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-core.h"
   9 #include "dm-rq.h"
  10 #include "dm-uevent.h"
  11
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/mutex.h>
  15 #include <linux/blkpg.h>
  16 #include <linux/bio.h>
  17 #include <linux/mempool.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/idr.h>
  20 #include <linux/hdreg.h>
  21 #include <linux/delay.h>
  22 #include <linux/wait.h>
  23 #include <linux/pr.h>
  24
  25 #define DM_MSG_PREFIX "core"
  26
  27 #ifdef CONFIG_PRINTK
  28 /*
  29  * ratelimit state to be used in DMXXX_LIMIT().
  30  */
  31 DEFINE_RATELIMIT_STATE(dm_ratelimit_state,
  32                        DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
  33                        DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
  34 EXPORT_SYMBOL(dm_ratelimit_state);
  35 #endif
  36
  37 /*
  38  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
  39  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
  40  */
  41 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
  42 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
  43
  44 static const char *_name = DM_NAME;
  45
  46 static unsigned int major = 0;
  47 static unsigned int _major = 0;
  48
  49 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
  50
  51 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
  52
  53 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
  54
  55 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
  56
  57 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
  58
  59 /*
  60  * One of these is allocated per bio.
  61  */
  62 struct dm_io {
  63         struct mapped_device *md;
  64         int error;
  65         atomic_t io_count;
  66         struct bio *bio;
  67         unsigned long start_time;
  68         spinlock_t endio_lock;
  69         struct dm_stats_aux stats_aux;
  70 };
  71
  72 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
  73
  74 /*
  75  * Bits for the md->flags field.
  76  */
  77 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
  78 #define DMF_SUSPENDED 1
  79 #define DMF_FROZEN 2
  80 #define DMF_FREEING 3
  81 #define DMF_DELETING 4
  82 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
  83 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 6
  84 #define DMF_SUSPENDED_INTERNALLY 7
  85
  86 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
  87 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
  88
  89 /*
  90  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
  91  */
  92 struct dm_md_mempools {
  93         mempool_t *io_pool;
  94         mempool_t *rq_pool;
  95         struct bio_set *bs;
  96 };
  97
  98 struct table_device {
  99         struct list_head list;
 100         atomic_t count;
 101         struct dm_dev dm_dev;
 102 };
 103
 104 static struct kmem_cache *_io_cache;
 105 static struct kmem_cache *_rq_tio_cache;
 106 static struct kmem_cache *_rq_cache;
 107
 108 /*
 109  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
 110  */
 111 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
 112 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
 113
 114 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
 115 {
 116         int param = ACCESS_ONCE(*module_param);
 117         int modified_param = 0;
 118         bool modified = true;
 119
 120         if (param < min)
 121                 modified_param = min;
 122         else if (param > max)
 123                 modified_param = max;
 124         else
 125                 modified = false;
 126
 127         if (modified) {
 128                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 129                 param = modified_param;
 130         }
 131
 132         return param;
 133 }
 134
 135 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
 136                                unsigned def, unsigned max)
 137 {
 138         unsigned param = ACCESS_ONCE(*module_param);
 139         unsigned modified_param = 0;
 140
 141         if (!param)
 142                 modified_param = def;
 143         else if (param > max)
 144                 modified_param = max;
 145
 146         if (modified_param) {
 147                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 148                 param = modified_param;
 149         }
 150
 151         return param;
 152 }
 153
 154 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
 155 {
 156         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
 157                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
 158 }
 159 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
 160
 161 static unsigned dm_get_numa_node(void)
 162 {
 163         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
 164                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
 165 }
 166
 167 static int __init local_init(void)
 168 {
 169         int r = -ENOMEM;
 170
 171         /* allocate a slab for the dm_ios */
 172         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
 173         if (!_io_cache)
 174                 return r;
 175
 176         _rq_tio_cache = KMEM_CACHE(dm_rq_target_io, 0);
 177         if (!_rq_tio_cache)
 178                 goto out_free_io_cache;
 179
 180         _rq_cache = kmem_cache_create("dm_old_clone_request", sizeof(struct request),
 181                                       __alignof__(struct request), 0, NULL);
 182         if (!_rq_cache)
 183                 goto out_free_rq_tio_cache;
 184
 185         r = dm_uevent_init();
 186         if (r)
 187                 goto out_free_rq_cache;
 188
 189         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
 190         if (!deferred_remove_workqueue) {
 191                 r = -ENOMEM;
 192                 goto out_uevent_exit;
 193         }
 194
 195         _major = major;
 196         r = register_blkdev(_major, _name);
 197         if (r < 0)
 198                 goto out_free_workqueue;
 199
 200         if (!_major)
 201                 _major = r;
 202
 203         return 0;
 204
 205 out_free_workqueue:
 206         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 207 out_uevent_exit:
 208         dm_uevent_exit();
 209 out_free_rq_cache:
 210         kmem_cache_destroy(_rq_cache);
 211 out_free_rq_tio_cache:
 212         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
 213 out_free_io_cache:
 214         kmem_cache_destroy(_io_cache);
 215
 216         return r;
 217 }
 218
 219 static void local_exit(void)
 220 {
 221         flush_scheduled_work();
 222         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 223
 224         kmem_cache_destroy(_rq_cache);
 225         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
 226         kmem_cache_destroy(_io_cache);
 227         unregister_blkdev(_major, _name);
 228         dm_uevent_exit();
 229
 230         _major = 0;
 231
 232         DMINFO("cleaned up");
 233 }
 234
 235 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
 236         local_init,
 237         dm_target_init,
 238         dm_linear_init,
 239         dm_stripe_init,
 240         dm_io_init,
 241         dm_kcopyd_init,
 242         dm_interface_init,
 243         dm_statistics_init,
 244 };
 245
 246 static void (*_exits[])(void) = {
 247         local_exit,
 248         dm_target_exit,
 249         dm_linear_exit,
 250         dm_stripe_exit,
 251         dm_io_exit,
 252         dm_kcopyd_exit,
 253         dm_interface_exit,
 254         dm_statistics_exit,
 255 };
 256
 257 static int __init dm_init(void)
 258 {
 259         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
 260
 261         int r, i;
 262
 263         for (i = 0; i < count; i++) {
 264                 r = _inits[i]();
 265                 if (r)
 266                         goto bad;
 267         }
 268
 269         return 0;
 270
 271       bad:
 272         while (i--)
 273                 _exits[i]();
 274
 275         return r;
 276 }
 277
 278 static void __exit dm_exit(void)
 279 {
 280         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
 281
 282         while (i--)
 283                 _exits[i]();
 284
 285         /*
 286          * Should be empty by this point.
 287          */
 288         idr_destroy(&_minor_idr);
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Block device functions
 293  */
 294 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
 295 {
 296         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 297 }
 298
 299 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 300 {
 301         struct mapped_device *md;
 302
 303         spin_lock(&_minor_lock);
 304
 305         md = bdev->bd_disk->private_data;
 306         if (!md)
 307                 goto out;
 308
 309         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
 310             dm_deleting_md(md)) {
 311                 md = NULL;
 312                 goto out;
 313         }
 314
 315         dm_get(md);
 316         atomic_inc(&md->open_count);
 317 out:
 318         spin_unlock(&_minor_lock);
 319
 320         return md ? 0 : -ENXIO;
 321 }
 322
 323 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
 324 {
 325         struct mapped_device *md;
 326
 327         spin_lock(&_minor_lock);
 328
 329         md = disk->private_data;
 330         if (WARN_ON(!md))
 331                 goto out;
 332
 333         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
 334             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
 335                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
 336
 337         dm_put(md);
 338 out:
 339         spin_unlock(&_minor_lock);
 340 }
 341
 342 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
 343 {
 344         return atomic_read(&md->open_count);
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
 349  */
 350 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
 351 {
 352         int r = 0;
 353
 354         spin_lock(&_minor_lock);
 355
 356         if (dm_open_count(md)) {
 357                 r = -EBUSY;
 358                 if (mark_deferred)
 359                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 360         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
 361                 r = -EEXIST;
 362         else
 363                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 364
 365         spin_unlock(&_minor_lock);
 366
 367         return r;
 368 }
 369
 370 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
 371 {
 372         int r = 0;
 373
 374         spin_lock(&_minor_lock);
 375
 376         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
 377                 r = -EBUSY;
 378         else
 379                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 380
 381         spin_unlock(&_minor_lock);
 382
 383         return r;
 384 }
 385
 386 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
 387 {
 388         dm_deferred_remove();
 389 }
 390
 391 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
 392 {
 393         return get_capacity(md->disk);
 394 }
 395
 396 struct request_queue *dm_get_md_queue(struct mapped_device *md)
 397 {
 398         return md->queue;
 399 }
 400
 401 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
 402 {
 403         return &md->stats;
 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_grab_bdev_for_ioctl(struct mapped_device *md,
 414                                   struct block_device **bdev,
 415                                   fmode_t *mode)
 416 {
 417         struct dm_target *tgt;
 418         struct dm_table *map;
 419         int srcu_idx, r;
 420
 421 retry:
 422         r = -ENOTTY;
 423         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
 424         if (!map || !dm_table_get_size(map))
 425                 goto out;
 426
 427         /* We only support devices that have a single target */
 428         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
 429                 goto out;
 430
 431         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
 432         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
 433                 goto out;
 434
 435         if (dm_suspended_md(md)) {
 436                 r = -EAGAIN;
 437                 goto out;
 438         }
 439
 440         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev, mode);
 441         if (r < 0)
 442                 goto out;
 443
 444         bdgrab(*bdev);
 445         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 446         return r;
 447
 448 out:
 449         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 450         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
 451                 msleep(10);
 452                 goto retry;
 453         }
 454         return r;
 455 }
 456
 457 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 458                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
 459 {
 460         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 461         int r;
 462
 463         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
 464         if (r < 0)
 465                 return r;
 466
 467         if (r > 0) {
 468                 /*
 469                  * Target determined this ioctl is being issued against
 470                  * a logical partition of the parent bdev; so extra
 471                  * validation is needed.
 472                  */
 473                 r = scsi_verify_blk_ioctl(NULL, cmd);
 474                 if (r)
 475                         goto out;
 476         }
 477
 478         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
 479 out:
 480         bdput(bdev);
 481         return r;
 482 }
 483
 484 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
 485 {
 486         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
 487 }
 488
 489 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
 490 {
 491         mempool_free(io, md->io_pool);
 492 }
 493
 494 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
 495 {
 496         bio_put(&tio->clone);
 497 }
 498
 499 int md_in_flight(struct mapped_device *md)
 500 {
 501         return atomic_read(&md->pending[READ]) +
 502                atomic_read(&md->pending[WRITE]);
 503 }
 504
 505 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
 506 {
 507         struct mapped_device *md = io->md;
 508         struct bio *bio = io->bio;
 509         int cpu;
 510         int rw = bio_data_dir(bio);
 511
 512         io->start_time = jiffies;
 513
 514         cpu = part_stat_lock();
 515         part_round_stats(cpu, &dm_disk(md)->part0);
 516         part_stat_unlock();
 517         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw],
 518                 atomic_inc_return(&md->pending[rw]));
 519
 520         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 521                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 522                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 523                                     false, 0, &io->stats_aux);
 524 }
 525
 526 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
 527 {
 528         struct mapped_device *md = io->md;
 529         struct bio *bio = io->bio;
 530         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
 531         int pending;
 532         int rw = bio_data_dir(bio);
 533
 534         generic_end_io_acct(rw, &dm_disk(md)->part0, io->start_time);
 535
 536         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 537                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 538                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 539                                     true, duration, &io->stats_aux);
 540
 541         /*
 542          * After this is decremented the bio must not be touched if it is
 543          * a flush.
 544          */
 545         pending = atomic_dec_return(&md->pending[rw]);
 546         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw], pending);
 547         pending += atomic_read(&md->pending[rw^0x1]);
 548
 549         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
 550         if (!pending)
 551                 wake_up(&md->wait);
 552 }
 553
 554 /*
 555  * Add the bio to the list of deferred io.
 556  */
 557 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 558 {
 559         unsigned long flags;
 560
 561         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 562         bio_list_add(&md->deferred, bio);
 563         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 564         queue_work(md->wq, &md->work);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Everyone (including functions in this file), should use this
 569  * function to access the md->map field, and make sure they call
 570  * dm_put_live_table() when finished.
 571  */
 572 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
 573 {
 574         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
 575
 576         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
 577 }
 578
 579 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
 580 {
 581         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
 582 }
 583
 584 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
 585 {
 586         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
 587         synchronize_rcu_expedited();
 588 }
 589
 590 /*
 591  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
 592  * The caller must not block between these two functions.
 593  */
 594 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
 595 {
 596         rcu_read_lock();
 597         return rcu_dereference(md->map);
 598 }
 599
 600 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
 601 {
 602         rcu_read_unlock();
 603 }
 604
 605 /*
 606  * Open a table device so we can use it as a map destination.
 607  */
 608 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
 609                              struct mapped_device *md)
 610 {
 611         static char *_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
 612         struct block_device *bdev;
 613
 614         int r;
 615
 616         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
 617
 618         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _claim_ptr);
 619         if (IS_ERR(bdev))
 620                 return PTR_ERR(bdev);
 621
 622         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
 623         if (r) {
 624                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 625                 return r;
 626         }
 627
 628         td->dm_dev.bdev = bdev;
 629         return 0;
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Close a table device that we've been using.
 634  */
 635 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
 636 {
 637         if (!td->dm_dev.bdev)
 638                 return;
 639
 640         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
 641         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 642         td->dm_dev.bdev = NULL;
 643 }
 644
 645 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
 646                                               fmode_t mode) {
 647         struct table_device *td;
 648
 649         list_for_each_entry(td, l, list)
 650                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
 651                         return td;
 652
 653         return NULL;
 654 }
 655
 656 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
 657                         struct dm_dev **result) {
 658         int r;
 659         struct table_device *td;
 660
 661         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 662         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
 663         if (!td) {
 664                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
 665                 if (!td) {
 666                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 667                         return -ENOMEM;
 668                 }
 669
 670                 td->dm_dev.mode = mode;
 671                 td->dm_dev.bdev = NULL;
 672
 673                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
 674                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 675                         kfree(td);
 676                         return r;
 677                 }
 678
 679                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
 680
 681                 atomic_set(&td->count, 0);
 682                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
 683         }
 684         atomic_inc(&td->count);
 685         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 686
 687         *result = &td->dm_dev;
 688         return 0;
 689 }
 690 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
 691
 692 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
 693 {
 694         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
 695
 696         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 697         if (atomic_dec_and_test(&td->count)) {
 698                 close_table_device(td, md);
 699                 list_del(&td->list);
 700                 kfree(td);
 701         }
 702         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 703 }
 704 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
 705
 706 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
 707 {
 708         struct list_head *tmp, *next;
 709
 710         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
 711                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
 712
 713                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
 714                        td->dm_dev.name, atomic_read(&td->count));
 715                 kfree(td);
 716         }
 717 }
 718
 719 /*
 720  * Get the geometry associated with a dm device
 721  */
 722 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 723 {
 724         *geo = md->geometry;
 725
 726         return 0;
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Set the geometry of a device.
 731  */
 732 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 733 {
 734         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
 735
 736         if (geo->start > sz) {
 737                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
 738                 return -EINVAL;
 739         }
 740
 741         md->geometry = *geo;
 742
 743         return 0;
 744 }
 745
 746 /*-----------------------------------------------------------------
 747  * CRUD START:
 748  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
 749  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
 750  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
 751  *   interests of getting something for people to use I give
 752  *   you this clearly demarcated crap.
 753  *---------------------------------------------------------------*/
 754
 755 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
 756 {
 757         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
 758 }
 759
 760 /*
 761  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
 762  * cloned into, completing the original io if necc.
 763  */
 764 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
 765 {
 766         unsigned long flags;
 767         int io_error;
 768         struct bio *bio;
 769         struct mapped_device *md = io->md;
 770
 771         /* Push-back supersedes any I/O errors */
 772         if (unlikely(error)) {
 773                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
 774                 if (!(io->error > 0 && __noflush_suspending(md)))
 775                         io->error = error;
 776                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
 777         }
 778
 779         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
 780                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
 781                         /*
 782                          * Target requested pushing back the I/O.
 783                          */
 784                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 785                         if (__noflush_suspending(md))
 786                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->bio);
 787                         else
 788                                 /* noflush suspend was interrupted. */
 789                                 io->error = -EIO;
 790                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 791                 }
 792
 793                 io_error = io->error;
 794                 bio = io->bio;
 795                 end_io_acct(io);
 796                 free_io(md, io);
 797
 798                 if (io_error == DM_ENDIO_REQUEUE)
 799                         return;
 800
 801                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
 802                         /*
 803                          * Preflush done for flush with data, reissue
 804                          * without REQ_PREFLUSH.
 805                          */
 806                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
 807                         queue_io(md, bio);
 808                 } else {
 809                         /* done with normal IO or empty flush */
 810                         trace_block_bio_complete(md->queue, bio, io_error);
 811                         bio->bi_error = io_error;
 812                         bio_endio(bio);
 813                 }
 814         }
 815 }
 816
 817 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
 818 {
 819         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 820
 821         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
 822         limits->max_write_same_sectors = 0;
 823 }
 824
 825 static void clone_endio(struct bio *bio)
 826 {
 827         int error = bio->bi_error;
 828         int r = error;
 829         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 830         struct dm_io *io = tio->io;
 831         struct mapped_device *md = tio->io->md;
 832         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
 833
 834         if (endio) {
 835                 r = endio(tio->ti, bio, error);
 836                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
 837                         /*
 838                          * error and requeue request are handled
 839                          * in dec_pending().
 840                          */
 841                         error = r;
 842                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
 843                         /* The target will handle the io */
 844                         return;
 845                 else if (r) {
 846                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
 847                         BUG();
 848                 }
 849         }
 850
 851         if (unlikely(r == -EREMOTEIO && (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME) &&
 852                      !bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->limits.max_write_same_sectors))
 853                 disable_write_same(md);
 854
 855         free_tio(tio);
 856         dec_pending(io, error);
 857 }
 858
 859 /*
 860  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
 861  * target boundary.
 862  */
 863 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
 864 {
 865         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
 866
 867         return ti->len - target_offset;
 868 }
 869
 870 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
 871 {
 872         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
 873         sector_t offset, max_len;
 874
 875         /*
 876          * Does the target need to split even further?
 877          */
 878         if (ti->max_io_len) {
 879                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
 880                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
 881                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
 882                 else
 883                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
 884                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
 885
 886                 if (len > max_len)
 887                         len = max_len;
 888         }
 889
 890         return len;
 891 }
 892
 893 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
 894 {
 895         if (len > UINT_MAX) {
 896                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
 897                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
 898                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
 899                 return -EINVAL;
 900         }
 901
 902         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
 903
 904         return 0;
 905 }
 906 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
 907
 908 static long dm_blk_direct_access(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 909                                  void **kaddr, pfn_t *pfn, long size)
 910 {
 911         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 912         struct dm_table *map;
 913         struct dm_target *ti;
 914         int srcu_idx;
 915         long len, ret = -EIO;
 916
 917         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
 918         if (!map)
 919                 goto out;
 920
 921         ti = dm_table_find_target(map, sector);
 922         if (!dm_target_is_valid(ti))
 923                 goto out;
 924
 925         len = max_io_len(sector, ti) << SECTOR_SHIFT;
 926         size = min(len, size);
 927
 928         if (ti->type->direct_access)
 929                 ret = ti->type->direct_access(ti, sector, kaddr, pfn, size);
 930 out:
 931         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 932         return min(ret, size);
 933 }
 934
 935 /*
 936  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
 937  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH.
 938  *
 939  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
 940  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
 941  * sent in a next bio.
 942  *
 943  * A diagram that explains the arithmetics:
 944  * +--------------------+---------------+-------+
 945  * |         1          |       2       |   3   |
 946  * +--------------------+---------------+-------+
 947  *
 948  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
 949  *                      <------- bi_size ------->
 950  *                      <-- n_sectors -->
 951  *
 952  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
 953  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
 954  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
 955  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
 956  *       to make it empty)
 957  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
 958  *
 959  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
 960  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
 961  * copies of the bio.
 962  */
 963 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
 964 {
 965         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 966         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
 967         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
 968         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
 969         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
 970         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
 971         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
 972 }
 973 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
 974
 975 static void __map_bio(struct dm_target_io *tio)
 976 {
 977         int r;
 978         sector_t sector;
 979         struct bio *clone = &tio->clone;
 980         struct dm_target *ti = tio->ti;
 981
 982         clone->bi_end_io = clone_endio;
 983
 984         /*
 985          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
 986          * anything, the target has assumed ownership of
 987          * this io.
 988          */
 989         atomic_inc(&tio->io->io_count);
 990         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
 991         r = ti->type->map(ti, clone);
 992         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
 993                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
 994
 995                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
 996                                       tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector);
 997
 998                 generic_make_request(clone);
 999         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
1000                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
1001                 dec_pending(tio->io, r);
1002                 free_tio(tio);
1003         } else if (r != DM_MAPIO_SUBMITTED) {
1004                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1005                 BUG();
1006         }
1007 }
1008
1009 struct clone_info {
1010         struct mapped_device *md;
1011         struct dm_table *map;
1012         struct bio *bio;
1013         struct dm_io *io;
1014         sector_t sector;
1015         unsigned sector_count;
1016 };
1017
1018 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1019 {
1020         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1021         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1026  */
1027 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1028                      sector_t sector, unsigned len)
1029 {
1030         struct bio *clone = &tio->clone;
1031
1032         __bio_clone_fast(clone, bio);
1033
1034         if (bio_integrity(bio)) {
1035                 int r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1036                 if (r < 0)
1037                         return r;
1038         }
1039
1040         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1041         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1042
1043         if (bio_integrity(bio))
1044                 bio_integrity_trim(clone, 0, len);
1045
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci,
1050                                       struct dm_target *ti,
1051                                       unsigned target_bio_nr)
1052 {
1053         struct dm_target_io *tio;
1054         struct bio *clone;
1055
1056         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, ci->md->bs);
1057         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
1058
1059         tio->io = ci->io;
1060         tio->ti = ti;
1061         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
1062
1063         return tio;
1064 }
1065
1066 static void __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1067                                        struct dm_target *ti,
1068                                        unsigned target_bio_nr, unsigned *len)
1069 {
1070         struct dm_target_io *tio = alloc_tio(ci, ti, target_bio_nr);
1071         struct bio *clone = &tio->clone;
1072
1073         tio->len_ptr = len;
1074
1075         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1076         if (len)
1077                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1078
1079         __map_bio(tio);
1080 }
1081
1082 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1083                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1084 {
1085         unsigned target_bio_nr;
1086
1087         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_bios; target_bio_nr++)
1088                 __clone_and_map_simple_bio(ci, ti, target_bio_nr, len);
1089 }
1090
1091 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1092 {
1093         unsigned target_nr = 0;
1094         struct dm_target *ti;
1095
1096         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1097         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1098                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1099
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1104                                      sector_t sector, unsigned *len)
1105 {
1106         struct bio *bio = ci->bio;
1107         struct dm_target_io *tio;
1108         unsigned target_bio_nr;
1109         unsigned num_target_bios = 1;
1110         int r = 0;
1111
1112         /*
1113          * Does the target want to receive duplicate copies of the bio?
1114          */
1115         if (bio_data_dir(bio) == WRITE && ti->num_write_bios)
1116                 num_target_bios = ti->num_write_bios(ti, bio);
1117
1118         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_target_bios; target_bio_nr++) {
1119                 tio = alloc_tio(ci, ti, target_bio_nr);
1120                 tio->len_ptr = len;
1121                 r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1122                 if (r < 0) {
1123                         free_tio(tio);
1124                         break;
1125                 }
1126                 __map_bio(tio);
1127         }
1128
1129         return r;
1130 }
1131
1132 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1133
1134 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1135 {
1136         return ti->num_discard_bios;
1137 }
1138
1139 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1140 {
1141         return ti->num_write_same_bios;
1142 }
1143
1144 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1145
1146 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1147 {
1148         return ti->split_discard_bios;
1149 }
1150
1151 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci,
1152                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1153                                        is_split_required_fn is_split_required)
1154 {
1155         struct dm_target *ti;
1156         unsigned len;
1157         unsigned num_bios;
1158
1159         do {
1160                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1161                 if (!dm_target_is_valid(ti))
1162                         return -EIO;
1163
1164                 /*
1165                  * Even though the device advertised support for this type of
1166                  * request, that does not mean every target supports it, and
1167                  * reconfiguration might also have changed that since the
1168                  * check was performed.
1169                  */
1170                 num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1171                 if (!num_bios)
1172                         return -EOPNOTSUPP;
1173
1174                 if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1175                         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1176                 else
1177                         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1178
1179                 __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1180
1181                 ci->sector += len;
1182         } while (ci->sector_count -= len);
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static int __send_discard(struct clone_info *ci)
1188 {
1189         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_discard_bios,
1190                                            is_split_required_for_discard);
1191 }
1192
1193 static int __send_write_same(struct clone_info *ci)
1194 {
1195         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_write_same_bios, NULL);
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1200  */
1201 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1202 {
1203         struct bio *bio = ci->bio;
1204         struct dm_target *ti;
1205         unsigned len;
1206         int r;
1207
1208         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD))
1209                 return __send_discard(ci);
1210         else if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1211                 return __send_write_same(ci);
1212
1213         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1214         if (!dm_target_is_valid(ti))
1215                 return -EIO;
1216
1217         len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti), ci->sector_count);
1218
1219         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1220         if (r < 0)
1221                 return r;
1222
1223         ci->sector += len;
1224         ci->sector_count -= len;
1225
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1231  */
1232 static void __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1233                                     struct dm_table *map, struct bio *bio)
1234 {
1235         struct clone_info ci;
1236         int error = 0;
1237
1238         if (unlikely(!map)) {
1239                 bio_io_error(bio);
1240                 return;
1241         }
1242
1243         ci.map = map;
1244         ci.md = md;
1245         ci.io = alloc_io(md);
1246         ci.io->error = 0;
1247         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
1248         ci.io->bio = bio;
1249         ci.io->md = md;
1250         spin_lock_init(&ci.io->endio_lock);
1251         ci.sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1252
1253         start_io_acct(ci.io);
1254
1255         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1256                 ci.bio = &ci.md->flush_bio;
1257                 ci.sector_count = 0;
1258                 error = __send_empty_flush(&ci);
1259                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1260         } else {
1261                 ci.bio = bio;
1262                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1263                 while (ci.sector_count && !error)
1264                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1265         }
1266
1267         /* drop the extra reference count */
1268         dec_pending(ci.io, error);
1269 }
1270 /*-----------------------------------------------------------------
1271  * CRUD END
1272  *---------------------------------------------------------------*/
1273
1274 /*
1275  * The request function that just remaps the bio built up by
1276  * dm_merge_bvec.
1277  */
1278 static blk_qc_t dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1279 {
1280         int rw = bio_data_dir(bio);
1281         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1282         int srcu_idx;
1283         struct dm_table *map;
1284
1285         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1286
1287         generic_start_io_acct(rw, bio_sectors(bio), &dm_disk(md)->part0);
1288
1289         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1290         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1291                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1292
1293                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1294                         queue_io(md, bio);
1295                 else
1296                         bio_io_error(bio);
1297                 return BLK_QC_T_NONE;
1298         }
1299
1300         __split_and_process_bio(md, map, bio);
1301         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1302         return BLK_QC_T_NONE;
1303 }
1304
1305 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1306 {
1307         int r = bdi_bits;
1308         struct mapped_device *md = congested_data;
1309         struct dm_table *map;
1310
1311         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1312                 if (dm_request_based(md)) {
1313                         /*
1314                          * With request-based DM we only need to check the
1315                          * top-level queue for congestion.
1316                          */
1317                         r = md->queue->backing_dev_info.wb.state & bdi_bits;
1318                 } else {
1319                         map = dm_get_live_table_fast(md);
1320                         if (map)
1321                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1322                         dm_put_live_table_fast(md);
1323                 }
1324         }
1325
1326         return r;
1327 }
1328
1329 /*-----------------------------------------------------------------
1330  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1331  *---------------------------------------------------------------*/
1332 static void free_minor(int minor)
1333 {
1334         spin_lock(&_minor_lock);
1335         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1336         spin_unlock(&_minor_lock);
1337 }
1338
1339 /*
1340  * See if the device with a specific minor # is free.
1341  */
1342 static int specific_minor(int minor)
1343 {
1344         int r;
1345
1346         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1347                 return -EINVAL;
1348
1349         idr_preload(GFP_KERNEL);
1350         spin_lock(&_minor_lock);
1351
1352         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1353
1354         spin_unlock(&_minor_lock);
1355         idr_preload_end();
1356         if (r < 0)
1357                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1358         return 0;
1359 }
1360
1361 static int next_free_minor(int *minor)
1362 {
1363         int r;
1364
1365         idr_preload(GFP_KERNEL);
1366         spin_lock(&_minor_lock);
1367
1368         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1369
1370         spin_unlock(&_minor_lock);
1371         idr_preload_end();
1372         if (r < 0)
1373                 return r;
1374         *minor = r;
1375         return 0;
1376 }
1377
1378 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1379
1380 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1381
1382 void dm_init_md_queue(struct mapped_device *md)
1383 {
1384         /*
1385          * Request-based dm devices cannot be stacked on top of bio-based dm
1386          * devices.  The type of this dm device may not have been decided yet.
1387          * The type is decided at the first table loading time.
1388          * To prevent problematic device stacking, clear the queue flag
1389          * for request stacking support until then.
1390          *
1391          * This queue is new, so no concurrency on the queue_flags.
1392          */
1393         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_STACKABLE, md->queue);
1394
1395         /*
1396          * Initialize data that will only be used by a non-blk-mq DM queue
1397          * - must do so here (in alloc_dev callchain) before queue is used
1398          */
1399         md->queue->queuedata = md;
1400         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1401 }
1402
1403 void dm_init_normal_md_queue(struct mapped_device *md)
1404 {
1405         md->use_blk_mq = false;
1406         dm_init_md_queue(md);
1407
1408         /*
1409          * Initialize aspects of queue that aren't relevant for blk-mq
1410          */
1411         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1412         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1413 }
1414
1415 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1416 {
1417         if (md->wq)
1418                 destroy_workqueue(md->wq);
1419         if (md->kworker_task)
1420                 kthread_stop(md->kworker_task);
1421         mempool_destroy(md->io_pool);
1422         mempool_destroy(md->rq_pool);
1423         if (md->bs)
1424                 bioset_free(md->bs);
1425
1426         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1427
1428         if (md->disk) {
1429                 spin_lock(&_minor_lock);
1430                 md->disk->private_data = NULL;
1431                 spin_unlock(&_minor_lock);
1432                 del_gendisk(md->disk);
1433                 put_disk(md->disk);
1434         }
1435
1436         if (md->queue)
1437                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1438
1439         if (md->bdev) {
1440                 bdput(md->bdev);
1441                 md->bdev = NULL;
1442         }
1443
1444         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1449  */
1450 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1451 {
1452         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1453         struct mapped_device *md;
1454         void *old_md;
1455
1456         md = kzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1457         if (!md) {
1458                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1459                 return NULL;
1460         }
1461
1462         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1463                 goto bad_module_get;
1464
1465         /* get a minor number for the dev */
1466         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1467                 r = next_free_minor(&minor);
1468         else
1469                 r = specific_minor(minor);
1470         if (r < 0)
1471                 goto bad_minor;
1472
1473         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1474         if (r < 0)
1475                 goto bad_io_barrier;
1476
1477         md->numa_node_id = numa_node_id;
1478         md->use_blk_mq = dm_use_blk_mq_default();
1479         md->init_tio_pdu = false;
1480         md->type = DM_TYPE_NONE;
1481         mutex_init(&md->suspend_lock);
1482         mutex_init(&md->type_lock);
1483         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1484         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1485         atomic_set(&md->holders, 1);
1486         atomic_set(&md->open_count, 0);
1487         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1488         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1489         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1490         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1491         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1492
1493         md->queue = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, numa_node_id);
1494         if (!md->queue)
1495                 goto bad;
1496
1497         dm_init_md_queue(md);
1498
1499         md->disk = alloc_disk_node(1, numa_node_id);
1500         if (!md->disk)
1501                 goto bad;
1502
1503         atomic_set(&md->pending[0], 0);
1504         atomic_set(&md->pending[1], 0);
1505         init_waitqueue_head(&md->wait);
1506         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1507         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1508         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1509         md->kworker_task = NULL;
1510
1511         md->disk->major = _major;
1512         md->disk->first_minor = minor;
1513         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1514         md->disk->queue = md->queue;
1515         md->disk->private_data = md;
1516         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1517         add_disk(md->disk);
1518         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1519
1520         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1521         if (!md->wq)
1522                 goto bad;
1523
1524         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1525         if (!md->bdev)
1526                 goto bad;
1527
1528         bio_init(&md->flush_bio);
1529         md->flush_bio.bi_bdev = md->bdev;
1530         bio_set_op_attrs(&md->flush_bio, REQ_OP_WRITE, WRITE_FLUSH);
1531
1532         dm_stats_init(&md->stats);
1533
1534         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1535         spin_lock(&_minor_lock);
1536         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1537         spin_unlock(&_minor_lock);
1538
1539         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1540
1541         return md;
1542
1543 bad:
1544         cleanup_mapped_device(md);
1545 bad_io_barrier:
1546         free_minor(minor);
1547 bad_minor:
1548         module_put(THIS_MODULE);
1549 bad_module_get:
1550         kfree(md);
1551         return NULL;
1552 }
1553
1554 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1555
1556 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1557 {
1558         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
1559
1560         unlock_fs(md);
1561
1562         cleanup_mapped_device(md);
1563
1564         free_table_devices(&md->table_devices);
1565         dm_stats_cleanup(&md->stats);
1566         free_minor(minor);
1567
1568         module_put(THIS_MODULE);
1569         kfree(md);
1570 }
1571
1572 static void __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1573 {
1574         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
1575
1576         if (md->bs) {
1577                 /* The md already has necessary mempools. */
1578                 if (dm_table_bio_based(t)) {
1579                         /*
1580                          * Reload bioset because front_pad may have changed
1581                          * because a different table was loaded.
1582                          */
1583                         bioset_free(md->bs);
1584                         md->bs = p->bs;
1585                         p->bs = NULL;
1586                 }
1587                 /*
1588                  * There's no need to reload with request-based dm
1589                  * because the size of front_pad doesn't change.
1590                  * Note for future: If you are to reload bioset,
1591                  * prep-ed requests in the queue may refer
1592                  * to bio from the old bioset, so you must walk
1593                  * through the queue to unprep.
1594                  */
1595                 goto out;
1596         }
1597
1598         BUG_ON(!p || md->io_pool || md->rq_pool || md->bs);
1599
1600         md->io_pool = p->io_pool;
1601         p->io_pool = NULL;
1602         md->rq_pool = p->rq_pool;
1603         p->rq_pool = NULL;
1604         md->bs = p->bs;
1605         p->bs = NULL;
1606
1607 out:
1608         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
1609         dm_table_free_md_mempools(t);
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Bind a table to the device.
1614  */
1615 static void event_callback(void *context)
1616 {
1617         unsigned long flags;
1618         LIST_HEAD(uevents);
1619         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1620
1621         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
1622         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
1623         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
1624
1625         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
1626
1627         atomic_inc(&md->event_nr);
1628         wake_up(&md->eventq);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
1633  */
1634 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1635 {
1636         set_capacity(md->disk, size);
1637
1638         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Returns old map, which caller must destroy.
1643  */
1644 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
1645                                struct queue_limits *limits)
1646 {
1647         struct dm_table *old_map;
1648         struct request_queue *q = md->queue;
1649         sector_t size;
1650
1651         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
1652
1653         size = dm_table_get_size(t);
1654
1655         /*
1656          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1657          */
1658         if (size != dm_get_size(md))
1659                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1660
1661         __set_size(md, size);
1662
1663         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1664
1665         /*
1666          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
1667          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
1668          * I/O mapping before resume.
1669          * This must be done before setting the queue restrictions,
1670          * because request-based dm may be run just after the setting.
1671          */
1672         if (dm_table_request_based(t)) {
1673                 dm_stop_queue(q);
1674                 /*
1675                  * Leverage the fact that request-based DM targets are
1676                  * immutable singletons and establish md->immutable_target
1677                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq
1678                  */
1679                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
1680         }
1681
1682         __bind_mempools(md, t);
1683
1684         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
1685         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
1686         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
1687
1688         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
1689         if (old_map)
1690                 dm_sync_table(md);
1691
1692         return old_map;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Returns unbound table for the caller to free.
1697  */
1698 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
1699 {
1700         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
1701
1702         if (!map)
1703                 return NULL;
1704
1705         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1706         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
1707         dm_sync_table(md);
1708
1709         return map;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Constructor for a new device.
1714  */
1715 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1716 {
1717         struct mapped_device *md;
1718
1719         md = alloc_dev(minor);
1720         if (!md)
1721                 return -ENXIO;
1722
1723         dm_sysfs_init(md);
1724
1725         *result = md;
1726         return 0;
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Functions to manage md->type.
1731  * All are required to hold md->type_lock.
1732  */
1733 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
1734 {
1735         mutex_lock(&md->type_lock);
1736 }
1737
1738 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
1739 {
1740         mutex_unlock(&md->type_lock);
1741 }
1742
1743 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, unsigned type)
1744 {
1745         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
1746         md->type = type;
1747 }
1748
1749 unsigned dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
1750 {
1751         return md->type;
1752 }
1753
1754 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
1755 {
1756         return md->immutable_target_type;
1757 }
1758
1759 /*
1760  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
1761  * count on 'md'.
1762  */
1763 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
1764 {
1765         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
1766         return &md->queue->limits;
1767 }
1768 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
1769
1770 /*
1771  * Setup the DM device's queue based on md's type
1772  */
1773 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1774 {
1775         int r;
1776         unsigned type = dm_get_md_type(md);
1777
1778         switch (type) {
1779         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
1780                 r = dm_old_init_request_queue(md);
1781                 if (r) {
1782                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based mapped device");
1783                         return r;
1784                 }
1785                 break;
1786         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
1787                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
1788                 if (r) {
1789                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
1790                         return r;
1791                 }
1792                 break;
1793         case DM_TYPE_BIO_BASED:
1794         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
1795                 dm_init_normal_md_queue(md);
1796                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request);
1797                 /*
1798                  * DM handles splitting bios as needed.  Free the bio_split bioset
1799                  * since it won't be used (saves 1 process per bio-based DM device).
1800                  */
1801                 bioset_free(md->queue->bio_split);
1802                 md->queue->bio_split = NULL;
1803
1804                 if (type == DM_TYPE_DAX_BIO_BASED)
1805                         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DAX, md->queue);
1806                 break;
1807         }
1808
1809         return 0;
1810 }
1811
1812 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1813 {
1814         struct mapped_device *md;
1815         unsigned minor = MINOR(dev);
1816
1817         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1818                 return NULL;
1819
1820         spin_lock(&_minor_lock);
1821
1822         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1823         if (md) {
1824                 if ((md == MINOR_ALLOCED ||
1825                      (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
1826                      dm_deleting_md(md) ||
1827                      test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1828                         md = NULL;
1829                         goto out;
1830                 }
1831                 dm_get(md);
1832         }
1833
1834 out:
1835         spin_unlock(&_minor_lock);
1836
1837         return md;
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
1840
1841 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1842 {
1843         return md->interface_ptr;
1844 }
1845
1846 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1847 {
1848         md->interface_ptr = ptr;
1849 }
1850
1851 void dm_get(struct mapped_device *md)
1852 {
1853         atomic_inc(&md->holders);
1854         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1855 }
1856
1857 int dm_hold(struct mapped_device *md)
1858 {
1859         spin_lock(&_minor_lock);
1860         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
1861                 spin_unlock(&_minor_lock);
1862                 return -EBUSY;
1863         }
1864         dm_get(md);
1865         spin_unlock(&_minor_lock);
1866         return 0;
1867 }
1868 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
1869
1870 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1871 {
1872         return md->name;
1873 }
1874 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1875
1876 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
1877 {
1878         struct request_queue *q = dm_get_md_queue(md);
1879         struct dm_table *map;
1880         int srcu_idx;
1881
1882         might_sleep();
1883
1884         spin_lock(&_minor_lock);
1885         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
1886         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1887         spin_unlock(&_minor_lock);
1888
1889         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1890         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
1891         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1892
1893         if (dm_request_based(md) && md->kworker_task)
1894                 flush_kthread_worker(&md->kworker);
1895
1896         /*
1897          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
1898          * do not race with internal suspend.
1899          */
1900         mutex_lock(&md->suspend_lock);
1901         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1902         if (!dm_suspended_md(md)) {
1903                 dm_table_presuspend_targets(map);
1904                 dm_table_postsuspend_targets(map);
1905         }
1906         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
1907         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1908         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
1909
1910         /*
1911          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
1912          * for example.  Wait for all references to disappear.
1913          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
1914          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
1915          */
1916         if (wait)
1917                 while (atomic_read(&md->holders))
1918                         msleep(1);
1919         else if (atomic_read(&md->holders))
1920                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
1921                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
1922
1923         dm_sysfs_exit(md);
1924         dm_table_destroy(__unbind(md));
1925         free_dev(md);
1926 }
1927
1928 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
1929 {
1930         __dm_destroy(md, true);
1931 }
1932
1933 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
1934 {
1935         __dm_destroy(md, false);
1936 }
1937
1938 void dm_put(struct mapped_device *md)
1939 {
1940         atomic_dec(&md->holders);
1941 }
1942 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
1943
1944 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
1945 {
1946         int r = 0;
1947         DEFINE_WAIT(wait);
1948
1949         while (1) {
1950                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
1951
1952                 if (!md_in_flight(md))
1953                         break;
1954
1955                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
1956                         r = -EINTR;
1957                         break;
1958                 }
1959
1960                 io_schedule();
1961         }
1962         finish_wait(&md->wait, &wait);
1963
1964         return r;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Process the deferred bios
1969  */
1970 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
1971 {
1972         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
1973                                                 work);
1974         struct bio *c;
1975         int srcu_idx;
1976         struct dm_table *map;
1977
1978         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1979
1980         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1981                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
1982                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
1983                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
1984
1985                 if (!c)
1986                         break;
1987
1988                 if (dm_request_based(md))
1989                         generic_make_request(c);
1990                 else
1991                         __split_and_process_bio(md, map, c);
1992         }
1993
1994         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1995 }
1996
1997 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
1998 {
1999         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2000         smp_mb__after_atomic();
2001         queue_work(md->wq, &md->work);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2006  */
2007 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2008 {
2009         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2010         struct queue_limits limits;
2011         int r;
2012
2013         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2014
2015         /* device must be suspended */
2016         if (!dm_suspended_md(md))
2017                 goto out;
2018
2019         /*
2020          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2021          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2022          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2023          * reappear.
2024          */
2025         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2026                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2027                 if (live_map)
2028                         limits = md->queue->limits;
2029                 dm_put_live_table_fast(md);
2030         }
2031
2032         if (!live_map) {
2033                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2034                 if (r) {
2035                         map = ERR_PTR(r);
2036                         goto out;
2037                 }
2038         }
2039
2040         map = __bind(md, table, &limits);
2041
2042 out:
2043         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2044         return map;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2049  * device.
2050  */
2051 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2052 {
2053         int r;
2054
2055         WARN_ON(md->frozen_sb);
2056
2057         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2058         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2059                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2060                 md->frozen_sb = NULL;
2061                 return r;
2062         }
2063
2064         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2065
2066         return 0;
2067 }
2068
2069 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2070 {
2071         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2072                 return;
2073
2074         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2075         md->frozen_sb = NULL;
2076         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2077 }
2078
2079 /*
2080  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2081  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2082  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2083  *
2084  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2085  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2086  * are being added to md->deferred list.
2087  *
2088  * Caller must hold md->suspend_lock
2089  */
2090 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2091                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2092                         int dmf_suspended_flag)
2093 {
2094         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2095         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2096         int r;
2097
2098         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2099
2100         /*
2101          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2102          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2103          */
2104         if (noflush)
2105                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2106
2107         /*
2108          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2109          * provide the .presuspend_undo hook.
2110          */
2111         dm_table_presuspend_targets(map);
2112
2113         /*
2114          * Flush I/O to the device.
2115          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2116          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2117          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2118          */
2119         if (!noflush && do_lockfs) {
2120                 r = lock_fs(md);
2121                 if (r) {
2122                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2123                         return r;
2124                 }
2125         }
2126
2127         /*
2128          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2129          * to target drivers i.e. no one may be executing
2130          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2131          * dm_wq_work.
2132          *
2133          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2134          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2135          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2136          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2137          * flush_workqueue(md->wq).
2138          */
2139         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2140         if (map)
2141                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2142
2143         /*
2144          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2145          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2146          */
2147         if (dm_request_based(md)) {
2148                 dm_stop_queue(md->queue);
2149                 if (md->kworker_task)
2150                         flush_kthread_worker(&md->kworker);
2151         }
2152
2153         flush_workqueue(md->wq);
2154
2155         /*
2156          * At this point no more requests are entering target request routines.
2157          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2158          * to finish.
2159          */
2160         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2161         if (!r)
2162                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2163
2164         if (noflush)
2165                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2166         if (map)
2167                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2168
2169         /* were we interrupted ? */
2170         if (r < 0) {
2171                 dm_queue_flush(md);
2172
2173                 if (dm_request_based(md))
2174                         dm_start_queue(md->queue);
2175
2176                 unlock_fs(md);
2177                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2178                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2179         }
2180
2181         return r;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2186  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2187  * the background.  Before the table can be swapped with
2188  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2189  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2190  */
2191 /*
2192  * Suspend mechanism in request-based dm.
2193  *
2194  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2195  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2196  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2197  *
2198  * To abort suspend, start the request_queue.
2199  */
2200 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2201 {
2202         struct dm_table *map = NULL;
2203         int r = 0;
2204
2205 retry:
2206         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2207
2208         if (dm_suspended_md(md)) {
2209                 r = -EINVAL;
2210                 goto out_unlock;
2211         }
2212
2213         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2214                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2215                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2216                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2217                 if (r)
2218                         return r;
2219                 goto retry;
2220         }
2221
2222         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2223
2224         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2225         if (r)
2226                 goto out_unlock;
2227
2228         dm_table_postsuspend_targets(map);
2229
2230 out_unlock:
2231         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2232         return r;
2233 }
2234
2235 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2236 {
2237         if (map) {
2238                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2239                 if (r)
2240                         return r;
2241         }
2242
2243         dm_queue_flush(md);
2244
2245         /*
2246          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2247          * so that mapping of targets can work correctly.
2248          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2249          */
2250         if (dm_request_based(md))
2251                 dm_start_queue(md->queue);
2252
2253         unlock_fs(md);
2254
2255         return 0;
2256 }
2257
2258 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2259 {
2260         int r;
2261         struct dm_table *map = NULL;
2262
2263 retry:
2264         r = -EINVAL;
2265         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2266
2267         if (!dm_suspended_md(md))
2268                 goto out;
2269
2270         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2271                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2272                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2273                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2274                 if (r)
2275                         return r;
2276                 goto retry;
2277         }
2278
2279         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2280         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2281                 goto out;
2282
2283         r = __dm_resume(md, map);
2284         if (r)
2285                 goto out;
2286
2287         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2288 out:
2289         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2290
2291         return r;
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2296  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2297  * It may be used only from the kernel.
2298  */
2299
2300 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2301 {
2302         struct dm_table *map = NULL;
2303
2304         if (md->internal_suspend_count++)
2305                 return; /* nested internal suspend */
2306
2307         if (dm_suspended_md(md)) {
2308                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2309                 return; /* nest suspend */
2310         }
2311
2312         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2313
2314         /*
2315          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2316          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2317          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2318          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2319          */
2320         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2321                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2322
2323         dm_table_postsuspend_targets(map);
2324 }
2325
2326 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2327 {
2328         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2329
2330         if (--md->internal_suspend_count)
2331                 return; /* resume from nested internal suspend */
2332
2333         if (dm_suspended_md(md))
2334                 goto done; /* resume from nested suspend */
2335
2336         /*
2337          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2338          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2339          */
2340         (void) __dm_resume(md, NULL);
2341
2342 done:
2343         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2344         smp_mb__after_atomic();
2345         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2346 }
2347
2348 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2349 {
2350         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2351         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2352         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2353 }
2354 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2355
2356 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2357 {
2358         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2359         __dm_internal_resume(md);
2360         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2361 }
2362 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2363
2364 /*
2365  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2366  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2367  */
2368
2369 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2370 {
2371         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2372         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2373                 return;
2374
2375         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2376         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2377         flush_workqueue(md->wq);
2378         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2379 }
2380 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2381
2382 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2383 {
2384         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2385                 goto done;
2386
2387         dm_queue_flush(md);
2388
2389 done:
2390         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2393
2394 /*-----------------------------------------------------------------
2395  * Event notification.
2396  *---------------------------------------------------------------*/
2397 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2398                        unsigned cookie)
2399 {
2400         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2401         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2402
2403         if (!cookie)
2404                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2405         else {
2406                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2407                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2408                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2409                                           action, envp);
2410         }
2411 }
2412
2413 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2414 {
2415         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2416 }
2417
2418 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2419 {
2420         return atomic_read(&md->event_nr);
2421 }
2422
2423 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2424 {
2425         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2426                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2427 }
2428
2429 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2430 {
2431         unsigned long flags;
2432
2433         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2434         list_add(elist, &md->uevent_list);
2435         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2440  * count on 'md'.
2441  */
2442 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2443 {
2444         return md->disk;
2445 }
2446 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2447
2448 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2449 {
2450         return &md->kobj_holder.kobj;
2451 }
2452
2453 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2454 {
2455         struct mapped_device *md;
2456
2457         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2458
2459         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
2460             dm_deleting_md(md))
2461                 return NULL;
2462
2463         dm_get(md);
2464         return md;
2465 }
2466
2467 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2468 {
2469         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2470 }
2471
2472 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2473 {
2474         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2475 }
2476
2477 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2478 {
2479         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2480 }
2481
2482 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2483 {
2484         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2485 }
2486 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2487
2488 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2489 {
2490         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2493
2494 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, unsigned type,
2495                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size)
2496 {
2497         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2498         struct kmem_cache *cachep = NULL;
2499         unsigned int pool_size = 0;
2500         unsigned int front_pad;
2501
2502         if (!pools)
2503                 return NULL;
2504
2505         switch (type) {
2506         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2507         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2508                 cachep = _io_cache;
2509                 pool_size = dm_get_reserved_bio_based_ios();
2510                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2511                 break;
2512         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2513                 cachep = _rq_tio_cache;
2514                 pool_size = dm_get_reserved_rq_based_ios();
2515                 pools->rq_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, _rq_cache);
2516                 if (!pools->rq_pool)
2517                         goto out;
2518                 /* fall through to setup remaining rq-based pools */
2519         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
2520                 if (!pool_size)
2521                         pool_size = dm_get_reserved_rq_based_ios();
2522                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2523                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2524                 break;
2525         default:
2526                 BUG();
2527         }
2528
2529         if (cachep) {
2530                 pools->io_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, cachep);
2531                 if (!pools->io_pool)
2532                         goto out;
2533         }
2534
2535         pools->bs = bioset_create_nobvec(pool_size, front_pad);
2536         if (!pools->bs)
2537                 goto out;
2538
2539         if (integrity && bioset_integrity_create(pools->bs, pool_size))
2540                 goto out;
2541
2542         return pools;
2543
2544 out:
2545         dm_free_md_mempools(pools);
2546
2547         return NULL;
2548 }
2549
2550 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2551 {
2552         if (!pools)
2553                 return;
2554
2555         mempool_destroy(pools->io_pool);
2556         mempool_destroy(pools->rq_pool);
2557
2558         if (pools->bs)
2559                 bioset_free(pools->bs);
2560
2561         kfree(pools);
2562 }
2563
2564 struct dm_pr {
2565         u64     old_key;
2566         u64     new_key;
2567         u32     flags;
2568         bool    fail_early;
2569 };
2570
2571 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
2572                       void *data)
2573 {
2574         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2575         struct dm_table *table;
2576         struct dm_target *ti;
2577         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
2578
2579         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2580         if (!table || !dm_table_get_size(table))
2581                 goto out;
2582
2583         /* We only support devices that have a single target */
2584         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
2585                 goto out;
2586         ti = dm_table_get_target(table, 0);
2587
2588         ret = -EINVAL;
2589         if (!ti->type->iterate_devices)
2590                 goto out;
2591
2592         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
2593 out:
2594         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2595         return ret;
2596 }
2597
2598 /*
2599  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
2600  */
2601 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
2602                             sector_t start, sector_t len, void *data)
2603 {
2604         struct dm_pr *pr = data;
2605         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2606
2607         if (!ops || !ops->pr_register)
2608                 return -EOPNOTSUPP;
2609         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
2610 }
2611
2612 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
2613                           u32 flags)
2614 {
2615         struct dm_pr pr = {
2616                 .old_key        = old_key,
2617                 .new_key        = new_key,
2618                 .flags          = flags,
2619                 .fail_early     = true,
2620         };
2621         int ret;
2622
2623         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
2624         if (ret && new_key) {
2625                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
2626                 pr.old_key = new_key;
2627                 pr.new_key = 0;
2628                 pr.flags = 0;
2629                 pr.fail_early = false;
2630                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
2631         }
2632
2633         return ret;
2634 }
2635
2636 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
2637                          u32 flags)
2638 {
2639         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2640         const struct pr_ops *ops;
2641         fmode_t mode;
2642         int r;
2643
2644         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2645         if (r < 0)
2646                 return r;
2647
2648         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2649         if (ops && ops->pr_reserve)
2650                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
2651         else
2652                 r = -EOPNOTSUPP;
2653
2654         bdput(bdev);
2655         return r;
2656 }
2657
2658 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
2659 {
2660         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2661         const struct pr_ops *ops;
2662         fmode_t mode;
2663         int r;
2664
2665         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2666         if (r < 0)
2667                 return r;
2668
2669         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2670         if (ops && ops->pr_release)
2671                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
2672         else
2673                 r = -EOPNOTSUPP;
2674
2675         bdput(bdev);
2676         return r;
2677 }
2678
2679 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
2680                          enum pr_type type, bool abort)
2681 {
2682         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2683         const struct pr_ops *ops;
2684         fmode_t mode;
2685         int r;
2686
2687         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2688         if (r < 0)
2689                 return r;
2690
2691         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2692         if (ops && ops->pr_preempt)
2693                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
2694         else
2695                 r = -EOPNOTSUPP;
2696
2697         bdput(bdev);
2698         return r;
2699 }
2700
2701 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
2702 {
2703         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2704         const struct pr_ops *ops;
2705         fmode_t mode;
2706         int r;
2707
2708         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2709         if (r < 0)
2710                 return r;
2711
2712         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2713         if (ops && ops->pr_clear)
2714                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
2715         else
2716                 r = -EOPNOTSUPP;
2717
2718         bdput(bdev);
2719         return r;
2720 }
2721
2722 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
2723         .pr_register    = dm_pr_register,
2724         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
2725         .pr_release     = dm_pr_release,
2726         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
2727         .pr_clear       = dm_pr_clear,
2728 };
2729
2730 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
2731         .open = dm_blk_open,
2732         .release = dm_blk_close,
2733         .ioctl = dm_blk_ioctl,
2734         .direct_access = dm_blk_direct_access,
2735         .getgeo = dm_blk_getgeo,
2736         .pr_ops = &dm_pr_ops,
2737         .owner = THIS_MODULE
2738 };
2739
2740 /*
2741  * module hooks
2742  */
2743 module_init(dm_init);
2744 module_exit(dm_exit);
2745
2746 module_param(major, uint, 0);
2747 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
2748
2749 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2750 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
2751
2752 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
2753 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
2754
2755 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
2756 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
2757 MODULE_LICENSE("GPL");