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