dm: use kmem_cache macro
[safe/jmp/linux-2.6] / drivers / md / dm-snap.c
1 /*
2  * dm-snapshot.c
3  *
4  * Copyright (C) 2001-2002 Sistina Software (UK) Limited.
5  *
6  * This file is released under the GPL.
7  */
8
9 #include <linux/blkdev.h>
10 #include <linux/ctype.h>
11 #include <linux/device-mapper.h>
12 #include <linux/fs.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/kdev_t.h>
15 #include <linux/list.h>
16 #include <linux/mempool.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/vmalloc.h>
20
21 #include "dm-snap.h"
22 #include "dm-bio-list.h"
23 #include "kcopyd.h"
24
25 #define DM_MSG_PREFIX "snapshots"
26
27 /*
28  * The percentage increment we will wake up users at
29  */
30 #define WAKE_UP_PERCENT 5
31
32 /*
33  * kcopyd priority of snapshot operations
34  */
35 #define SNAPSHOT_COPY_PRIORITY 2
36
37 /*
38  * Each snapshot reserves this many pages for io
39  */
40 #define SNAPSHOT_PAGES 256
41
42 static struct workqueue_struct *ksnapd;
43 static void flush_queued_bios(struct work_struct *work);
44
45 struct dm_snap_pending_exception {
46         struct dm_snap_exception e;
47
48         /*
49          * Origin buffers waiting for this to complete are held
50          * in a bio list
51          */
52         struct bio_list origin_bios;
53         struct bio_list snapshot_bios;
54
55         /*
56          * Short-term queue of pending exceptions prior to submission.
57          */
58         struct list_head list;
59
60         /*
61          * The primary pending_exception is the one that holds
62          * the ref_count and the list of origin_bios for a
63          * group of pending_exceptions.  It is always last to get freed.
64          * These fields get set up when writing to the origin.
65          */
66         struct dm_snap_pending_exception *primary_pe;
67
68         /*
69          * Number of pending_exceptions processing this chunk.
70          * When this drops to zero we must complete the origin bios.
71          * If incrementing or decrementing this, hold pe->snap->lock for
72          * the sibling concerned and not pe->primary_pe->snap->lock unless
73          * they are the same.
74          */
75         atomic_t ref_count;
76
77         /* Pointer back to snapshot context */
78         struct dm_snapshot *snap;
79
80         /*
81          * 1 indicates the exception has already been sent to
82          * kcopyd.
83          */
84         int started;
85 };
86
87 /*
88  * Hash table mapping origin volumes to lists of snapshots and
89  * a lock to protect it
90  */
91 static struct kmem_cache *exception_cache;
92 static struct kmem_cache *pending_cache;
93 static mempool_t *pending_pool;
94
95 /*
96  * One of these per registered origin, held in the snapshot_origins hash
97  */
98 struct origin {
99         /* The origin device */
100         struct block_device *bdev;
101
102         struct list_head hash_list;
103
104         /* List of snapshots for this origin */
105         struct list_head snapshots;
106 };
107
108 /*
109  * Size of the hash table for origin volumes. If we make this
110  * the size of the minors list then it should be nearly perfect
111  */
112 #define ORIGIN_HASH_SIZE 256
113 #define ORIGIN_MASK      0xFF
114 static struct list_head *_origins;
115 static struct rw_semaphore _origins_lock;
116
117 static int init_origin_hash(void)
118 {
119         int i;
120
121         _origins = kmalloc(ORIGIN_HASH_SIZE * sizeof(struct list_head),
122                            GFP_KERNEL);
123         if (!_origins) {
124                 DMERR("unable to allocate memory");
125                 return -ENOMEM;
126         }
127
128         for (i = 0; i < ORIGIN_HASH_SIZE; i++)
129                 INIT_LIST_HEAD(_origins + i);
130         init_rwsem(&_origins_lock);
131
132         return 0;
133 }
134
135 static void exit_origin_hash(void)
136 {
137         kfree(_origins);
138 }
139
140 static unsigned origin_hash(struct block_device *bdev)
141 {
142         return bdev->bd_dev & ORIGIN_MASK;
143 }
144
145 static struct origin *__lookup_origin(struct block_device *origin)
146 {
147         struct list_head *ol;
148         struct origin *o;
149
150         ol = &_origins[origin_hash(origin)];
151         list_for_each_entry (o, ol, hash_list)
152                 if (bdev_equal(o->bdev, origin))
153                         return o;
154
155         return NULL;
156 }
157
158 static void __insert_origin(struct origin *o)
159 {
160         struct list_head *sl = &_origins[origin_hash(o->bdev)];
161         list_add_tail(&o->hash_list, sl);
162 }
163
164 /*
165  * Make a note of the snapshot and its origin so we can look it
166  * up when the origin has a write on it.
167  */
168 static int register_snapshot(struct dm_snapshot *snap)
169 {
170         struct origin *o;
171         struct block_device *bdev = snap->origin->bdev;
172
173         down_write(&_origins_lock);
174         o = __lookup_origin(bdev);
175
176         if (!o) {
177                 /* New origin */
178                 o = kmalloc(sizeof(*o), GFP_KERNEL);
179                 if (!o) {
180                         up_write(&_origins_lock);
181                         return -ENOMEM;
182                 }
183
184                 /* Initialise the struct */
185                 INIT_LIST_HEAD(&o->snapshots);
186                 o->bdev = bdev;
187
188                 __insert_origin(o);
189         }
190
191         list_add_tail(&snap->list, &o->snapshots);
192
193         up_write(&_origins_lock);
194         return 0;
195 }
196
197 static void unregister_snapshot(struct dm_snapshot *s)
198 {
199         struct origin *o;
200
201         down_write(&_origins_lock);
202         o = __lookup_origin(s->origin->bdev);
203
204         list_del(&s->list);
205         if (list_empty(&o->snapshots)) {
206                 list_del(&o->hash_list);
207                 kfree(o);
208         }
209
210         up_write(&_origins_lock);
211 }
212
213 /*
214  * Implementation of the exception hash tables.
215  */
216 static int init_exception_table(struct exception_table *et, uint32_t size)
217 {
218         unsigned int i;
219
220         et->hash_mask = size - 1;
221         et->table = dm_vcalloc(size, sizeof(struct list_head));
222         if (!et->table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         for (i = 0; i < size; i++)
226                 INIT_LIST_HEAD(et->table + i);
227
228         return 0;
229 }
230
231 static void exit_exception_table(struct exception_table *et, struct kmem_cache *mem)
232 {
233         struct list_head *slot;
234         struct dm_snap_exception *ex, *next;
235         int i, size;
236
237         size = et->hash_mask + 1;
238         for (i = 0; i < size; i++) {
239                 slot = et->table + i;
240
241                 list_for_each_entry_safe (ex, next, slot, hash_list)
242                         kmem_cache_free(mem, ex);
243         }
244
245         vfree(et->table);
246 }
247
248 static uint32_t exception_hash(struct exception_table *et, chunk_t chunk)
249 {
250         return chunk & et->hash_mask;
251 }
252
253 static void insert_exception(struct exception_table *eh,
254                              struct dm_snap_exception *e)
255 {
256         struct list_head *l = &eh->table[exception_hash(eh, e->old_chunk)];
257         list_add(&e->hash_list, l);
258 }
259
260 static void remove_exception(struct dm_snap_exception *e)
261 {
262         list_del(&e->hash_list);
263 }
264
265 /*
266  * Return the exception data for a sector, or NULL if not
267  * remapped.
268  */
269 static struct dm_snap_exception *lookup_exception(struct exception_table *et,
270                                                   chunk_t chunk)
271 {
272         struct list_head *slot;
273         struct dm_snap_exception *e;
274
275         slot = &et->table[exception_hash(et, chunk)];
276         list_for_each_entry (e, slot, hash_list)
277                 if (e->old_chunk == chunk)
278                         return e;
279
280         return NULL;
281 }
282
283 static struct dm_snap_exception *alloc_exception(void)
284 {
285         struct dm_snap_exception *e;
286
287         e = kmem_cache_alloc(exception_cache, GFP_NOIO);
288         if (!e)
289                 e = kmem_cache_alloc(exception_cache, GFP_ATOMIC);
290
291         return e;
292 }
293
294 static void free_exception(struct dm_snap_exception *e)
295 {
296         kmem_cache_free(exception_cache, e);
297 }
298
299 static struct dm_snap_pending_exception *alloc_pending_exception(void)
300 {
301         return mempool_alloc(pending_pool, GFP_NOIO);
302 }
303
304 static void free_pending_exception(struct dm_snap_pending_exception *pe)
305 {
306         mempool_free(pe, pending_pool);
307 }
308
309 int dm_add_exception(struct dm_snapshot *s, chunk_t old, chunk_t new)
310 {
311         struct dm_snap_exception *e;
312
313         e = alloc_exception();
314         if (!e)
315                 return -ENOMEM;
316
317         e->old_chunk = old;
318         e->new_chunk = new;
319         insert_exception(&s->complete, e);
320         return 0;
321 }
322
323 /*
324  * Hard coded magic.
325  */
326 static int calc_max_buckets(void)
327 {
328         /* use a fixed size of 2MB */
329         unsigned long mem = 2 * 1024 * 1024;
330         mem /= sizeof(struct list_head);
331
332         return mem;
333 }
334
335 /*
336  * Rounds a number down to a power of 2.
337  */
338 static uint32_t round_down(uint32_t n)
339 {
340         while (n & (n - 1))
341                 n &= (n - 1);
342         return n;
343 }
344
345 /*
346  * Allocate room for a suitable hash table.
347  */
348 static int init_hash_tables(struct dm_snapshot *s)
349 {
350         sector_t hash_size, cow_dev_size, origin_dev_size, max_buckets;
351
352         /*
353          * Calculate based on the size of the original volume or
354          * the COW volume...
355          */
356         cow_dev_size = get_dev_size(s->cow->bdev);
357         origin_dev_size = get_dev_size(s->origin->bdev);
358         max_buckets = calc_max_buckets();
359
360         hash_size = min(origin_dev_size, cow_dev_size) >> s->chunk_shift;
361         hash_size = min(hash_size, max_buckets);
362
363         /* Round it down to a power of 2 */
364         hash_size = round_down(hash_size);
365         if (init_exception_table(&s->complete, hash_size))
366                 return -ENOMEM;
367
368         /*
369          * Allocate hash table for in-flight exceptions
370          * Make this smaller than the real hash table
371          */
372         hash_size >>= 3;
373         if (hash_size < 64)
374                 hash_size = 64;
375
376         if (init_exception_table(&s->pending, hash_size)) {
377                 exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
378                 return -ENOMEM;
379         }
380
381         return 0;
382 }
383
384 /*
385  * Round a number up to the nearest 'size' boundary.  size must
386  * be a power of 2.
387  */
388 static ulong round_up(ulong n, ulong size)
389 {
390         size--;
391         return (n + size) & ~size;
392 }
393
394 static int set_chunk_size(struct dm_snapshot *s, const char *chunk_size_arg,
395                           char **error)
396 {
397         unsigned long chunk_size;
398         char *value;
399
400         chunk_size = simple_strtoul(chunk_size_arg, &value, 10);
401         if (*chunk_size_arg == '\0' || *value != '\0') {
402                 *error = "Invalid chunk size";
403                 return -EINVAL;
404         }
405
406         if (!chunk_size) {
407                 s->chunk_size = s->chunk_mask = s->chunk_shift = 0;
408                 return 0;
409         }
410
411         /*
412          * Chunk size must be multiple of page size.  Silently
413          * round up if it's not.
414          */
415         chunk_size = round_up(chunk_size, PAGE_SIZE >> 9);
416
417         /* Check chunk_size is a power of 2 */
418         if (chunk_size & (chunk_size - 1)) {
419                 *error = "Chunk size is not a power of 2";
420                 return -EINVAL;
421         }
422
423         /* Validate the chunk size against the device block size */
424         if (chunk_size % (bdev_hardsect_size(s->cow->bdev) >> 9)) {
425                 *error = "Chunk size is not a multiple of device blocksize";
426                 return -EINVAL;
427         }
428
429         s->chunk_size = chunk_size;
430         s->chunk_mask = chunk_size - 1;
431         s->chunk_shift = ffs(chunk_size) - 1;
432
433         return 0;
434 }
435
436 /*
437  * Construct a snapshot mapping: <origin_dev> <COW-dev> <p/n> <chunk-size>
438  */
439 static int snapshot_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
440 {
441         struct dm_snapshot *s;
442         int r = -EINVAL;
443         char persistent;
444         char *origin_path;
445         char *cow_path;
446
447         if (argc != 4) {
448                 ti->error = "requires exactly 4 arguments";
449                 r = -EINVAL;
450                 goto bad1;
451         }
452
453         origin_path = argv[0];
454         cow_path = argv[1];
455         persistent = toupper(*argv[2]);
456
457         if (persistent != 'P' && persistent != 'N') {
458                 ti->error = "Persistent flag is not P or N";
459                 r = -EINVAL;
460                 goto bad1;
461         }
462
463         s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
464         if (s == NULL) {
465                 ti->error = "Cannot allocate snapshot context private "
466                     "structure";
467                 r = -ENOMEM;
468                 goto bad1;
469         }
470
471         r = dm_get_device(ti, origin_path, 0, ti->len, FMODE_READ, &s->origin);
472         if (r) {
473                 ti->error = "Cannot get origin device";
474                 goto bad2;
475         }
476
477         r = dm_get_device(ti, cow_path, 0, 0,
478                           FMODE_READ | FMODE_WRITE, &s->cow);
479         if (r) {
480                 dm_put_device(ti, s->origin);
481                 ti->error = "Cannot get COW device";
482                 goto bad2;
483         }
484
485         r = set_chunk_size(s, argv[3], &ti->error);
486         if (r)
487                 goto bad3;
488
489         s->type = persistent;
490
491         s->valid = 1;
492         s->active = 0;
493         s->last_percent = 0;
494         init_rwsem(&s->lock);
495         spin_lock_init(&s->pe_lock);
496         s->table = ti->table;
497
498         /* Allocate hash table for COW data */
499         if (init_hash_tables(s)) {
500                 ti->error = "Unable to allocate hash table space";
501                 r = -ENOMEM;
502                 goto bad3;
503         }
504
505         s->store.snap = s;
506
507         if (persistent == 'P')
508                 r = dm_create_persistent(&s->store);
509         else
510                 r = dm_create_transient(&s->store);
511
512         if (r) {
513                 ti->error = "Couldn't create exception store";
514                 r = -EINVAL;
515                 goto bad4;
516         }
517
518         r = kcopyd_client_create(SNAPSHOT_PAGES, &s->kcopyd_client);
519         if (r) {
520                 ti->error = "Could not create kcopyd client";
521                 goto bad5;
522         }
523
524         /* Metadata must only be loaded into one table at once */
525         r = s->store.read_metadata(&s->store);
526         if (r) {
527                 ti->error = "Failed to read snapshot metadata";
528                 goto bad6;
529         }
530
531         bio_list_init(&s->queued_bios);
532         INIT_WORK(&s->queued_bios_work, flush_queued_bios);
533
534         /* Add snapshot to the list of snapshots for this origin */
535         /* Exceptions aren't triggered till snapshot_resume() is called */
536         if (register_snapshot(s)) {
537                 r = -EINVAL;
538                 ti->error = "Cannot register snapshot origin";
539                 goto bad6;
540         }
541
542         ti->private = s;
543         ti->split_io = s->chunk_size;
544
545         return 0;
546
547  bad6:
548         kcopyd_client_destroy(s->kcopyd_client);
549
550  bad5:
551         s->store.destroy(&s->store);
552
553  bad4:
554         exit_exception_table(&s->pending, pending_cache);
555         exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
556
557  bad3:
558         dm_put_device(ti, s->cow);
559         dm_put_device(ti, s->origin);
560
561  bad2:
562         kfree(s);
563
564  bad1:
565         return r;
566 }
567
568 static void __free_exceptions(struct dm_snapshot *s)
569 {
570         kcopyd_client_destroy(s->kcopyd_client);
571         s->kcopyd_client = NULL;
572
573         exit_exception_table(&s->pending, pending_cache);
574         exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
575
576         s->store.destroy(&s->store);
577 }
578
579 static void snapshot_dtr(struct dm_target *ti)
580 {
581         struct dm_snapshot *s = ti->private;
582
583         flush_workqueue(ksnapd);
584
585         /* Prevent further origin writes from using this snapshot. */
586         /* After this returns there can be no new kcopyd jobs. */
587         unregister_snapshot(s);
588
589         __free_exceptions(s);
590
591         dm_put_device(ti, s->origin);
592         dm_put_device(ti, s->cow);
593
594         kfree(s);
595 }
596
597 /*
598  * Flush a list of buffers.
599  */
600 static void flush_bios(struct bio *bio)
601 {
602         struct bio *n;
603
604         while (bio) {
605                 n = bio->bi_next;
606                 bio->bi_next = NULL;
607                 generic_make_request(bio);
608                 bio = n;
609         }
610 }
611
612 static void flush_queued_bios(struct work_struct *work)
613 {
614         struct dm_snapshot *s =
615                 container_of(work, struct dm_snapshot, queued_bios_work);
616         struct bio *queued_bios;
617         unsigned long flags;
618
619         spin_lock_irqsave(&s->pe_lock, flags);
620         queued_bios = bio_list_get(&s->queued_bios);
621         spin_unlock_irqrestore(&s->pe_lock, flags);
622
623         flush_bios(queued_bios);
624 }
625
626 /*
627  * Error a list of buffers.
628  */
629 static void error_bios(struct bio *bio)
630 {
631         struct bio *n;
632
633         while (bio) {
634                 n = bio->bi_next;
635                 bio->bi_next = NULL;
636                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
637                 bio = n;
638         }
639 }
640
641 static void __invalidate_snapshot(struct dm_snapshot *s, int err)
642 {
643         if (!s->valid)
644                 return;
645
646         if (err == -EIO)
647                 DMERR("Invalidating snapshot: Error reading/writing.");
648         else if (err == -ENOMEM)
649                 DMERR("Invalidating snapshot: Unable to allocate exception.");
650
651         if (s->store.drop_snapshot)
652                 s->store.drop_snapshot(&s->store);
653
654         s->valid = 0;
655
656         dm_table_event(s->table);
657 }
658
659 static void get_pending_exception(struct dm_snap_pending_exception *pe)
660 {
661         atomic_inc(&pe->ref_count);
662 }
663
664 static struct bio *put_pending_exception(struct dm_snap_pending_exception *pe)
665 {
666         struct dm_snap_pending_exception *primary_pe;
667         struct bio *origin_bios = NULL;
668
669         primary_pe = pe->primary_pe;
670
671         /*
672          * If this pe is involved in a write to the origin and
673          * it is the last sibling to complete then release
674          * the bios for the original write to the origin.
675          */
676         if (primary_pe &&
677             atomic_dec_and_test(&primary_pe->ref_count))
678                 origin_bios = bio_list_get(&primary_pe->origin_bios);
679
680         /*
681          * Free the pe if it's not linked to an origin write or if
682          * it's not itself a primary pe.
683          */
684         if (!primary_pe || primary_pe != pe)
685                 free_pending_exception(pe);
686
687         /*
688          * Free the primary pe if nothing references it.
689          */
690         if (primary_pe && !atomic_read(&primary_pe->ref_count))
691                 free_pending_exception(primary_pe);
692
693         return origin_bios;
694 }
695
696 static void pending_complete(struct dm_snap_pending_exception *pe, int success)
697 {
698         struct dm_snap_exception *e;
699         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
700         struct bio *origin_bios = NULL;
701         struct bio *snapshot_bios = NULL;
702         int error = 0;
703
704         if (!success) {
705                 /* Read/write error - snapshot is unusable */
706                 down_write(&s->lock);
707                 __invalidate_snapshot(s, -EIO);
708                 error = 1;
709                 goto out;
710         }
711
712         e = alloc_exception();
713         if (!e) {
714                 down_write(&s->lock);
715                 __invalidate_snapshot(s, -ENOMEM);
716                 error = 1;
717                 goto out;
718         }
719         *e = pe->e;
720
721         down_write(&s->lock);
722         if (!s->valid) {
723                 free_exception(e);
724                 error = 1;
725                 goto out;
726         }
727
728         /*
729          * Add a proper exception, and remove the
730          * in-flight exception from the list.
731          */
732         insert_exception(&s->complete, e);
733
734  out:
735         remove_exception(&pe->e);
736         snapshot_bios = bio_list_get(&pe->snapshot_bios);
737         origin_bios = put_pending_exception(pe);
738
739         up_write(&s->lock);
740
741         /* Submit any pending write bios */
742         if (error)
743                 error_bios(snapshot_bios);
744         else
745                 flush_bios(snapshot_bios);
746
747         flush_bios(origin_bios);
748 }
749
750 static void commit_callback(void *context, int success)
751 {
752         struct dm_snap_pending_exception *pe = context;
753
754         pending_complete(pe, success);
755 }
756
757 /*
758  * Called when the copy I/O has finished.  kcopyd actually runs
759  * this code so don't block.
760  */
761 static void copy_callback(int read_err, unsigned int write_err, void *context)
762 {
763         struct dm_snap_pending_exception *pe = context;
764         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
765
766         if (read_err || write_err)
767                 pending_complete(pe, 0);
768
769         else
770                 /* Update the metadata if we are persistent */
771                 s->store.commit_exception(&s->store, &pe->e, commit_callback,
772                                           pe);
773 }
774
775 /*
776  * Dispatches the copy operation to kcopyd.
777  */
778 static void start_copy(struct dm_snap_pending_exception *pe)
779 {
780         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
781         struct io_region src, dest;
782         struct block_device *bdev = s->origin->bdev;
783         sector_t dev_size;
784
785         dev_size = get_dev_size(bdev);
786
787         src.bdev = bdev;
788         src.sector = chunk_to_sector(s, pe->e.old_chunk);
789         src.count = min(s->chunk_size, dev_size - src.sector);
790
791         dest.bdev = s->cow->bdev;
792         dest.sector = chunk_to_sector(s, pe->e.new_chunk);
793         dest.count = src.count;
794
795         /* Hand over to kcopyd */
796         kcopyd_copy(s->kcopyd_client,
797                     &src, 1, &dest, 0, copy_callback, pe);
798 }
799
800 /*
801  * Looks to see if this snapshot already has a pending exception
802  * for this chunk, otherwise it allocates a new one and inserts
803  * it into the pending table.
804  *
805  * NOTE: a write lock must be held on snap->lock before calling
806  * this.
807  */
808 static struct dm_snap_pending_exception *
809 __find_pending_exception(struct dm_snapshot *s, struct bio *bio)
810 {
811         struct dm_snap_exception *e;
812         struct dm_snap_pending_exception *pe;
813         chunk_t chunk = sector_to_chunk(s, bio->bi_sector);
814
815         /*
816          * Is there a pending exception for this already ?
817          */
818         e = lookup_exception(&s->pending, chunk);
819         if (e) {
820                 /* cast the exception to a pending exception */
821                 pe = container_of(e, struct dm_snap_pending_exception, e);
822                 goto out;
823         }
824
825         /*
826          * Create a new pending exception, we don't want
827          * to hold the lock while we do this.
828          */
829         up_write(&s->lock);
830         pe = alloc_pending_exception();
831         down_write(&s->lock);
832
833         if (!s->valid) {
834                 free_pending_exception(pe);
835                 return NULL;
836         }
837
838         e = lookup_exception(&s->pending, chunk);
839         if (e) {
840                 free_pending_exception(pe);
841                 pe = container_of(e, struct dm_snap_pending_exception, e);
842                 goto out;
843         }
844
845         pe->e.old_chunk = chunk;
846         bio_list_init(&pe->origin_bios);
847         bio_list_init(&pe->snapshot_bios);
848         pe->primary_pe = NULL;
849         atomic_set(&pe->ref_count, 0);
850         pe->snap = s;
851         pe->started = 0;
852
853         if (s->store.prepare_exception(&s->store, &pe->e)) {
854                 free_pending_exception(pe);
855                 return NULL;
856         }
857
858         get_pending_exception(pe);
859         insert_exception(&s->pending, &pe->e);
860
861  out:
862         return pe;
863 }
864
865 static void remap_exception(struct dm_snapshot *s, struct dm_snap_exception *e,
866                             struct bio *bio)
867 {
868         bio->bi_bdev = s->cow->bdev;
869         bio->bi_sector = chunk_to_sector(s, e->new_chunk) +
870                 (bio->bi_sector & s->chunk_mask);
871 }
872
873 static int snapshot_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
874                         union map_info *map_context)
875 {
876         struct dm_snap_exception *e;
877         struct dm_snapshot *s = ti->private;
878         int r = DM_MAPIO_REMAPPED;
879         chunk_t chunk;
880         struct dm_snap_pending_exception *pe = NULL;
881
882         chunk = sector_to_chunk(s, bio->bi_sector);
883
884         /* Full snapshots are not usable */
885         /* To get here the table must be live so s->active is always set. */
886         if (!s->valid)
887                 return -EIO;
888
889         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
890                 return -EOPNOTSUPP;
891
892         /* FIXME: should only take write lock if we need
893          * to copy an exception */
894         down_write(&s->lock);
895
896         if (!s->valid) {
897                 r = -EIO;
898                 goto out_unlock;
899         }
900
901         /* If the block is already remapped - use that, else remap it */
902         e = lookup_exception(&s->complete, chunk);
903         if (e) {
904                 remap_exception(s, e, bio);
905                 goto out_unlock;
906         }
907
908         /*
909          * Write to snapshot - higher level takes care of RW/RO
910          * flags so we should only get this if we are
911          * writeable.
912          */
913         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
914                 pe = __find_pending_exception(s, bio);
915                 if (!pe) {
916                         __invalidate_snapshot(s, -ENOMEM);
917                         r = -EIO;
918                         goto out_unlock;
919                 }
920
921                 remap_exception(s, &pe->e, bio);
922                 bio_list_add(&pe->snapshot_bios, bio);
923
924                 r = DM_MAPIO_SUBMITTED;
925
926                 if (!pe->started) {
927                         /* this is protected by snap->lock */
928                         pe->started = 1;
929                         up_write(&s->lock);
930                         start_copy(pe);
931                         goto out;
932                 }
933         } else
934                 /*
935                  * FIXME: this read path scares me because we
936                  * always use the origin when we have a pending
937                  * exception.  However I can't think of a
938                  * situation where this is wrong - ejt.
939                  */
940                 bio->bi_bdev = s->origin->bdev;
941
942  out_unlock:
943         up_write(&s->lock);
944  out:
945         return r;
946 }
947
948 static void snapshot_resume(struct dm_target *ti)
949 {
950         struct dm_snapshot *s = ti->private;
951
952         down_write(&s->lock);
953         s->active = 1;
954         up_write(&s->lock);
955 }
956
957 static int snapshot_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
958                            char *result, unsigned int maxlen)
959 {
960         struct dm_snapshot *snap = ti->private;
961
962         switch (type) {
963         case STATUSTYPE_INFO:
964                 if (!snap->valid)
965                         snprintf(result, maxlen, "Invalid");
966                 else {
967                         if (snap->store.fraction_full) {
968                                 sector_t numerator, denominator;
969                                 snap->store.fraction_full(&snap->store,
970                                                           &numerator,
971                                                           &denominator);
972                                 snprintf(result, maxlen, "%llu/%llu",
973                                         (unsigned long long)numerator,
974                                         (unsigned long long)denominator);
975                         }
976                         else
977                                 snprintf(result, maxlen, "Unknown");
978                 }
979                 break;
980
981         case STATUSTYPE_TABLE:
982                 /*
983                  * kdevname returns a static pointer so we need
984                  * to make private copies if the output is to
985                  * make sense.
986                  */
987                 snprintf(result, maxlen, "%s %s %c %llu",
988                          snap->origin->name, snap->cow->name,
989                          snap->type,
990                          (unsigned long long)snap->chunk_size);
991                 break;
992         }
993
994         return 0;
995 }
996
997 /*-----------------------------------------------------------------
998  * Origin methods
999  *---------------------------------------------------------------*/
1000 static int __origin_write(struct list_head *snapshots, struct bio *bio)
1001 {
1002         int r = DM_MAPIO_REMAPPED, first = 0;
1003         struct dm_snapshot *snap;
1004         struct dm_snap_exception *e;
1005         struct dm_snap_pending_exception *pe, *next_pe, *primary_pe = NULL;
1006         chunk_t chunk;
1007         LIST_HEAD(pe_queue);
1008
1009         /* Do all the snapshots on this origin */
1010         list_for_each_entry (snap, snapshots, list) {
1011
1012                 down_write(&snap->lock);
1013
1014                 /* Only deal with valid and active snapshots */
1015                 if (!snap->valid || !snap->active)
1016                         goto next_snapshot;
1017
1018                 /* Nothing to do if writing beyond end of snapshot */
1019                 if (bio->bi_sector >= dm_table_get_size(snap->table))
1020                         goto next_snapshot;
1021
1022                 /*
1023                  * Remember, different snapshots can have
1024                  * different chunk sizes.
1025                  */
1026                 chunk = sector_to_chunk(snap, bio->bi_sector);
1027
1028                 /*
1029                  * Check exception table to see if block
1030                  * is already remapped in this snapshot
1031                  * and trigger an exception if not.
1032                  *
1033                  * ref_count is initialised to 1 so pending_complete()
1034                  * won't destroy the primary_pe while we're inside this loop.
1035                  */
1036                 e = lookup_exception(&snap->complete, chunk);
1037                 if (e)
1038                         goto next_snapshot;
1039
1040                 pe = __find_pending_exception(snap, bio);
1041                 if (!pe) {
1042                         __invalidate_snapshot(snap, -ENOMEM);
1043                         goto next_snapshot;
1044                 }
1045
1046                 if (!primary_pe) {
1047                         /*
1048                          * Either every pe here has same
1049                          * primary_pe or none has one yet.
1050                          */
1051                         if (pe->primary_pe)
1052                                 primary_pe = pe->primary_pe;
1053                         else {
1054                                 primary_pe = pe;
1055                                 first = 1;
1056                         }
1057
1058                         bio_list_add(&primary_pe->origin_bios, bio);
1059
1060                         r = DM_MAPIO_SUBMITTED;
1061                 }
1062
1063                 if (!pe->primary_pe) {
1064                         pe->primary_pe = primary_pe;
1065                         get_pending_exception(primary_pe);
1066                 }
1067
1068                 if (!pe->started) {
1069                         pe->started = 1;
1070                         list_add_tail(&pe->list, &pe_queue);
1071                 }
1072
1073  next_snapshot:
1074                 up_write(&snap->lock);
1075         }
1076
1077         if (!primary_pe)
1078                 return r;
1079
1080         /*
1081          * If this is the first time we're processing this chunk and
1082          * ref_count is now 1 it means all the pending exceptions
1083          * got completed while we were in the loop above, so it falls to
1084          * us here to remove the primary_pe and submit any origin_bios.
1085          */
1086
1087         if (first && atomic_dec_and_test(&primary_pe->ref_count)) {
1088                 flush_bios(bio_list_get(&primary_pe->origin_bios));
1089                 free_pending_exception(primary_pe);
1090                 /* If we got here, pe_queue is necessarily empty. */
1091                 return r;
1092         }
1093
1094         /*
1095          * Now that we have a complete pe list we can start the copying.
1096          */
1097         list_for_each_entry_safe(pe, next_pe, &pe_queue, list)
1098                 start_copy(pe);
1099
1100         return r;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Called on a write from the origin driver.
1105  */
1106 static int do_origin(struct dm_dev *origin, struct bio *bio)
1107 {
1108         struct origin *o;
1109         int r = DM_MAPIO_REMAPPED;
1110
1111         down_read(&_origins_lock);
1112         o = __lookup_origin(origin->bdev);
1113         if (o)
1114                 r = __origin_write(&o->snapshots, bio);
1115         up_read(&_origins_lock);
1116
1117         return r;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Origin: maps a linear range of a device, with hooks for snapshotting.
1122  */
1123
1124 /*
1125  * Construct an origin mapping: <dev_path>
1126  * The context for an origin is merely a 'struct dm_dev *'
1127  * pointing to the real device.
1128  */
1129 static int origin_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1130 {
1131         int r;
1132         struct dm_dev *dev;
1133
1134         if (argc != 1) {
1135                 ti->error = "origin: incorrect number of arguments";
1136                 return -EINVAL;
1137         }
1138
1139         r = dm_get_device(ti, argv[0], 0, ti->len,
1140                           dm_table_get_mode(ti->table), &dev);
1141         if (r) {
1142                 ti->error = "Cannot get target device";
1143                 return r;
1144         }
1145
1146         ti->private = dev;
1147         return 0;
1148 }
1149
1150 static void origin_dtr(struct dm_target *ti)
1151 {
1152         struct dm_dev *dev = ti->private;
1153         dm_put_device(ti, dev);
1154 }
1155
1156 static int origin_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1157                       union map_info *map_context)
1158 {
1159         struct dm_dev *dev = ti->private;
1160         bio->bi_bdev = dev->bdev;
1161
1162         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1163                 return -EOPNOTSUPP;
1164
1165         /* Only tell snapshots if this is a write */
1166         return (bio_rw(bio) == WRITE) ? do_origin(dev, bio) : DM_MAPIO_REMAPPED;
1167 }
1168
1169 #define min_not_zero(l, r) (l == 0) ? r : ((r == 0) ? l : min(l, r))
1170
1171 /*
1172  * Set the target "split_io" field to the minimum of all the snapshots'
1173  * chunk sizes.
1174  */
1175 static void origin_resume(struct dm_target *ti)
1176 {
1177         struct dm_dev *dev = ti->private;
1178         struct dm_snapshot *snap;
1179         struct origin *o;
1180         chunk_t chunk_size = 0;
1181
1182         down_read(&_origins_lock);
1183         o = __lookup_origin(dev->bdev);
1184         if (o)
1185                 list_for_each_entry (snap, &o->snapshots, list)
1186                         chunk_size = min_not_zero(chunk_size, snap->chunk_size);
1187         up_read(&_origins_lock);
1188
1189         ti->split_io = chunk_size;
1190 }
1191
1192 static int origin_status(struct dm_target *ti, status_type_t type, char *result,
1193                          unsigned int maxlen)
1194 {
1195         struct dm_dev *dev = ti->private;
1196
1197         switch (type) {
1198         case STATUSTYPE_INFO:
1199                 result[0] = '\0';
1200                 break;
1201
1202         case STATUSTYPE_TABLE:
1203                 snprintf(result, maxlen, "%s", dev->name);
1204                 break;
1205         }
1206
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static struct target_type origin_target = {
1211         .name    = "snapshot-origin",
1212         .version = {1, 5, 0},
1213         .module  = THIS_MODULE,
1214         .ctr     = origin_ctr,
1215         .dtr     = origin_dtr,
1216         .map     = origin_map,
1217         .resume  = origin_resume,
1218         .status  = origin_status,
1219 };
1220
1221 static struct target_type snapshot_target = {
1222         .name    = "snapshot",
1223         .version = {1, 5, 0},
1224         .module  = THIS_MODULE,
1225         .ctr     = snapshot_ctr,
1226         .dtr     = snapshot_dtr,
1227         .map     = snapshot_map,
1228         .resume  = snapshot_resume,
1229         .status  = snapshot_status,
1230 };
1231
1232 static int __init dm_snapshot_init(void)
1233 {
1234         int r;
1235
1236         r = dm_register_target(&snapshot_target);
1237         if (r) {
1238                 DMERR("snapshot target register failed %d", r);
1239                 return r;
1240         }
1241
1242         r = dm_register_target(&origin_target);
1243         if (r < 0) {
1244                 DMERR("Origin target register failed %d", r);
1245                 goto bad1;
1246         }
1247
1248         r = init_origin_hash();
1249         if (r) {
1250                 DMERR("init_origin_hash failed.");
1251                 goto bad2;
1252         }
1253
1254         exception_cache = KMEM_CACHE(dm_snap_exception, 0);
1255         if (!exception_cache) {
1256                 DMERR("Couldn't create exception cache.");
1257                 r = -ENOMEM;
1258                 goto bad3;
1259         }
1260
1261         pending_cache = KMEM_CACHE(dm_snap_pending_exception, 0);
1262         if (!pending_cache) {
1263                 DMERR("Couldn't create pending cache.");
1264                 r = -ENOMEM;
1265                 goto bad4;
1266         }
1267
1268         pending_pool = mempool_create_slab_pool(128, pending_cache);
1269         if (!pending_pool) {
1270                 DMERR("Couldn't create pending pool.");
1271                 r = -ENOMEM;
1272                 goto bad5;
1273         }
1274
1275         ksnapd = create_singlethread_workqueue("ksnapd");
1276         if (!ksnapd) {
1277                 DMERR("Failed to create ksnapd workqueue.");
1278                 r = -ENOMEM;
1279                 goto bad6;
1280         }
1281
1282         return 0;
1283
1284       bad6:
1285         mempool_destroy(pending_pool);
1286       bad5:
1287         kmem_cache_destroy(pending_cache);
1288       bad4:
1289         kmem_cache_destroy(exception_cache);
1290       bad3:
1291         exit_origin_hash();
1292       bad2:
1293         dm_unregister_target(&origin_target);
1294       bad1:
1295         dm_unregister_target(&snapshot_target);
1296         return r;
1297 }
1298
1299 static void __exit dm_snapshot_exit(void)
1300 {
1301         int r;
1302
1303         destroy_workqueue(ksnapd);
1304
1305         r = dm_unregister_target(&snapshot_target);
1306         if (r)
1307                 DMERR("snapshot unregister failed %d", r);
1308
1309         r = dm_unregister_target(&origin_target);
1310         if (r)
1311                 DMERR("origin unregister failed %d", r);
1312
1313         exit_origin_hash();
1314         mempool_destroy(pending_pool);
1315         kmem_cache_destroy(pending_cache);
1316         kmem_cache_destroy(exception_cache);
1317 }
1318
1319 /* Module hooks */
1320 module_init(dm_snapshot_init);
1321 module_exit(dm_snapshot_exit);
1322
1323 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " snapshot target");
1324 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber");
1325 MODULE_LICENSE("GPL");