
 116         struct blk_independent_access_ranges *iars;
 117         int i, ret;
 118
 119         lockdep_assert_held(&q->sysfs_dir_lock);
 120         lockdep_assert_held(&q->sysfs_lock);
 121
 122         /* If a new range set is specified, unregister the old one */
 123         if (new_iars) {
 124                 if (q->ia_ranges)
 125                         disk_unregister_independent_access_ranges(disk);
 126                 q->ia_ranges = new_iars;
 127         }
 128
 129         iars = q->ia_ranges;
 130         if (!iars)
 131                 return 0;
 132
 133         /*
 134          * At this point, iars is the new set of sector access ranges that needs
 135          * to be registered with sysfs.
 136          */
 137         WARN_ON(iars->sysfs_registered);
 138         ret = kobject_init_and_add(&iars->kobj, &blk_ia_ranges_ktype,
 139                                    &q->kobj, "%s", "independent_access_ranges");
 140         if (ret) {
 141                 q->ia_ranges = NULL;
 142                 kobject_put(&iars->kobj);
 143                 return ret;
 144         }
 145
 146         for (i = 0; i < iars->nr_ia_ranges; i++) {
 147                 iars->ia_range[i].queue = q;
 148                 ret = kobject_init_and_add(&iars->ia_range[i].kobj,
 149                                            &blk_ia_range_ktype, &iars->kobj,
 150                                            "%d", i);
 151                 if (ret) {
 152                         while (--i >= 0)
 153                                 kobject_del(&iars->ia_range[i].kobj);
 154                         kobject_del(&iars->kobj);
 155                         kobject_put(&iars->kobj);
 156                         return ret;
 157                 }
 158         }
 159
 160         iars->sysfs_registered = true;
 161
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 void disk_unregister_independent_access_ranges(struct gendisk *disk)
 166 {
 167         struct request_queue *q = disk->queue;
 168         struct blk_independent_access_ranges *iars = q->ia_ranges;
 169         int i;
 170
 171         lockdep_assert_held(&q->sysfs_dir_lock);
 172         lockdep_assert_held(&q->sysfs_lock);
 173
 174         if (!iars)
 175                 return;
 176
 177         if (iars->sysfs_registered) {
 178                 for (i = 0; i < iars->nr_ia_ranges; i++)
 179                         kobject_del(&iars->ia_range[i].kobj);
 180                 kobject_del(&iars->kobj);
 181                 kobject_put(&iars->kobj);
 182         } else {
 183                 kfree(iars);
 184         }
 185
 186         q->ia_ranges = NULL;
 187 }
 188
 189 static struct blk_independent_access_range *
 190 disk_find_ia_range(struct blk_independent_access_ranges *iars,
 191                   sector_t sector)
 192 {
 193         struct blk_independent_access_range *iar;
 194         int i;
 195
 196         for (i = 0; i < iars->nr_ia_ranges; i++) {
 197                 iar = &iars->ia_range[i];
 198                 if (sector >= iar->sector &&
 199                     sector < iar->sector + iar->nr_sectors)
 200                         return iar;
 201         }
 202
 203         return NULL;
 204 }
 205
 206 static bool disk_check_ia_ranges(struct gendisk *disk,
 207                                 struct blk_independent_access_ranges *iars)
 208 {
 209         struct blk_independent_access_range *iar, *tmp;
 210         sector_t capacity = get_capacity(disk);
 211         sector_t sector = 0;
 212         int i;
 213
 214         /*
 215          * While sorting the ranges in increasing LBA order, check that the
 216          * ranges do not overlap, that there are no sector holes and that all
 217          * sectors belong to one range.
 218          */
 219         for (i = 0; i < iars->nr_ia_ranges; i++) {
 220                 tmp = disk_find_ia_range(iars, sector);
 221                 if (!tmp || tmp->sector != sector) {
 222                         pr_warn("Invalid non-contiguous independent access ranges\n");
 223                         return false;
 224                 }
 225
 226                 iar = &iars->ia_range[i];
 227                 if (tmp != iar) {
 228                         swap(iar->sector, tmp->sector);
 229                         swap(iar->nr_sectors, tmp->nr_sectors);
 230                 }
 231
 232                 sector += iar->nr_sectors;
 233         }
 234
 235         if (sector != capacity) {
 236                 pr_warn("Independent access ranges do not match disk capacity\n");
 237                 return false;
 238         }
 239
 240         return true;
 241 }
 242
 243 static bool disk_ia_ranges_changed(struct gendisk *disk,
 244                                    struct blk_independent_access_ranges *new)
 245 {
 246         struct blk_independent_access_ranges *old = disk->queue->ia_ranges;
 247         int i;
 248
 249         if (!old)
 250                 return true;
 251
 252         if (old->nr_ia_ranges != new->nr_ia_ranges)
 253                 return true;
 254
 255         for (i = 0; i < old->nr_ia_ranges; i++) {
 256                 if (new->ia_range[i].sector != old->ia_range[i].sector ||
 257                     new->ia_range[i].nr_sectors != old->ia_range[i].nr_sectors)
 258                         return true;
 259         }
 260
 261         return false;
 262 }
 263
 264 /**
 265  * disk_alloc_independent_access_ranges - Allocate an independent access ranges
 266  *                                        data structure
 267  * @disk:               target disk
 268  * @nr_ia_ranges:       Number of independent access ranges
 269  *
 270  * Allocate a struct blk_independent_access_ranges structure with @nr_ia_ranges
 271  * access range descriptors.
 272  */
 273 struct blk_independent_access_ranges *
 274 disk_alloc_independent_access_ranges(struct gendisk *disk, int nr_ia_ranges)
 275 {
 276         struct blk_independent_access_ranges *iars;
 277
 278         iars = kzalloc_node(struct_size(iars, ia_range, nr_ia_ranges),
 279                             GFP_KERNEL, disk->queue->node);
 280         if (iars)
 281                 iars->nr_ia_ranges = nr_ia_ranges;
 282         return iars;
 283 }
 284 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_alloc_independent_access_ranges);
 285
 286 /**
 287  * disk_set_independent_access_ranges - Set a disk independent access ranges
 288  * @disk:       target disk
 289  * @iars:       independent access ranges structure
 290  *
 291  * Set the independent access ranges information of the request queue
 292  * of @disk to @iars. If @iars is NULL and the independent access ranges
 293  * structure already set is cleared. If there are no differences between
 294  * @iars and the independent access ranges structure already set, @iars
 295  * is freed.
 296  */
 297 void disk_set_independent_access_ranges(struct gendisk *disk,
 298                                 struct blk_independent_access_ranges *iars)
 299 {
 300         struct request_queue *q = disk->queue;
 301
 302         if (WARN_ON_ONCE(iars && !iars->nr_ia_ranges)) {
 303                 kfree(iars);
 304                 iars = NULL;
 305         }
 306
 307         mutex_lock(&q->sysfs_dir_lock);
 308         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
 309
 310         if (iars) {
 311                 if (!disk_check_ia_ranges(disk, iars)) {
 312                         kfree(iars);
 313                         iars = NULL;
 314                         goto reg;
 315                 }
 316
 317                 if (!disk_ia_ranges_changed(disk, iars)) {
 318                         kfree(iars);
 319                         goto unlock;
 320                 }
 321         }
 322
 323         /*
 324          * This may be called for a registered queue. E.g. during a device
 325          * revalidation. If that is the case, we need to unregister the old
 326          * set of independent access ranges and register the new set. If the
 327          * queue is not registered, registration of the device request queue
 328          * will register the independent access ranges, so only swap in the
 329          * new set and free the old one.
 330          */
 331 reg:
 332         if (blk_queue_registered(q)) {
 333                 disk_register_independent_access_ranges(disk, iars);
 334         } else {
 335                 swap(q->ia_ranges, iars);
 336                 kfree(iars);
 337         }
 338
 339 unlock:
 340         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
 341         mutex_unlock(&q->sysfs_dir_lock);
 342 }
 343 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_set_independent_access_ranges);