SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - drivers/md/dm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
   3  * Copyright (C) 2004 Red Hat, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * This file is released under the GPL.
   6  */
   7
   8 #include "dm.h"
   9 #include "dm-bio-list.h"
  10
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/mutex.h>
  14 #include <linux/moduleparam.h>
  15 #include <linux/blkpg.h>
  16 #include <linux/bio.h>
  17 #include <linux/buffer_head.h>
  18 #include <linux/mempool.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/idr.h>
  21 #include <linux/hdreg.h>
  22 #include <linux/blktrace_api.h>
  23
  24 static const char *_name = DM_NAME;
  25
  26 static unsigned int major = 0;
  27 static unsigned int _major = 0;
  28
  29 /*
  30  * One of these is allocated per bio.
  31  */
  32 struct dm_io {
  33         struct mapped_device *md;
  34         int error;
  35         struct bio *bio;
  36         atomic_t io_count;
  37         unsigned long start_time;
  38 };
  39
  40 /*
  41  * One of these is allocated per target within a bio.  Hopefully
  42  * this will be simplified out one day.
  43  */
  44 struct target_io {
  45         struct dm_io *io;
  46         struct dm_target *ti;
  47         union map_info info;
  48 };
  49
  50 union map_info *dm_get_mapinfo(struct bio *bio)
  51 {
  52         if (bio && bio->bi_private)
  53                 return &((struct target_io *)bio->bi_private)->info;
  54         return NULL;
  55 }
  56
  57 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
  58
  59 /*
  60  * Bits for the md->flags field.
  61  */
  62 #define DMF_BLOCK_IO 0
  63 #define DMF_SUSPENDED 1
  64 #define DMF_FROZEN 2
  65
  66 struct mapped_device {
  67         struct rw_semaphore io_lock;
  68         struct semaphore suspend_lock;
  69         rwlock_t map_lock;
  70         atomic_t holders;
  71
  72         unsigned long flags;
  73
  74         request_queue_t *queue;
  75         struct gendisk *disk;
  76         char name[16];
  77
  78         void *interface_ptr;
  79
  80         /*
  81          * A list of ios that arrived while we were suspended.
  82          */
  83         atomic_t pending;
  84         wait_queue_head_t wait;
  85         struct bio_list deferred;
  86
  87         /*
  88          * The current mapping.
  89          */
  90         struct dm_table *map;
  91
  92         /*
  93          * io objects are allocated from here.
  94          */
  95         mempool_t *io_pool;
  96         mempool_t *tio_pool;
  97
  98         /*
  99          * Event handling.
 100          */
 101         atomic_t event_nr;
 102         wait_queue_head_t eventq;
 103
 104         /*
 105          * freeze/thaw support require holding onto a super block
 106          */
 107         struct super_block *frozen_sb;
 108         struct block_device *suspended_bdev;
 109
 110         /* forced geometry settings */
 111         struct hd_geometry geometry;
 112 };
 113
 114 #define MIN_IOS 256
 115 static kmem_cache_t *_io_cache;
 116 static kmem_cache_t *_tio_cache;
 117
 118 static struct bio_set *dm_set;
 119
 120 static int __init local_init(void)
 121 {
 122         int r;
 123
 124         dm_set = bioset_create(16, 16, 4);
 125         if (!dm_set)
 126                 return -ENOMEM;
 127
 128         /* allocate a slab for the dm_ios */
 129         _io_cache = kmem_cache_create("dm_io",
 130                                       sizeof(struct dm_io), 0, 0, NULL, NULL);
 131         if (!_io_cache)
 132                 return -ENOMEM;
 133
 134         /* allocate a slab for the target ios */
 135         _tio_cache = kmem_cache_create("dm_tio", sizeof(struct target_io),
 136                                        0, 0, NULL, NULL);
 137         if (!_tio_cache) {
 138                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
 139                 return -ENOMEM;
 140         }
 141
 142         _major = major;
 143         r = register_blkdev(_major, _name);
 144         if (r < 0) {
 145                 kmem_cache_destroy(_tio_cache);
 146                 kmem_cache_destroy(_io_cache);
 147                 return r;
 148         }
 149
 150         if (!_major)
 151                 _major = r;
 152
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 static void local_exit(void)
 157 {
 158         kmem_cache_destroy(_tio_cache);
 159         kmem_cache_destroy(_io_cache);
 160
 161         bioset_free(dm_set);
 162
 163         if (unregister_blkdev(_major, _name) < 0)
 164                 DMERR("devfs_unregister_blkdev failed");
 165
 166         _major = 0;
 167
 168         DMINFO("cleaned up");
 169 }
 170
 171 int (*_inits[])(void) __initdata = {
 172         local_init,
 173         dm_target_init,
 174         dm_linear_init,
 175         dm_stripe_init,
 176         dm_interface_init,
 177 };
 178
 179 void (*_exits[])(void) = {
 180         local_exit,
 181         dm_target_exit,
 182         dm_linear_exit,
 183         dm_stripe_exit,
 184         dm_interface_exit,
 185 };
 186
 187 static int __init dm_init(void)
 188 {
 189         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
 190
 191         int r, i;
 192
 193         for (i = 0; i < count; i++) {
 194                 r = _inits[i]();
 195                 if (r)
 196                         goto bad;
 197         }
 198
 199         return 0;
 200
 201       bad:
 202         while (i--)
 203                 _exits[i]();
 204
 205         return r;
 206 }
 207
 208 static void __exit dm_exit(void)
 209 {
 210         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
 211
 212         while (i--)
 213                 _exits[i]();
 214 }
 215
 216 /*
 217  * Block device functions
 218  */
 219 static int dm_blk_open(struct inode *inode, struct file *file)
 220 {
 221         struct mapped_device *md;
 222
 223         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
 224         dm_get(md);
 225         return 0;
 226 }
 227
 228 static int dm_blk_close(struct inode *inode, struct file *file)
 229 {
 230         struct mapped_device *md;
 231
 232         md = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
 233         dm_put(md);
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 238 {
 239         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 240
 241         return dm_get_geometry(md, geo);
 242 }
 243
 244 static inline struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
 245 {
 246         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
 247 }
 248
 249 static inline void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
 250 {
 251         mempool_free(io, md->io_pool);
 252 }
 253
 254 static inline struct target_io *alloc_tio(struct mapped_device *md)
 255 {
 256         return mempool_alloc(md->tio_pool, GFP_NOIO);
 257 }
 258
 259 static inline void free_tio(struct mapped_device *md, struct target_io *tio)
 260 {
 261         mempool_free(tio, md->tio_pool);
 262 }
 263
 264 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
 265 {
 266         struct mapped_device *md = io->md;
 267
 268         io->start_time = jiffies;
 269
 270         preempt_disable();
 271         disk_round_stats(dm_disk(md));
 272         preempt_enable();
 273         dm_disk(md)->in_flight = atomic_inc_return(&md->pending);
 274 }
 275
 276 static int end_io_acct(struct dm_io *io)
 277 {
 278         struct mapped_device *md = io->md;
 279         struct bio *bio = io->bio;
 280         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
 281         int pending;
 282         int rw = bio_data_dir(bio);
 283
 284         preempt_disable();
 285         disk_round_stats(dm_disk(md));
 286         preempt_enable();
 287         dm_disk(md)->in_flight = pending = atomic_dec_return(&md->pending);
 288
 289         disk_stat_add(dm_disk(md), ticks[rw], duration);
 290
 291         return !pending;
 292 }
 293
 294 /*
 295  * Add the bio to the list of deferred io.
 296  */
 297 static int queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 298 {
 299         down_write(&md->io_lock);
 300
 301         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
 302                 up_write(&md->io_lock);
 303                 return 1;
 304         }
 305
 306         bio_list_add(&md->deferred, bio);
 307
 308         up_write(&md->io_lock);
 309         return 0;               /* deferred successfully */
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Everyone (including functions in this file), should use this
 314  * function to access the md->map field, and make sure they call
 315  * dm_table_put() when finished.
 316  */
 317 struct dm_table *dm_get_table(struct mapped_device *md)
 318 {
 319         struct dm_table *t;
 320
 321         read_lock(&md->map_lock);
 322         t = md->map;
 323         if (t)
 324                 dm_table_get(t);
 325         read_unlock(&md->map_lock);
 326
 327         return t;
 328 }
 329
 330 /*
 331  * Get the geometry associated with a dm device
 332  */
 333 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 334 {
 335         *geo = md->geometry;
 336
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Set the geometry of a device.
 342  */
 343 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 344 {
 345         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
 346
 347         if (geo->start > sz) {
 348                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
 349                 return -EINVAL;
 350         }
 351
 352         md->geometry = *geo;
 353
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 /*-----------------------------------------------------------------
 358  * CRUD START:
 359  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
 360  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
 361  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
 362  *   interests of getting something for people to use I give
 363  *   you this clearly demarcated crap.
 364  *---------------------------------------------------------------*/
 365
 366 /*
 367  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
 368  * cloned into, completing the original io if necc.
 369  */
 370 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
 371 {
 372         if (error)
 373                 io->error = error;
 374
 375         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
 376                 if (end_io_acct(io))
 377                         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
 378                         wake_up(&io->md->wait);
 379
 380                 blk_add_trace_bio(io->md->queue, io->bio, BLK_TA_COMPLETE);
 381
 382                 bio_endio(io->bio, io->bio->bi_size, io->error);
 383                 free_io(io->md, io);
 384         }
 385 }
 386
 387 static int clone_endio(struct bio *bio, unsigned int done, int error)
 388 {
 389         int r = 0;
 390         struct target_io *tio = bio->bi_private;
 391         struct dm_io *io = tio->io;
 392         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
 393
 394         if (bio->bi_size)
 395                 return 1;
 396
 397         if (!bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE) && !error)
 398                 error = -EIO;
 399
 400         if (endio) {
 401                 r = endio(tio->ti, bio, error, &tio->info);
 402                 if (r < 0)
 403                         error = r;
 404
 405                 else if (r > 0)
 406                         /* the target wants another shot at the io */
 407                         return 1;
 408         }
 409
 410         free_tio(io->md, tio);
 411         dec_pending(io, error);
 412         bio_put(bio);
 413         return r;
 414 }
 415
 416 static sector_t max_io_len(struct mapped_device *md,
 417                            sector_t sector, struct dm_target *ti)
 418 {
 419         sector_t offset = sector - ti->begin;
 420         sector_t len = ti->len - offset;
 421
 422         /*
 423          * Does the target need to split even further ?
 424          */
 425         if (ti->split_io) {
 426                 sector_t boundary;
 427                 boundary = ((offset + ti->split_io) & ~(ti->split_io - 1))
 428                            - offset;
 429                 if (len > boundary)
 430                         len = boundary;
 431         }
 432
 433         return len;
 434 }
 435
 436 static void __map_bio(struct dm_target *ti, struct bio *clone,
 437                       struct target_io *tio)
 438 {
 439         int r;
 440         sector_t sector;
 441
 442         /*
 443          * Sanity checks.
 444          */
 445         BUG_ON(!clone->bi_size);
 446
 447         clone->bi_end_io = clone_endio;
 448         clone->bi_private = tio;
 449
 450         /*
 451          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
 452          * anything, the target has assumed ownership of
 453          * this io.
 454          */
 455         atomic_inc(&tio->io->io_count);
 456         sector = clone->bi_sector;
 457         r = ti->type->map(ti, clone, &tio->info);
 458         if (r > 0) {
 459                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
 460
 461                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
 462                                     tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector,
 463                                     clone->bi_sector);
 464
 465                 generic_make_request(clone);
 466         }
 467
 468         else if (r < 0) {
 469                 /* error the io and bail out */
 470                 struct dm_io *io = tio->io;
 471                 free_tio(tio->io->md, tio);
 472                 dec_pending(io, r);
 473                 bio_put(clone);
 474         }
 475 }
 476
 477 struct clone_info {
 478         struct mapped_device *md;
 479         struct dm_table *map;
 480         struct bio *bio;
 481         struct dm_io *io;
 482         sector_t sector;
 483         sector_t sector_count;
 484         unsigned short idx;
 485 };
 486
 487 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
 488 {
 489         bio_free(bio, dm_set);
 490 }
 491
 492 /*
 493  * Creates a little bio that is just does part of a bvec.
 494  */
 495 static struct bio *split_bvec(struct bio *bio, sector_t sector,
 496                               unsigned short idx, unsigned int offset,
 497                               unsigned int len)
 498 {
 499         struct bio *clone;
 500         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + idx;
 501
 502         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 1, dm_set);
 503         clone->bi_destructor = dm_bio_destructor;
 504         *clone->bi_io_vec = *bv;
 505
 506         clone->bi_sector = sector;
 507         clone->bi_bdev = bio->bi_bdev;
 508         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
 509         clone->bi_vcnt = 1;
 510         clone->bi_size = to_bytes(len);
 511         clone->bi_io_vec->bv_offset = offset;
 512         clone->bi_io_vec->bv_len = clone->bi_size;
 513
 514         return clone;
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
 519  */
 520 static struct bio *clone_bio(struct bio *bio, sector_t sector,
 521                              unsigned short idx, unsigned short bv_count,
 522                              unsigned int len)
 523 {
 524         struct bio *clone;
 525
 526         clone = bio_clone(bio, GFP_NOIO);
 527         clone->bi_sector = sector;
 528         clone->bi_idx = idx;
 529         clone->bi_vcnt = idx + bv_count;
 530         clone->bi_size = to_bytes(len);
 531         clone->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 532
 533         return clone;
 534 }
 535
 536 static void __clone_and_map(struct clone_info *ci)
 537 {
 538         struct bio *clone, *bio = ci->bio;
 539         struct dm_target *ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 540         sector_t len = 0, max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 541         struct target_io *tio;
 542
 543         /*
 544          * Allocate a target io object.
 545          */
 546         tio = alloc_tio(ci->md);
 547         tio->io = ci->io;
 548         tio->ti = ti;
 549         memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 550
 551         if (ci->sector_count <= max) {
 552                 /*
 553                  * Optimise for the simple case where we can do all of
 554                  * the remaining io with a single clone.
 555                  */
 556                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx,
 557                                   bio->bi_vcnt - ci->idx, ci->sector_count);
 558                 __map_bio(ti, clone, tio);
 559                 ci->sector_count = 0;
 560
 561         } else if (to_sector(bio->bi_io_vec[ci->idx].bv_len) <= max) {
 562                 /*
 563                  * There are some bvecs that don't span targets.
 564                  * Do as many of these as possible.
 565                  */
 566                 int i;
 567                 sector_t remaining = max;
 568                 sector_t bv_len;
 569
 570                 for (i = ci->idx; remaining && (i < bio->bi_vcnt); i++) {
 571                         bv_len = to_sector(bio->bi_io_vec[i].bv_len);
 572
 573                         if (bv_len > remaining)
 574                                 break;
 575
 576                         remaining -= bv_len;
 577                         len += bv_len;
 578                 }
 579
 580                 clone = clone_bio(bio, ci->sector, ci->idx, i - ci->idx, len);
 581                 __map_bio(ti, clone, tio);
 582
 583                 ci->sector += len;
 584                 ci->sector_count -= len;
 585                 ci->idx = i;
 586
 587         } else {
 588                 /*
 589                  * Handle a bvec that must be split between two or more targets.
 590                  */
 591                 struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + ci->idx;
 592                 sector_t remaining = to_sector(bv->bv_len);
 593                 unsigned int offset = 0;
 594
 595                 do {
 596                         if (offset) {
 597                                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
 598                                 max = max_io_len(ci->md, ci->sector, ti);
 599
 600                                 tio = alloc_tio(ci->md);
 601                                 tio->io = ci->io;
 602                                 tio->ti = ti;
 603                                 memset(&tio->info, 0, sizeof(tio->info));
 604                         }
 605
 606                         len = min(remaining, max);
 607
 608                         clone = split_bvec(bio, ci->sector, ci->idx,
 609                                            bv->bv_offset + offset, len);
 610
 611                         __map_bio(ti, clone, tio);
 612
 613                         ci->sector += len;
 614                         ci->sector_count -= len;
 615                         offset += to_bytes(len);
 616                 } while (remaining -= len);
 617
 618                 ci->idx++;
 619         }
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Split the bio into several clones.
 624  */
 625 static void __split_bio(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 626 {
 627         struct clone_info ci;
 628
 629         ci.map = dm_get_table(md);
 630         if (!ci.map) {
 631                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 632                 return;
 633         }
 634
 635         ci.md = md;
 636         ci.bio = bio;
 637         ci.io = alloc_io(md);
 638         ci.io->error = 0;
 639         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
 640         ci.io->bio = bio;
 641         ci.io->md = md;
 642         ci.sector = bio->bi_sector;
 643         ci.sector_count = bio_sectors(bio);
 644         ci.idx = bio->bi_idx;
 645
 646         start_io_acct(ci.io);
 647         while (ci.sector_count)
 648                 __clone_and_map(&ci);
 649
 650         /* drop the extra reference count */
 651         dec_pending(ci.io, 0);
 652         dm_table_put(ci.map);
 653 }
 654 /*-----------------------------------------------------------------
 655  * CRUD END
 656  *---------------------------------------------------------------*/
 657
 658 /*
 659  * The request function that just remaps the bio built up by
 660  * dm_merge_bvec.
 661  */
 662 static int dm_request(request_queue_t *q, struct bio *bio)
 663 {
 664         int r;
 665         int rw = bio_data_dir(bio);
 666         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 667
 668         down_read(&md->io_lock);
 669
 670         disk_stat_inc(dm_disk(md), ios[rw]);
 671         disk_stat_add(dm_disk(md), sectors[rw], bio_sectors(bio));
 672
 673         /*
 674          * If we're suspended we have to queue
 675          * this io for later.
 676          */
 677         while (test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags)) {
 678                 up_read(&md->io_lock);
 679
 680                 if (bio_rw(bio) == READA) {
 681                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 682                         return 0;
 683                 }
 684
 685                 r = queue_io(md, bio);
 686                 if (r < 0) {
 687                         bio_io_error(bio, bio->bi_size);
 688                         return 0;
 689
 690                 } else if (r == 0)
 691                         return 0;       /* deferred successfully */
 692
 693                 /*
 694                  * We're in a while loop, because someone could suspend
 695                  * before we get to the following read lock.
 696                  */
 697                 down_read(&md->io_lock);
 698         }
 699
 700         __split_bio(md, bio);
 701         up_read(&md->io_lock);
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 static int dm_flush_all(request_queue_t *q, struct gendisk *disk,
 706                         sector_t *error_sector)
 707 {
 708         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 709         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 710         int ret = -ENXIO;
 711
 712         if (map) {
 713                 ret = dm_table_flush_all(map);
 714                 dm_table_put(map);
 715         }
 716
 717         return ret;
 718 }
 719
 720 static void dm_unplug_all(request_queue_t *q)
 721 {
 722         struct mapped_device *md = q->queuedata;
 723         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 724
 725         if (map) {
 726                 dm_table_unplug_all(map);
 727                 dm_table_put(map);
 728         }
 729 }
 730
 731 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
 732 {
 733         int r;
 734         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) congested_data;
 735         struct dm_table *map = dm_get_table(md);
 736
 737         if (!map || test_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags))
 738                 r = bdi_bits;
 739         else
 740                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
 741
 742         dm_table_put(map);
 743         return r;
 744 }
 745
 746 /*-----------------------------------------------------------------
 747  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
 748  *---------------------------------------------------------------*/
 749 static DEFINE_MUTEX(_minor_lock);
 750 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
 751
 752 static void free_minor(unsigned int minor)
 753 {
 754         mutex_lock(&_minor_lock);
 755         idr_remove(&_minor_idr, minor);
 756         mutex_unlock(&_minor_lock);
 757 }
 758
 759 /*
 760  * See if the device with a specific minor # is free.
 761  */
 762 static int specific_minor(struct mapped_device *md, unsigned int minor)
 763 {
 764         int r, m;
 765
 766         if (minor >= (1 << MINORBITS))
 767                 return -EINVAL;
 768
 769         mutex_lock(&_minor_lock);
 770
 771         if (idr_find(&_minor_idr, minor)) {
 772                 r = -EBUSY;
 773                 goto out;
 774         }
 775
 776         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 777         if (!r) {
 778                 r = -ENOMEM;
 779                 goto out;
 780         }
 781
 782         r = idr_get_new_above(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, &m);
 783         if (r) {
 784                 goto out;
 785         }
 786
 787         if (m != minor) {
 788                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 789                 r = -EBUSY;
 790                 goto out;
 791         }
 792
 793 out:
 794         mutex_unlock(&_minor_lock);
 795         return r;
 796 }
 797
 798 static int next_free_minor(struct mapped_device *md, unsigned int *minor)
 799 {
 800         int r;
 801         unsigned int m;
 802
 803         mutex_lock(&_minor_lock);
 804
 805         r = idr_pre_get(&_minor_idr, GFP_KERNEL);
 806         if (!r) {
 807                 r = -ENOMEM;
 808                 goto out;
 809         }
 810
 811         r = idr_get_new(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, &m);
 812         if (r) {
 813                 goto out;
 814         }
 815
 816         if (m >= (1 << MINORBITS)) {
 817                 idr_remove(&_minor_idr, m);
 818                 r = -ENOSPC;
 819                 goto out;
 820         }
 821
 822         *minor = m;
 823
 824 out:
 825         mutex_unlock(&_minor_lock);
 826         return r;
 827 }
 828
 829 static struct block_device_operations dm_blk_dops;
 830
 831 /*
 832  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
 833  */
 834 static struct mapped_device *alloc_dev(unsigned int minor, int persistent)
 835 {
 836         int r;
 837         struct mapped_device *md = kmalloc(sizeof(*md), GFP_KERNEL);
 838         void *old_md;
 839
 840         if (!md) {
 841                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
 842                 return NULL;
 843         }
 844
 845         /* get a minor number for the dev */
 846         r = persistent ? specific_minor(md, minor) : next_free_minor(md, &minor);
 847         if (r < 0)
 848                 goto bad1;
 849
 850         memset(md, 0, sizeof(*md));
 851         init_rwsem(&md->io_lock);
 852         init_MUTEX(&md->suspend_lock);
 853         rwlock_init(&md->map_lock);
 854         atomic_set(&md->holders, 1);
 855         atomic_set(&md->event_nr, 0);
 856
 857         md->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
 858         if (!md->queue)
 859                 goto bad1;
 860
 861         md->queue->queuedata = md;
 862         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
 863         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
 864         blk_queue_make_request(md->queue, dm_request);
 865         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
 866         md->queue->unplug_fn = dm_unplug_all;
 867         md->queue->issue_flush_fn = dm_flush_all;
 868
 869         md->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _io_cache);
 870         if (!md->io_pool)
 871                 goto bad2;
 872
 873         md->tio_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _tio_cache);
 874         if (!md->tio_pool)
 875                 goto bad3;
 876
 877         md->disk = alloc_disk(1);
 878         if (!md->disk)
 879                 goto bad4;
 880
 881         md->disk->major = _major;
 882         md->disk->first_minor = minor;
 883         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
 884         md->disk->queue = md->queue;
 885         md->disk->private_data = md;
 886         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
 887         add_disk(md->disk);
 888         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
 889
 890         atomic_set(&md->pending, 0);
 891         init_waitqueue_head(&md->wait);
 892         init_waitqueue_head(&md->eventq);
 893
 894         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
 895         mutex_lock(&_minor_lock);
 896         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
 897         mutex_unlock(&_minor_lock);
 898
 899         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
 900
 901         return md;
 902
 903  bad4:
 904         mempool_destroy(md->tio_pool);
 905  bad3:
 906         mempool_destroy(md->io_pool);
 907  bad2:
 908         blk_cleanup_queue(md->queue);
 909         free_minor(minor);
 910  bad1:
 911         kfree(md);
 912         return NULL;
 913 }
 914
 915 static void free_dev(struct mapped_device *md)
 916 {
 917         unsigned int minor = md->disk->first_minor;
 918
 919         if (md->suspended_bdev) {
 920                 thaw_bdev(md->suspended_bdev, NULL);
 921                 bdput(md->suspended_bdev);
 922         }
 923         mempool_destroy(md->tio_pool);
 924         mempool_destroy(md->io_pool);
 925         del_gendisk(md->disk);
 926         free_minor(minor);
 927         put_disk(md->disk);
 928         blk_cleanup_queue(md->queue);
 929         kfree(md);
 930 }
 931
 932 /*
 933  * Bind a table to the device.
 934  */
 935 static void event_callback(void *context)
 936 {
 937         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
 938
 939         atomic_inc(&md->event_nr);
 940         wake_up(&md->eventq);
 941 }
 942
 943 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
 944 {
 945         set_capacity(md->disk, size);
 946
 947         mutex_lock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
 948         i_size_write(md->suspended_bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
 949         mutex_unlock(&md->suspended_bdev->bd_inode->i_mutex);
 950 }
 951
 952 static int __bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
 953 {
 954         request_queue_t *q = md->queue;
 955         sector_t size;
 956
 957         size = dm_table_get_size(t);
 958
 959         /*
 960          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
 961          */
 962         if (size != get_capacity(md->disk))
 963                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
 964
 965         __set_size(md, size);
 966         if (size == 0)
 967                 return 0;
 968
 969         dm_table_get(t);
 970         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
 971
 972         write_lock(&md->map_lock);
 973         md->map = t;
 974         dm_table_set_restrictions(t, q);
 975         write_unlock(&md->map_lock);
 976
 977         return 0;
 978 }
 979
 980 static void __unbind(struct mapped_device *md)
 981 {
 982         struct dm_table *map = md->map;
 983
 984         if (!map)
 985                 return;
 986
 987         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
 988         write_lock(&md->map_lock);
 989         md->map = NULL;
 990         write_unlock(&md->map_lock);
 991         dm_table_put(map);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Constructor for a new device.
 996  */
 997 static int create_aux(unsigned int minor, int persistent,
 998                       struct mapped_device **result)
 999 {
1000         struct mapped_device *md;
1001
1002         md = alloc_dev(minor, persistent);
1003         if (!md)
1004                 return -ENXIO;
1005
1006         *result = md;
1007         return 0;
1008 }
1009
1010 int dm_create(struct mapped_device **result)
1011 {
1012         return create_aux(0, 0, result);
1013 }
1014
1015 int dm_create_with_minor(unsigned int minor, struct mapped_device **result)
1016 {
1017         return create_aux(minor, 1, result);
1018 }
1019
1020 static struct mapped_device *dm_find_md(dev_t dev)
1021 {
1022         struct mapped_device *md;
1023         unsigned minor = MINOR(dev);
1024
1025         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1026                 return NULL;
1027
1028         mutex_lock(&_minor_lock);
1029
1030         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1031         if (md && (md == MINOR_ALLOCED || (dm_disk(md)->first_minor != minor)))
1032                 md = NULL;
1033
1034         mutex_unlock(&_minor_lock);
1035
1036         return md;
1037 }
1038
1039 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1040 {
1041         struct mapped_device *md = dm_find_md(dev);
1042
1043         if (md)
1044                 dm_get(md);
1045
1046         return md;
1047 }
1048
1049 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1050 {
1051         return md->interface_ptr;
1052 }
1053
1054 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1055 {
1056         md->interface_ptr = ptr;
1057 }
1058
1059 void dm_get(struct mapped_device *md)
1060 {
1061         atomic_inc(&md->holders);
1062 }
1063
1064 void dm_put(struct mapped_device *md)
1065 {
1066         struct dm_table *map;
1067
1068         if (atomic_dec_and_test(&md->holders)) {
1069                 map = dm_get_table(md);
1070                 mutex_lock(&_minor_lock);
1071                 idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, dm_disk(md)->first_minor);
1072                 mutex_unlock(&_minor_lock);
1073                 if (!dm_suspended(md)) {
1074                         dm_table_presuspend_targets(map);
1075                         dm_table_postsuspend_targets(map);
1076                 }
1077                 __unbind(md);
1078                 dm_table_put(map);
1079                 free_dev(md);
1080         }
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Process the deferred bios
1085  */
1086 static void __flush_deferred_io(struct mapped_device *md, struct bio *c)
1087 {
1088         struct bio *n;
1089
1090         while (c) {
1091                 n = c->bi_next;
1092                 c->bi_next = NULL;
1093                 __split_bio(md, c);
1094                 c = n;
1095         }
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Swap in a new table (destroying old one).
1100  */
1101 int dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
1102 {
1103         int r = -EINVAL;
1104
1105         down(&md->suspend_lock);
1106
1107         /* device must be suspended */
1108         if (!dm_suspended(md))
1109                 goto out;
1110
1111         __unbind(md);
1112         r = __bind(md, table);
1113
1114 out:
1115         up(&md->suspend_lock);
1116         return r;
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
1121  * device.
1122  */
1123 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
1124 {
1125         int r;
1126
1127         WARN_ON(md->frozen_sb);
1128
1129         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->suspended_bdev);
1130         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
1131                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
1132                 md->frozen_sb = NULL;
1133                 return r;
1134         }
1135
1136         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1137
1138         /* don't bdput right now, we don't want the bdev
1139          * to go away while it is locked.
1140          */
1141         return 0;
1142 }
1143
1144 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
1145 {
1146         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
1147                 return;
1148
1149         thaw_bdev(md->suspended_bdev, md->frozen_sb);
1150         md->frozen_sb = NULL;
1151         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
1152 }
1153
1154 /*
1155  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
1156  * filesystem.  For example we might want to move some data in
1157  * the background.  Before the table can be swapped with
1158  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
1159  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
1160  */
1161 int dm_suspend(struct mapped_device *md, int do_lockfs)
1162 {
1163         struct dm_table *map = NULL;
1164         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1165         struct bio *def;
1166         int r = -EINVAL;
1167
1168         down(&md->suspend_lock);
1169
1170         if (dm_suspended(md))
1171                 goto out;
1172
1173         map = dm_get_table(md);
1174
1175         /* This does not get reverted if there's an error later. */
1176         dm_table_presuspend_targets(map);
1177
1178         md->suspended_bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1179         if (!md->suspended_bdev) {
1180                 DMWARN("bdget failed in dm_suspend");
1181                 r = -ENOMEM;
1182                 goto out;
1183         }
1184
1185         /* Flush I/O to the device. */
1186         if (do_lockfs) {
1187                 r = lock_fs(md);
1188                 if (r)
1189                         goto out;
1190         }
1191
1192         /*
1193          * First we set the BLOCK_IO flag so no more ios will be mapped.
1194          */
1195         down_write(&md->io_lock);
1196         set_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1197
1198         add_wait_queue(&md->wait, &wait);
1199         up_write(&md->io_lock);
1200
1201         /* unplug */
1202         if (map)
1203                 dm_table_unplug_all(map);
1204
1205         /*
1206          * Then we wait for the already mapped ios to
1207          * complete.
1208          */
1209         while (1) {
1210                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1211
1212                 if (!atomic_read(&md->pending) || signal_pending(current))
1213                         break;
1214
1215                 io_schedule();
1216         }
1217         set_current_state(TASK_RUNNING);
1218
1219         down_write(&md->io_lock);
1220         remove_wait_queue(&md->wait, &wait);
1221
1222         /* were we interrupted ? */
1223         r = -EINTR;
1224         if (atomic_read(&md->pending)) {
1225                 clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1226                 def = bio_list_get(&md->deferred);
1227                 __flush_deferred_io(md, def);
1228                 up_write(&md->io_lock);
1229                 unlock_fs(md);
1230                 goto out;
1231         }
1232         up_write(&md->io_lock);
1233
1234         dm_table_postsuspend_targets(map);
1235
1236         set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1237
1238         r = 0;
1239
1240 out:
1241         if (r && md->suspended_bdev) {
1242                 bdput(md->suspended_bdev);
1243                 md->suspended_bdev = NULL;
1244         }
1245
1246         dm_table_put(map);
1247         up(&md->suspend_lock);
1248         return r;
1249 }
1250
1251 int dm_resume(struct mapped_device *md)
1252 {
1253         int r = -EINVAL;
1254         struct bio *def;
1255         struct dm_table *map = NULL;
1256
1257         down(&md->suspend_lock);
1258         if (!dm_suspended(md))
1259                 goto out;
1260
1261         map = dm_get_table(md);
1262         if (!map || !dm_table_get_size(map))
1263                 goto out;
1264
1265         dm_table_resume_targets(map);
1266
1267         down_write(&md->io_lock);
1268         clear_bit(DMF_BLOCK_IO, &md->flags);
1269
1270         def = bio_list_get(&md->deferred);
1271         __flush_deferred_io(md, def);
1272         up_write(&md->io_lock);
1273
1274         unlock_fs(md);
1275
1276         bdput(md->suspended_bdev);
1277         md->suspended_bdev = NULL;
1278
1279         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1280
1281         dm_table_unplug_all(map);
1282
1283         r = 0;
1284
1285 out:
1286         dm_table_put(map);
1287         up(&md->suspend_lock);
1288
1289         return r;
1290 }
1291
1292 /*-----------------------------------------------------------------
1293  * Event notification.
1294  *---------------------------------------------------------------*/
1295 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
1296 {
1297         return atomic_read(&md->event_nr);
1298 }
1299
1300 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
1301 {
1302         return wait_event_interruptible(md->eventq,
1303                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
1304 }
1305
1306 /*
1307  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
1308  * count on 'md'.
1309  */
1310 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
1311 {
1312         return md->disk;
1313 }
1314
1315 int dm_suspended(struct mapped_device *md)
1316 {
1317         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
1318 }
1319
1320 static struct block_device_operations dm_blk_dops = {
1321         .open = dm_blk_open,
1322         .release = dm_blk_close,
1323         .getgeo = dm_blk_getgeo,
1324         .owner = THIS_MODULE
1325 };
1326
1327 EXPORT_SYMBOL(dm_get_mapinfo);
1328
1329 /*
1330  * module hooks
1331  */
1332 module_init(dm_init);
1333 module_exit(dm_exit);
1334
1335 module_param(major, uint, 0);
1336 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
1337 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
1338 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
1339 MODULE_LICENSE("GPL");