GNU Linux-libre 4.9.294-gnu1
[releases.git] / drivers / md / dm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm-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 #include <linux/vmalloc.h>
25
26 #define DM_MSG_PREFIX "core"
27
28 #ifdef CONFIG_PRINTK
29 /*
30  * ratelimit state to be used in DMXXX_LIMIT().
31  */
32 DEFINE_RATELIMIT_STATE(dm_ratelimit_state,
33                        DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
34                        DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
35 EXPORT_SYMBOL(dm_ratelimit_state);
36 #endif
37
38 /*
39  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
40  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
41  */
42 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
43 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
44
45 static const char *_name = DM_NAME;
46
47 static unsigned int major = 0;
48 static unsigned int _major = 0;
49
50 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
51
52 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
53
54 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
55
56 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
57
58 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
59
60 /*
61  * One of these is allocated per bio.
62  */
63 struct dm_io {
64         struct mapped_device *md;
65         int error;
66         atomic_t io_count;
67         struct bio *bio;
68         unsigned long start_time;
69         spinlock_t endio_lock;
70         struct dm_stats_aux stats_aux;
71 };
72
73 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
74
75 /*
76  * Bits for the md->flags field.
77  */
78 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
79 #define DMF_SUSPENDED 1
80 #define DMF_FROZEN 2
81 #define DMF_FREEING 3
82 #define DMF_DELETING 4
83 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
84 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 6
85 #define DMF_SUSPENDED_INTERNALLY 7
86
87 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
88 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
89
90 /*
91  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
92  */
93 struct dm_md_mempools {
94         mempool_t *io_pool;
95         mempool_t *rq_pool;
96         struct bio_set *bs;
97 };
98
99 struct table_device {
100         struct list_head list;
101         atomic_t count;
102         struct dm_dev dm_dev;
103 };
104
105 static struct kmem_cache *_io_cache;
106 static struct kmem_cache *_rq_tio_cache;
107 static struct kmem_cache *_rq_cache;
108
109 /*
110  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
111  */
112 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
113 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
114
115 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
116 {
117         int param = ACCESS_ONCE(*module_param);
118         int modified_param = 0;
119         bool modified = true;
120
121         if (param < min)
122                 modified_param = min;
123         else if (param > max)
124                 modified_param = max;
125         else
126                 modified = false;
127
128         if (modified) {
129                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
130                 param = modified_param;
131         }
132
133         return param;
134 }
135
136 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
137                                unsigned def, unsigned max)
138 {
139         unsigned param = ACCESS_ONCE(*module_param);
140         unsigned modified_param = 0;
141
142         if (!param)
143                 modified_param = def;
144         else if (param > max)
145                 modified_param = max;
146
147         if (modified_param) {
148                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
149                 param = modified_param;
150         }
151
152         return param;
153 }
154
155 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
156 {
157         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
158                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
159 }
160 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
161
162 static unsigned dm_get_numa_node(void)
163 {
164         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
165                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
166 }
167
168 static int __init local_init(void)
169 {
170         int r = -ENOMEM;
171
172         /* allocate a slab for the dm_ios */
173         _io_cache = KMEM_CACHE(dm_io, 0);
174         if (!_io_cache)
175                 return r;
176
177         _rq_tio_cache = KMEM_CACHE(dm_rq_target_io, 0);
178         if (!_rq_tio_cache)
179                 goto out_free_io_cache;
180
181         _rq_cache = kmem_cache_create("dm_old_clone_request", sizeof(struct request),
182                                       __alignof__(struct request), 0, NULL);
183         if (!_rq_cache)
184                 goto out_free_rq_tio_cache;
185
186         r = dm_uevent_init();
187         if (r)
188                 goto out_free_rq_cache;
189
190         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
191         if (!deferred_remove_workqueue) {
192                 r = -ENOMEM;
193                 goto out_uevent_exit;
194         }
195
196         _major = major;
197         r = register_blkdev(_major, _name);
198         if (r < 0)
199                 goto out_free_workqueue;
200
201         if (!_major)
202                 _major = r;
203
204         return 0;
205
206 out_free_workqueue:
207         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
208 out_uevent_exit:
209         dm_uevent_exit();
210 out_free_rq_cache:
211         kmem_cache_destroy(_rq_cache);
212 out_free_rq_tio_cache:
213         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
214 out_free_io_cache:
215         kmem_cache_destroy(_io_cache);
216
217         return r;
218 }
219
220 static void local_exit(void)
221 {
222         flush_scheduled_work();
223         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
224
225         kmem_cache_destroy(_rq_cache);
226         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
227         kmem_cache_destroy(_io_cache);
228         unregister_blkdev(_major, _name);
229         dm_uevent_exit();
230
231         _major = 0;
232
233         DMINFO("cleaned up");
234 }
235
236 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
237         local_init,
238         dm_target_init,
239         dm_linear_init,
240         dm_stripe_init,
241         dm_io_init,
242         dm_kcopyd_init,
243         dm_interface_init,
244         dm_statistics_init,
245 };
246
247 static void (*_exits[])(void) = {
248         local_exit,
249         dm_target_exit,
250         dm_linear_exit,
251         dm_stripe_exit,
252         dm_io_exit,
253         dm_kcopyd_exit,
254         dm_interface_exit,
255         dm_statistics_exit,
256 };
257
258 static int __init dm_init(void)
259 {
260         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
261
262         int r, i;
263
264         for (i = 0; i < count; i++) {
265                 r = _inits[i]();
266                 if (r)
267                         goto bad;
268         }
269
270         return 0;
271
272       bad:
273         while (i--)
274                 _exits[i]();
275
276         return r;
277 }
278
279 static void __exit dm_exit(void)
280 {
281         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
282
283         while (i--)
284                 _exits[i]();
285
286         /*
287          * Should be empty by this point.
288          */
289         idr_destroy(&_minor_idr);
290 }
291
292 /*
293  * Block device functions
294  */
295 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
296 {
297         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
298 }
299
300 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
301 {
302         struct mapped_device *md;
303
304         spin_lock(&_minor_lock);
305
306         md = bdev->bd_disk->private_data;
307         if (!md)
308                 goto out;
309
310         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
311             dm_deleting_md(md)) {
312                 md = NULL;
313                 goto out;
314         }
315
316         dm_get(md);
317         atomic_inc(&md->open_count);
318 out:
319         spin_unlock(&_minor_lock);
320
321         return md ? 0 : -ENXIO;
322 }
323
324 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
325 {
326         struct mapped_device *md;
327
328         spin_lock(&_minor_lock);
329
330         md = disk->private_data;
331         if (WARN_ON(!md))
332                 goto out;
333
334         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
335             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
336                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
337
338         dm_put(md);
339 out:
340         spin_unlock(&_minor_lock);
341 }
342
343 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
344 {
345         return atomic_read(&md->open_count);
346 }
347
348 /*
349  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
350  */
351 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
352 {
353         int r = 0;
354
355         spin_lock(&_minor_lock);
356
357         if (dm_open_count(md)) {
358                 r = -EBUSY;
359                 if (mark_deferred)
360                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
361         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
362                 r = -EEXIST;
363         else
364                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
365
366         spin_unlock(&_minor_lock);
367
368         return r;
369 }
370
371 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
372 {
373         int r = 0;
374
375         spin_lock(&_minor_lock);
376
377         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
378                 r = -EBUSY;
379         else
380                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
381
382         spin_unlock(&_minor_lock);
383
384         return r;
385 }
386
387 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
388 {
389         dm_deferred_remove();
390 }
391
392 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
393 {
394         return get_capacity(md->disk);
395 }
396
397 struct request_queue *dm_get_md_queue(struct mapped_device *md)
398 {
399         return md->queue;
400 }
401
402 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
403 {
404         return &md->stats;
405 }
406
407 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
408 {
409         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
410
411         return dm_get_geometry(md, geo);
412 }
413
414 static int dm_grab_bdev_for_ioctl(struct mapped_device *md,
415                                   struct block_device **bdev,
416                                   fmode_t *mode)
417 {
418         struct dm_target *tgt;
419         struct dm_table *map;
420         int srcu_idx, r;
421
422 retry:
423         r = -ENOTTY;
424         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
425         if (!map || !dm_table_get_size(map))
426                 goto out;
427
428         /* We only support devices that have a single target */
429         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
430                 goto out;
431
432         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
433         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
434                 goto out;
435
436         if (dm_suspended_md(md)) {
437                 r = -EAGAIN;
438                 goto out;
439         }
440
441         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev, mode);
442         if (r < 0)
443                 goto out;
444
445         bdgrab(*bdev);
446         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
447         return r;
448
449 out:
450         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
451         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
452                 msleep(10);
453                 goto retry;
454         }
455         return r;
456 }
457
458 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
459                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
460 {
461         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
462         int r;
463
464         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
465         if (r < 0)
466                 return r;
467
468         if (r > 0) {
469                 /*
470                  * Target determined this ioctl is being issued against
471                  * a logical partition of the parent bdev; so extra
472                  * validation is needed.
473                  */
474                 r = scsi_verify_blk_ioctl(NULL, cmd);
475                 if (r)
476                         goto out;
477         }
478
479         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
480 out:
481         bdput(bdev);
482         return r;
483 }
484
485 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md)
486 {
487         return mempool_alloc(md->io_pool, GFP_NOIO);
488 }
489
490 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
491 {
492         mempool_free(io, md->io_pool);
493 }
494
495 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
496 {
497         bio_put(&tio->clone);
498 }
499
500 int md_in_flight(struct mapped_device *md)
501 {
502         return atomic_read(&md->pending[READ]) +
503                atomic_read(&md->pending[WRITE]);
504 }
505
506 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
507 {
508         struct mapped_device *md = io->md;
509         struct bio *bio = io->bio;
510         int cpu;
511         int rw = bio_data_dir(bio);
512
513         io->start_time = jiffies;
514
515         cpu = part_stat_lock();
516         part_round_stats(cpu, &dm_disk(md)->part0);
517         part_stat_unlock();
518         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw],
519                 atomic_inc_return(&md->pending[rw]));
520
521         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
522                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
523                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
524                                     false, 0, &io->stats_aux);
525 }
526
527 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
528 {
529         struct mapped_device *md = io->md;
530         struct bio *bio = io->bio;
531         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
532         int pending;
533         int rw = bio_data_dir(bio);
534
535         generic_end_io_acct(rw, &dm_disk(md)->part0, io->start_time);
536
537         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
538                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
539                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
540                                     true, duration, &io->stats_aux);
541
542         /*
543          * After this is decremented the bio must not be touched if it is
544          * a flush.
545          */
546         pending = atomic_dec_return(&md->pending[rw]);
547         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw], pending);
548         pending += atomic_read(&md->pending[rw^0x1]);
549
550         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
551         if (!pending)
552                 wake_up(&md->wait);
553 }
554
555 /*
556  * Add the bio to the list of deferred io.
557  */
558 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
559 {
560         unsigned long flags;
561
562         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
563         bio_list_add(&md->deferred, bio);
564         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
565         queue_work(md->wq, &md->work);
566 }
567
568 /*
569  * Everyone (including functions in this file), should use this
570  * function to access the md->map field, and make sure they call
571  * dm_put_live_table() when finished.
572  */
573 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
574 {
575         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
576
577         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
578 }
579
580 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
581 {
582         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
583 }
584
585 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
586 {
587         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
588         synchronize_rcu_expedited();
589 }
590
591 /*
592  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
593  * The caller must not block between these two functions.
594  */
595 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
596 {
597         rcu_read_lock();
598         return rcu_dereference(md->map);
599 }
600
601 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
602 {
603         rcu_read_unlock();
604 }
605
606 /*
607  * Open a table device so we can use it as a map destination.
608  */
609 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
610                              struct mapped_device *md)
611 {
612         static char *_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
613         struct block_device *bdev;
614
615         int r;
616
617         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
618
619         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _claim_ptr);
620         if (IS_ERR(bdev))
621                 return PTR_ERR(bdev);
622
623         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
624         if (r) {
625                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
626                 return r;
627         }
628
629         td->dm_dev.bdev = bdev;
630         return 0;
631 }
632
633 /*
634  * Close a table device that we've been using.
635  */
636 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
637 {
638         if (!td->dm_dev.bdev)
639                 return;
640
641         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
642         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
643         td->dm_dev.bdev = NULL;
644 }
645
646 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
647                                               fmode_t mode) {
648         struct table_device *td;
649
650         list_for_each_entry(td, l, list)
651                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
652                         return td;
653
654         return NULL;
655 }
656
657 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
658                         struct dm_dev **result) {
659         int r;
660         struct table_device *td;
661
662         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
663         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
664         if (!td) {
665                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
666                 if (!td) {
667                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
668                         return -ENOMEM;
669                 }
670
671                 td->dm_dev.mode = mode;
672                 td->dm_dev.bdev = NULL;
673
674                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
675                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
676                         kfree(td);
677                         return r;
678                 }
679
680                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
681
682                 atomic_set(&td->count, 0);
683                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
684         }
685         atomic_inc(&td->count);
686         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
687
688         *result = &td->dm_dev;
689         return 0;
690 }
691 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
692
693 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
694 {
695         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
696
697         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
698         if (atomic_dec_and_test(&td->count)) {
699                 close_table_device(td, md);
700                 list_del(&td->list);
701                 kfree(td);
702         }
703         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
704 }
705 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
706
707 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
708 {
709         struct list_head *tmp, *next;
710
711         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
712                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
713
714                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
715                        td->dm_dev.name, atomic_read(&td->count));
716                 kfree(td);
717         }
718 }
719
720 /*
721  * Get the geometry associated with a dm device
722  */
723 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
724 {
725         *geo = md->geometry;
726
727         return 0;
728 }
729
730 /*
731  * Set the geometry of a device.
732  */
733 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
734 {
735         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
736
737         if (geo->start > sz) {
738                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
739                 return -EINVAL;
740         }
741
742         md->geometry = *geo;
743
744         return 0;
745 }
746
747 /*-----------------------------------------------------------------
748  * CRUD START:
749  *   A more elegant soln is in the works that uses the queue
750  *   merge fn, unfortunately there are a couple of changes to
751  *   the block layer that I want to make for this.  So in the
752  *   interests of getting something for people to use I give
753  *   you this clearly demarcated crap.
754  *---------------------------------------------------------------*/
755
756 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
757 {
758         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
759 }
760
761 /*
762  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
763  * cloned into, completing the original io if necc.
764  */
765 static void dec_pending(struct dm_io *io, int error)
766 {
767         unsigned long flags;
768         int io_error;
769         struct bio *bio;
770         struct mapped_device *md = io->md;
771
772         /* Push-back supersedes any I/O errors */
773         if (unlikely(error)) {
774                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
775                 if (!(io->error > 0 && __noflush_suspending(md)))
776                         io->error = error;
777                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
778         }
779
780         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
781                 if (io->error == DM_ENDIO_REQUEUE) {
782                         /*
783                          * Target requested pushing back the I/O.
784                          */
785                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
786                         if (__noflush_suspending(md))
787                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->bio);
788                         else
789                                 /* noflush suspend was interrupted. */
790                                 io->error = -EIO;
791                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
792                 }
793
794                 io_error = io->error;
795                 bio = io->bio;
796                 end_io_acct(io);
797                 free_io(md, io);
798
799                 if (io_error == DM_ENDIO_REQUEUE)
800                         return;
801
802                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
803                         /*
804                          * Preflush done for flush with data, reissue
805                          * without REQ_PREFLUSH.
806                          */
807                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
808                         queue_io(md, bio);
809                 } else {
810                         /* done with normal IO or empty flush */
811                         trace_block_bio_complete(md->queue, bio, io_error);
812                         if (io_error)
813                                 bio->bi_error = io_error;
814                         bio_endio(bio);
815                 }
816         }
817 }
818
819 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
820 {
821         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
822
823         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
824         limits->max_write_same_sectors = 0;
825 }
826
827 static void clone_endio(struct bio *bio)
828 {
829         int error = bio->bi_error;
830         int r = error;
831         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
832         struct dm_io *io = tio->io;
833         struct mapped_device *md = tio->io->md;
834         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
835
836         if (endio) {
837                 r = endio(tio->ti, bio, error);
838                 if (r < 0 || r == DM_ENDIO_REQUEUE)
839                         /*
840                          * error and requeue request are handled
841                          * in dec_pending().
842                          */
843                         error = r;
844                 else if (r == DM_ENDIO_INCOMPLETE)
845                         /* The target will handle the io */
846                         return;
847                 else if (r) {
848                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
849                         BUG();
850                 }
851         }
852
853         if (unlikely(r == -EREMOTEIO && (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME) &&
854                      !bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->limits.max_write_same_sectors))
855                 disable_write_same(md);
856
857         free_tio(tio);
858         dec_pending(io, error);
859 }
860
861 /*
862  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
863  * target boundary.
864  */
865 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
866 {
867         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
868
869         return ti->len - target_offset;
870 }
871
872 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
873 {
874         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
875         sector_t offset, max_len;
876
877         /*
878          * Does the target need to split even further?
879          */
880         if (ti->max_io_len) {
881                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
882                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
883                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
884                 else
885                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
886                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
887
888                 if (len > max_len)
889                         len = max_len;
890         }
891
892         return len;
893 }
894
895 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
896 {
897         if (len > UINT_MAX) {
898                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
899                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
900                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
901                 return -EINVAL;
902         }
903
904         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
905
906         return 0;
907 }
908 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
909
910 static long dm_blk_direct_access(struct block_device *bdev, sector_t sector,
911                                  void **kaddr, pfn_t *pfn, long size)
912 {
913         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
914         struct dm_table *map;
915         struct dm_target *ti;
916         int srcu_idx;
917         long len, ret = -EIO;
918
919         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
920         if (!map)
921                 goto out;
922
923         ti = dm_table_find_target(map, sector);
924         if (!dm_target_is_valid(ti))
925                 goto out;
926
927         len = max_io_len(sector, ti) << SECTOR_SHIFT;
928         size = min(len, size);
929
930         if (ti->type->direct_access)
931                 ret = ti->type->direct_access(ti, sector, kaddr, pfn, size);
932 out:
933         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
934         return min(ret, size);
935 }
936
937 /*
938  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
939  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH.
940  *
941  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
942  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
943  * sent in a next bio.
944  *
945  * A diagram that explains the arithmetics:
946  * +--------------------+---------------+-------+
947  * |         1          |       2       |   3   |
948  * +--------------------+---------------+-------+
949  *
950  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
951  *                      <------- bi_size ------->
952  *                      <-- n_sectors -->
953  *
954  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
955  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
956  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
957  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
958  *       to make it empty)
959  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
960  *
961  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
962  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
963  * copies of the bio.
964  */
965 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
966 {
967         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
968         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
969         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
970         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
971         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
972         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
973         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
974 }
975 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
976
977 /*
978  * Flush current->bio_list when the target map method blocks.
979  * This fixes deadlocks in snapshot and possibly in other targets.
980  */
981 struct dm_offload {
982         struct blk_plug plug;
983         struct blk_plug_cb cb;
984 };
985
986 static void flush_current_bio_list(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
987 {
988         struct dm_offload *o = container_of(cb, struct dm_offload, cb);
989         struct bio_list list;
990         struct bio *bio;
991         int i;
992
993         INIT_LIST_HEAD(&o->cb.list);
994
995         if (unlikely(!current->bio_list))
996                 return;
997
998         for (i = 0; i < 2; i++) {
999                 list = current->bio_list[i];
1000                 bio_list_init(&current->bio_list[i]);
1001
1002                 while ((bio = bio_list_pop(&list))) {
1003                         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
1004                         if (unlikely(!bs) || bs == fs_bio_set) {
1005                                 bio_list_add(&current->bio_list[i], bio);
1006                                 continue;
1007                         }
1008
1009                         spin_lock(&bs->rescue_lock);
1010                         bio_list_add(&bs->rescue_list, bio);
1011                         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
1012                         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
1013                 }
1014         }
1015 }
1016
1017 static void dm_offload_start(struct dm_offload *o)
1018 {
1019         blk_start_plug(&o->plug);
1020         o->cb.callback = flush_current_bio_list;
1021         list_add(&o->cb.list, &current->plug->cb_list);
1022 }
1023
1024 static void dm_offload_end(struct dm_offload *o)
1025 {
1026         list_del(&o->cb.list);
1027         blk_finish_plug(&o->plug);
1028 }
1029
1030 static void __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1031 {
1032         int r;
1033         sector_t sector;
1034         struct dm_offload o;
1035         struct bio *clone = &tio->clone;
1036         struct dm_target *ti = tio->ti;
1037
1038         clone->bi_end_io = clone_endio;
1039
1040         /*
1041          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1042          * anything, the target has assumed ownership of
1043          * this io.
1044          */
1045         atomic_inc(&tio->io->io_count);
1046         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1047
1048         dm_offload_start(&o);
1049         r = ti->type->map(ti, clone);
1050         dm_offload_end(&o);
1051
1052         if (r == DM_MAPIO_REMAPPED) {
1053                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1054
1055                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(clone->bi_bdev), clone,
1056                                       tio->io->bio->bi_bdev->bd_dev, sector);
1057
1058                 generic_make_request(clone);
1059         } else if (r < 0 || r == DM_MAPIO_REQUEUE) {
1060                 /* error the io and bail out, or requeue it if needed */
1061                 dec_pending(tio->io, r);
1062                 free_tio(tio);
1063         } else if (r != DM_MAPIO_SUBMITTED) {
1064                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1065                 BUG();
1066         }
1067 }
1068
1069 struct clone_info {
1070         struct mapped_device *md;
1071         struct dm_table *map;
1072         struct bio *bio;
1073         struct dm_io *io;
1074         sector_t sector;
1075         unsigned sector_count;
1076 };
1077
1078 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1079 {
1080         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1081         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1086  */
1087 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1088                      sector_t sector, unsigned len)
1089 {
1090         struct bio *clone = &tio->clone;
1091
1092         __bio_clone_fast(clone, bio);
1093
1094         if (bio_integrity(bio)) {
1095                 int r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1096                 if (r < 0)
1097                         return r;
1098         }
1099
1100         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1101         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1102
1103         if (bio_integrity(bio))
1104                 bio_integrity_trim(clone, 0, len);
1105
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci,
1110                                       struct dm_target *ti,
1111                                       unsigned target_bio_nr)
1112 {
1113         struct dm_target_io *tio;
1114         struct bio *clone;
1115
1116         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, ci->md->bs);
1117         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
1118
1119         tio->io = ci->io;
1120         tio->ti = ti;
1121         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
1122
1123         return tio;
1124 }
1125
1126 static void __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1127                                        struct dm_target *ti,
1128                                        unsigned target_bio_nr, unsigned *len)
1129 {
1130         struct dm_target_io *tio = alloc_tio(ci, ti, target_bio_nr);
1131         struct bio *clone = &tio->clone;
1132
1133         tio->len_ptr = len;
1134
1135         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1136         if (len)
1137                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1138
1139         __map_bio(tio);
1140 }
1141
1142 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1143                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1144 {
1145         unsigned target_bio_nr;
1146
1147         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_bios; target_bio_nr++)
1148                 __clone_and_map_simple_bio(ci, ti, target_bio_nr, len);
1149 }
1150
1151 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1152 {
1153         unsigned target_nr = 0;
1154         struct dm_target *ti;
1155
1156         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1157         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1158                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1159
1160         return 0;
1161 }
1162
1163 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1164                                      sector_t sector, unsigned *len)
1165 {
1166         struct bio *bio = ci->bio;
1167         struct dm_target_io *tio;
1168         unsigned target_bio_nr;
1169         unsigned num_target_bios = 1;
1170         int r = 0;
1171
1172         /*
1173          * Does the target want to receive duplicate copies of the bio?
1174          */
1175         if (bio_data_dir(bio) == WRITE && ti->num_write_bios)
1176                 num_target_bios = ti->num_write_bios(ti, bio);
1177
1178         for (target_bio_nr = 0; target_bio_nr < num_target_bios; target_bio_nr++) {
1179                 tio = alloc_tio(ci, ti, target_bio_nr);
1180                 tio->len_ptr = len;
1181                 r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1182                 if (r < 0) {
1183                         free_tio(tio);
1184                         break;
1185                 }
1186                 __map_bio(tio);
1187         }
1188
1189         return r;
1190 }
1191
1192 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1193
1194 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1195 {
1196         return ti->num_discard_bios;
1197 }
1198
1199 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1200 {
1201         return ti->num_write_same_bios;
1202 }
1203
1204 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1205
1206 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1207 {
1208         return ti->split_discard_bios;
1209 }
1210
1211 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci,
1212                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1213                                        is_split_required_fn is_split_required)
1214 {
1215         struct dm_target *ti;
1216         unsigned len;
1217         unsigned num_bios;
1218
1219         do {
1220                 ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1221                 if (!dm_target_is_valid(ti))
1222                         return -EIO;
1223
1224                 /*
1225                  * Even though the device advertised support for this type of
1226                  * request, that does not mean every target supports it, and
1227                  * reconfiguration might also have changed that since the
1228                  * check was performed.
1229                  */
1230                 num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1231                 if (!num_bios)
1232                         return -EOPNOTSUPP;
1233
1234                 if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1235                         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1236                 else
1237                         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1238
1239                 __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1240
1241                 ci->sector += len;
1242         } while (ci->sector_count -= len);
1243
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 static int __send_discard(struct clone_info *ci)
1248 {
1249         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_discard_bios,
1250                                            is_split_required_for_discard);
1251 }
1252
1253 static int __send_write_same(struct clone_info *ci)
1254 {
1255         return __send_changing_extent_only(ci, get_num_write_same_bios, NULL);
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1260  */
1261 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1262 {
1263         struct bio *bio = ci->bio;
1264         struct dm_target *ti;
1265         unsigned len;
1266         int r;
1267
1268         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD))
1269                 return __send_discard(ci);
1270         else if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1271                 return __send_write_same(ci);
1272
1273         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1274         if (!dm_target_is_valid(ti))
1275                 return -EIO;
1276
1277         len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti), ci->sector_count);
1278
1279         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1280         if (r < 0)
1281                 return r;
1282
1283         ci->sector += len;
1284         ci->sector_count -= len;
1285
1286         return 0;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1291  */
1292 static void __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1293                                     struct dm_table *map, struct bio *bio)
1294 {
1295         struct clone_info ci;
1296         int error = 0;
1297
1298         if (unlikely(!map)) {
1299                 bio_io_error(bio);
1300                 return;
1301         }
1302
1303         ci.map = map;
1304         ci.md = md;
1305         ci.io = alloc_io(md);
1306         ci.io->error = 0;
1307         atomic_set(&ci.io->io_count, 1);
1308         ci.io->bio = bio;
1309         ci.io->md = md;
1310         spin_lock_init(&ci.io->endio_lock);
1311         ci.sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1312
1313         start_io_acct(ci.io);
1314
1315         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1316                 ci.bio = &ci.md->flush_bio;
1317                 ci.sector_count = 0;
1318                 error = __send_empty_flush(&ci);
1319                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1320         } else {
1321                 ci.bio = bio;
1322                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1323                 while (ci.sector_count && !error)
1324                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1325         }
1326
1327         /* drop the extra reference count */
1328         dec_pending(ci.io, error);
1329 }
1330 /*-----------------------------------------------------------------
1331  * CRUD END
1332  *---------------------------------------------------------------*/
1333
1334 /*
1335  * The request function that just remaps the bio built up by
1336  * dm_merge_bvec.
1337  */
1338 static blk_qc_t dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1339 {
1340         int rw = bio_data_dir(bio);
1341         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1342         int srcu_idx;
1343         struct dm_table *map;
1344
1345         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1346
1347         generic_start_io_acct(rw, bio_sectors(bio), &dm_disk(md)->part0);
1348
1349         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1350         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1351                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1352
1353                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1354                         queue_io(md, bio);
1355                 else
1356                         bio_io_error(bio);
1357                 return BLK_QC_T_NONE;
1358         }
1359
1360         __split_and_process_bio(md, map, bio);
1361         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1362         return BLK_QC_T_NONE;
1363 }
1364
1365 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1366 {
1367         int r = bdi_bits;
1368         struct mapped_device *md = congested_data;
1369         struct dm_table *map;
1370
1371         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1372                 if (dm_request_based(md)) {
1373                         /*
1374                          * With request-based DM we only need to check the
1375                          * top-level queue for congestion.
1376                          */
1377                         r = md->queue->backing_dev_info.wb.state & bdi_bits;
1378                 } else {
1379                         map = dm_get_live_table_fast(md);
1380                         if (map)
1381                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1382                         dm_put_live_table_fast(md);
1383                 }
1384         }
1385
1386         return r;
1387 }
1388
1389 /*-----------------------------------------------------------------
1390  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1391  *---------------------------------------------------------------*/
1392 static void free_minor(int minor)
1393 {
1394         spin_lock(&_minor_lock);
1395         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1396         spin_unlock(&_minor_lock);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * See if the device with a specific minor # is free.
1401  */
1402 static int specific_minor(int minor)
1403 {
1404         int r;
1405
1406         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1407                 return -EINVAL;
1408
1409         idr_preload(GFP_KERNEL);
1410         spin_lock(&_minor_lock);
1411
1412         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1413
1414         spin_unlock(&_minor_lock);
1415         idr_preload_end();
1416         if (r < 0)
1417                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 static int next_free_minor(int *minor)
1422 {
1423         int r;
1424
1425         idr_preload(GFP_KERNEL);
1426         spin_lock(&_minor_lock);
1427
1428         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1429
1430         spin_unlock(&_minor_lock);
1431         idr_preload_end();
1432         if (r < 0)
1433                 return r;
1434         *minor = r;
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1439
1440 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1441
1442 void dm_init_md_queue(struct mapped_device *md)
1443 {
1444         /*
1445          * Request-based dm devices cannot be stacked on top of bio-based dm
1446          * devices.  The type of this dm device may not have been decided yet.
1447          * The type is decided at the first table loading time.
1448          * To prevent problematic device stacking, clear the queue flag
1449          * for request stacking support until then.
1450          *
1451          * This queue is new, so no concurrency on the queue_flags.
1452          */
1453         queue_flag_clear_unlocked(QUEUE_FLAG_STACKABLE, md->queue);
1454
1455         /*
1456          * Initialize data that will only be used by a non-blk-mq DM queue
1457          * - must do so here (in alloc_dev callchain) before queue is used
1458          */
1459         md->queue->queuedata = md;
1460 }
1461
1462 void dm_init_normal_md_queue(struct mapped_device *md)
1463 {
1464         md->use_blk_mq = false;
1465         dm_init_md_queue(md);
1466
1467         /*
1468          * Initialize aspects of queue that aren't relevant for blk-mq
1469          */
1470         md->queue->backing_dev_info.congested_data = md;
1471         md->queue->backing_dev_info.congested_fn = dm_any_congested;
1472         blk_queue_bounce_limit(md->queue, BLK_BOUNCE_ANY);
1473 }
1474
1475 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1476 {
1477         if (md->wq)
1478                 destroy_workqueue(md->wq);
1479         if (md->kworker_task)
1480                 kthread_stop(md->kworker_task);
1481         mempool_destroy(md->io_pool);
1482         mempool_destroy(md->rq_pool);
1483         if (md->bs)
1484                 bioset_free(md->bs);
1485
1486         if (md->disk) {
1487                 spin_lock(&_minor_lock);
1488                 md->disk->private_data = NULL;
1489                 spin_unlock(&_minor_lock);
1490                 del_gendisk(md->disk);
1491                 put_disk(md->disk);
1492         }
1493
1494         if (md->queue)
1495                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1496
1497         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1498
1499         if (md->bdev) {
1500                 bdput(md->bdev);
1501                 md->bdev = NULL;
1502         }
1503
1504         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1509  */
1510 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1511 {
1512         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1513         struct mapped_device *md;
1514         void *old_md;
1515
1516         md = vzalloc_node(sizeof(*md), numa_node_id);
1517         if (!md) {
1518                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1519                 return NULL;
1520         }
1521
1522         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1523                 goto bad_module_get;
1524
1525         /* get a minor number for the dev */
1526         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1527                 r = next_free_minor(&minor);
1528         else
1529                 r = specific_minor(minor);
1530         if (r < 0)
1531                 goto bad_minor;
1532
1533         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1534         if (r < 0)
1535                 goto bad_io_barrier;
1536
1537         md->numa_node_id = numa_node_id;
1538         md->use_blk_mq = dm_use_blk_mq_default();
1539         md->init_tio_pdu = false;
1540         md->type = DM_TYPE_NONE;
1541         mutex_init(&md->suspend_lock);
1542         mutex_init(&md->type_lock);
1543         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1544         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1545         atomic_set(&md->holders, 1);
1546         atomic_set(&md->open_count, 0);
1547         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1548         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1549         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1550         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1551         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1552
1553         md->queue = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, numa_node_id);
1554         if (!md->queue)
1555                 goto bad;
1556
1557         dm_init_md_queue(md);
1558         /*
1559          * default to bio-based required ->make_request_fn until DM
1560          * table is loaded and md->type established. If request-based
1561          * table is loaded: blk-mq will override accordingly.
1562          */
1563         blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request);
1564
1565         md->disk = alloc_disk_node(1, numa_node_id);
1566         if (!md->disk)
1567                 goto bad;
1568
1569         atomic_set(&md->pending[0], 0);
1570         atomic_set(&md->pending[1], 0);
1571         init_waitqueue_head(&md->wait);
1572         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1573         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1574         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1575         md->kworker_task = NULL;
1576
1577         md->disk->major = _major;
1578         md->disk->first_minor = minor;
1579         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1580         md->disk->queue = md->queue;
1581         md->disk->private_data = md;
1582         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1583         add_disk(md->disk);
1584         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1585
1586         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1587         if (!md->wq)
1588                 goto bad;
1589
1590         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1591         if (!md->bdev)
1592                 goto bad;
1593
1594         bio_init(&md->flush_bio);
1595         md->flush_bio.bi_bdev = md->bdev;
1596         bio_set_op_attrs(&md->flush_bio, REQ_OP_WRITE, WRITE_FLUSH);
1597
1598         dm_stats_init(&md->stats);
1599
1600         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1601         spin_lock(&_minor_lock);
1602         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1603         spin_unlock(&_minor_lock);
1604
1605         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1606
1607         return md;
1608
1609 bad:
1610         cleanup_mapped_device(md);
1611 bad_io_barrier:
1612         free_minor(minor);
1613 bad_minor:
1614         module_put(THIS_MODULE);
1615 bad_module_get:
1616         kvfree(md);
1617         return NULL;
1618 }
1619
1620 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1621
1622 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1623 {
1624         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
1625
1626         unlock_fs(md);
1627
1628         cleanup_mapped_device(md);
1629
1630         free_table_devices(&md->table_devices);
1631         dm_stats_cleanup(&md->stats);
1632         free_minor(minor);
1633
1634         module_put(THIS_MODULE);
1635         kvfree(md);
1636 }
1637
1638 static void __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1639 {
1640         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
1641
1642         if (md->bs) {
1643                 /* The md already has necessary mempools. */
1644                 if (dm_table_bio_based(t)) {
1645                         /*
1646                          * Reload bioset because front_pad may have changed
1647                          * because a different table was loaded.
1648                          */
1649                         bioset_free(md->bs);
1650                         md->bs = p->bs;
1651                         p->bs = NULL;
1652                 }
1653                 /*
1654                  * There's no need to reload with request-based dm
1655                  * because the size of front_pad doesn't change.
1656                  * Note for future: If you are to reload bioset,
1657                  * prep-ed requests in the queue may refer
1658                  * to bio from the old bioset, so you must walk
1659                  * through the queue to unprep.
1660                  */
1661                 goto out;
1662         }
1663
1664         BUG_ON(!p || md->io_pool || md->rq_pool || md->bs);
1665
1666         md->io_pool = p->io_pool;
1667         p->io_pool = NULL;
1668         md->rq_pool = p->rq_pool;
1669         p->rq_pool = NULL;
1670         md->bs = p->bs;
1671         p->bs = NULL;
1672
1673 out:
1674         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
1675         dm_table_free_md_mempools(t);
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Bind a table to the device.
1680  */
1681 static void event_callback(void *context)
1682 {
1683         unsigned long flags;
1684         LIST_HEAD(uevents);
1685         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
1686
1687         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
1688         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
1689         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
1690
1691         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
1692
1693         atomic_inc(&md->event_nr);
1694         wake_up(&md->eventq);
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
1699  */
1700 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
1701 {
1702         set_capacity(md->disk, size);
1703
1704         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Returns old map, which caller must destroy.
1709  */
1710 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
1711                                struct queue_limits *limits)
1712 {
1713         struct dm_table *old_map;
1714         struct request_queue *q = md->queue;
1715         sector_t size;
1716
1717         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
1718
1719         size = dm_table_get_size(t);
1720
1721         /*
1722          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
1723          */
1724         if (size != dm_get_size(md))
1725                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
1726
1727         __set_size(md, size);
1728
1729         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
1730
1731         /*
1732          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
1733          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
1734          * I/O mapping before resume.
1735          * This must be done before setting the queue restrictions,
1736          * because request-based dm may be run just after the setting.
1737          */
1738         if (dm_table_request_based(t)) {
1739                 dm_stop_queue(q);
1740                 /*
1741                  * Leverage the fact that request-based DM targets are
1742                  * immutable singletons and establish md->immutable_target
1743                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq
1744                  */
1745                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
1746         }
1747
1748         __bind_mempools(md, t);
1749
1750         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
1751         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
1752         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
1753
1754         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
1755         if (old_map)
1756                 dm_sync_table(md);
1757
1758         return old_map;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Returns unbound table for the caller to free.
1763  */
1764 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
1765 {
1766         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
1767
1768         if (!map)
1769                 return NULL;
1770
1771         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
1772         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
1773         dm_sync_table(md);
1774
1775         return map;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Constructor for a new device.
1780  */
1781 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
1782 {
1783         struct mapped_device *md;
1784
1785         md = alloc_dev(minor);
1786         if (!md)
1787                 return -ENXIO;
1788
1789         dm_sysfs_init(md);
1790
1791         *result = md;
1792         return 0;
1793 }
1794
1795 /*
1796  * Functions to manage md->type.
1797  * All are required to hold md->type_lock.
1798  */
1799 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
1800 {
1801         mutex_lock(&md->type_lock);
1802 }
1803
1804 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
1805 {
1806         mutex_unlock(&md->type_lock);
1807 }
1808
1809 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, unsigned type)
1810 {
1811         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
1812         md->type = type;
1813 }
1814
1815 unsigned dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
1816 {
1817         return md->type;
1818 }
1819
1820 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
1821 {
1822         return md->immutable_target_type;
1823 }
1824
1825 /*
1826  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
1827  * count on 'md'.
1828  */
1829 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
1830 {
1831         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
1832         return &md->queue->limits;
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
1835
1836 /*
1837  * Setup the DM device's queue based on md's type
1838  */
1839 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1840 {
1841         int r;
1842         unsigned type = dm_get_md_type(md);
1843
1844         switch (type) {
1845         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
1846                 r = dm_old_init_request_queue(md);
1847                 if (r) {
1848                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based mapped device");
1849                         return r;
1850                 }
1851                 break;
1852         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
1853                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
1854                 if (r) {
1855                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
1856                         return r;
1857                 }
1858                 break;
1859         case DM_TYPE_BIO_BASED:
1860         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
1861                 dm_init_normal_md_queue(md);
1862                 /*
1863                  * DM handles splitting bios as needed.  Free the bio_split bioset
1864                  * since it won't be used (saves 1 process per bio-based DM device).
1865                  */
1866                 bioset_free(md->queue->bio_split);
1867                 md->queue->bio_split = NULL;
1868
1869                 if (type == DM_TYPE_DAX_BIO_BASED)
1870                         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DAX, md->queue);
1871                 break;
1872         }
1873
1874         return 0;
1875 }
1876
1877 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
1878 {
1879         struct mapped_device *md;
1880         unsigned minor = MINOR(dev);
1881
1882         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
1883                 return NULL;
1884
1885         spin_lock(&_minor_lock);
1886
1887         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
1888         if (md) {
1889                 if ((md == MINOR_ALLOCED ||
1890                      (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
1891                      dm_deleting_md(md) ||
1892                      test_bit(DMF_FREEING, &md->flags))) {
1893                         md = NULL;
1894                         goto out;
1895                 }
1896                 dm_get(md);
1897         }
1898
1899 out:
1900         spin_unlock(&_minor_lock);
1901
1902         return md;
1903 }
1904 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
1905
1906 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
1907 {
1908         return md->interface_ptr;
1909 }
1910
1911 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
1912 {
1913         md->interface_ptr = ptr;
1914 }
1915
1916 void dm_get(struct mapped_device *md)
1917 {
1918         atomic_inc(&md->holders);
1919         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
1920 }
1921
1922 int dm_hold(struct mapped_device *md)
1923 {
1924         spin_lock(&_minor_lock);
1925         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
1926                 spin_unlock(&_minor_lock);
1927                 return -EBUSY;
1928         }
1929         dm_get(md);
1930         spin_unlock(&_minor_lock);
1931         return 0;
1932 }
1933 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
1934
1935 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
1936 {
1937         return md->name;
1938 }
1939 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
1940
1941 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
1942 {
1943         struct request_queue *q = dm_get_md_queue(md);
1944         struct dm_table *map;
1945         int srcu_idx;
1946
1947         might_sleep();
1948
1949         spin_lock(&_minor_lock);
1950         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
1951         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
1952         spin_unlock(&_minor_lock);
1953
1954         blk_set_queue_dying(q);
1955
1956         if (dm_request_based(md) && md->kworker_task)
1957                 kthread_flush_worker(&md->kworker);
1958
1959         /*
1960          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
1961          * do not race with internal suspend.
1962          */
1963         mutex_lock(&md->suspend_lock);
1964         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1965         if (!dm_suspended_md(md)) {
1966                 dm_table_presuspend_targets(map);
1967                 dm_table_postsuspend_targets(map);
1968         }
1969         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
1970         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1971         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
1972
1973         /*
1974          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
1975          * for example.  Wait for all references to disappear.
1976          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
1977          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
1978          */
1979         if (wait)
1980                 while (atomic_read(&md->holders))
1981                         msleep(1);
1982         else if (atomic_read(&md->holders))
1983                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
1984                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
1985
1986         dm_sysfs_exit(md);
1987         dm_table_destroy(__unbind(md));
1988         free_dev(md);
1989 }
1990
1991 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
1992 {
1993         __dm_destroy(md, true);
1994 }
1995
1996 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
1997 {
1998         __dm_destroy(md, false);
1999 }
2000
2001 void dm_put(struct mapped_device *md)
2002 {
2003         atomic_dec(&md->holders);
2004 }
2005 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2006
2007 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2008 {
2009         int r = 0;
2010         DEFINE_WAIT(wait);
2011
2012         while (1) {
2013                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2014
2015                 if (!md_in_flight(md))
2016                         break;
2017
2018                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2019                         r = -EINTR;
2020                         break;
2021                 }
2022
2023                 io_schedule();
2024         }
2025         finish_wait(&md->wait, &wait);
2026
2027         return r;
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Process the deferred bios
2032  */
2033 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2034 {
2035         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2036                                                 work);
2037         struct bio *c;
2038         int srcu_idx;
2039         struct dm_table *map;
2040
2041         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2042
2043         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2044                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2045                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2046                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2047
2048                 if (!c)
2049                         break;
2050
2051                 if (dm_request_based(md))
2052                         generic_make_request(c);
2053                 else
2054                         __split_and_process_bio(md, map, c);
2055         }
2056
2057         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2058 }
2059
2060 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2061 {
2062         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2063         smp_mb__after_atomic();
2064         queue_work(md->wq, &md->work);
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2069  */
2070 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2071 {
2072         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2073         struct queue_limits limits;
2074         int r;
2075
2076         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2077
2078         /* device must be suspended */
2079         if (!dm_suspended_md(md))
2080                 goto out;
2081
2082         /*
2083          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2084          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2085          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2086          * reappear.
2087          */
2088         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2089                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2090                 if (live_map)
2091                         limits = md->queue->limits;
2092                 dm_put_live_table_fast(md);
2093         }
2094
2095         if (!live_map) {
2096                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2097                 if (r) {
2098                         map = ERR_PTR(r);
2099                         goto out;
2100                 }
2101         }
2102
2103         map = __bind(md, table, &limits);
2104
2105 out:
2106         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2107         return map;
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2112  * device.
2113  */
2114 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2115 {
2116         int r;
2117
2118         WARN_ON(md->frozen_sb);
2119
2120         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2121         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2122                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2123                 md->frozen_sb = NULL;
2124                 return r;
2125         }
2126
2127         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2128
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2133 {
2134         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2135                 return;
2136
2137         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2138         md->frozen_sb = NULL;
2139         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2144  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2145  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2146  *
2147  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2148  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2149  * are being added to md->deferred list.
2150  *
2151  * Caller must hold md->suspend_lock
2152  */
2153 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2154                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2155                         int dmf_suspended_flag)
2156 {
2157         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2158         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2159         int r;
2160
2161         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2162
2163         /*
2164          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2165          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2166          */
2167         if (noflush)
2168                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2169
2170         /*
2171          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2172          * provide the .presuspend_undo hook.
2173          */
2174         dm_table_presuspend_targets(map);
2175
2176         /*
2177          * Flush I/O to the device.
2178          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2179          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2180          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2181          */
2182         if (!noflush && do_lockfs) {
2183                 r = lock_fs(md);
2184                 if (r) {
2185                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2186                         return r;
2187                 }
2188         }
2189
2190         /*
2191          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2192          * to target drivers i.e. no one may be executing
2193          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2194          * dm_wq_work.
2195          *
2196          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2197          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2198          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2199          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2200          * flush_workqueue(md->wq).
2201          */
2202         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2203         if (map)
2204                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2205
2206         /*
2207          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2208          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2209          */
2210         if (dm_request_based(md)) {
2211                 dm_stop_queue(md->queue);
2212                 if (md->kworker_task)
2213                         kthread_flush_worker(&md->kworker);
2214         }
2215
2216         flush_workqueue(md->wq);
2217
2218         /*
2219          * At this point no more requests are entering target request routines.
2220          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2221          * to finish.
2222          */
2223         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2224         if (!r)
2225                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2226
2227         if (noflush)
2228                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2229         if (map)
2230                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2231
2232         /* were we interrupted ? */
2233         if (r < 0) {
2234                 dm_queue_flush(md);
2235
2236                 if (dm_request_based(md))
2237                         dm_start_queue(md->queue);
2238
2239                 unlock_fs(md);
2240                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2241                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2242         }
2243
2244         return r;
2245 }
2246
2247 /*
2248  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2249  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2250  * the background.  Before the table can be swapped with
2251  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2252  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2253  */
2254 /*
2255  * Suspend mechanism in request-based dm.
2256  *
2257  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2258  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2259  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2260  *
2261  * To abort suspend, start the request_queue.
2262  */
2263 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2264 {
2265         struct dm_table *map = NULL;
2266         int r = 0;
2267
2268 retry:
2269         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2270
2271         if (dm_suspended_md(md)) {
2272                 r = -EINVAL;
2273                 goto out_unlock;
2274         }
2275
2276         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2277                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2278                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2279                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2280                 if (r)
2281                         return r;
2282                 goto retry;
2283         }
2284
2285         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2286
2287         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2288         if (r)
2289                 goto out_unlock;
2290
2291         dm_table_postsuspend_targets(map);
2292
2293 out_unlock:
2294         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2295         return r;
2296 }
2297
2298 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2299 {
2300         if (map) {
2301                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2302                 if (r)
2303                         return r;
2304         }
2305
2306         dm_queue_flush(md);
2307
2308         /*
2309          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2310          * so that mapping of targets can work correctly.
2311          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2312          */
2313         if (dm_request_based(md))
2314                 dm_start_queue(md->queue);
2315
2316         unlock_fs(md);
2317
2318         return 0;
2319 }
2320
2321 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2322 {
2323         int r;
2324         struct dm_table *map = NULL;
2325
2326 retry:
2327         r = -EINVAL;
2328         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2329
2330         if (!dm_suspended_md(md))
2331                 goto out;
2332
2333         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2334                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2335                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2336                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2337                 if (r)
2338                         return r;
2339                 goto retry;
2340         }
2341
2342         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2343         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2344                 goto out;
2345
2346         r = __dm_resume(md, map);
2347         if (r)
2348                 goto out;
2349
2350         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2351 out:
2352         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2353
2354         return r;
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2359  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2360  * It may be used only from the kernel.
2361  */
2362
2363 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2364 {
2365         struct dm_table *map = NULL;
2366
2367         if (md->internal_suspend_count++)
2368                 return; /* nested internal suspend */
2369
2370         if (dm_suspended_md(md)) {
2371                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2372                 return; /* nest suspend */
2373         }
2374
2375         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2376
2377         /*
2378          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2379          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2380          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2381          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2382          */
2383         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2384                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2385
2386         dm_table_postsuspend_targets(map);
2387 }
2388
2389 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2390 {
2391         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2392
2393         if (--md->internal_suspend_count)
2394                 return; /* resume from nested internal suspend */
2395
2396         if (dm_suspended_md(md))
2397                 goto done; /* resume from nested suspend */
2398
2399         /*
2400          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2401          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2402          */
2403         (void) __dm_resume(md, NULL);
2404
2405 done:
2406         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2407         smp_mb__after_atomic();
2408         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2409 }
2410
2411 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2412 {
2413         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2414         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2415         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2418
2419 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2420 {
2421         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2422         __dm_internal_resume(md);
2423         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2424 }
2425 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2426
2427 /*
2428  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2429  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2430  */
2431
2432 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2433 {
2434         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2435         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2436                 return;
2437
2438         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2439         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2440         flush_workqueue(md->wq);
2441         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2442 }
2443 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2444
2445 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2446 {
2447         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2448                 goto done;
2449
2450         dm_queue_flush(md);
2451
2452 done:
2453         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2454 }
2455 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2456
2457 /*-----------------------------------------------------------------
2458  * Event notification.
2459  *---------------------------------------------------------------*/
2460 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2461                        unsigned cookie)
2462 {
2463         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2464         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2465
2466         if (!cookie)
2467                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2468         else {
2469                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2470                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2471                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2472                                           action, envp);
2473         }
2474 }
2475
2476 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2477 {
2478         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2479 }
2480
2481 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2482 {
2483         return atomic_read(&md->event_nr);
2484 }
2485
2486 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2487 {
2488         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2489                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2490 }
2491
2492 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2493 {
2494         unsigned long flags;
2495
2496         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2497         list_add(elist, &md->uevent_list);
2498         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2503  * count on 'md'.
2504  */
2505 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2506 {
2507         return md->disk;
2508 }
2509 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2510
2511 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2512 {
2513         return &md->kobj_holder.kobj;
2514 }
2515
2516 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2517 {
2518         struct mapped_device *md;
2519
2520         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2521
2522         spin_lock(&_minor_lock);
2523         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2524                 md = NULL;
2525                 goto out;
2526         }
2527         dm_get(md);
2528 out:
2529         spin_unlock(&_minor_lock);
2530
2531         return md;
2532 }
2533
2534 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2535 {
2536         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2537 }
2538
2539 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2540 {
2541         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2542 }
2543
2544 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2545 {
2546         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2547 }
2548
2549 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2550 {
2551         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2552 }
2553 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2554
2555 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2556 {
2557         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2558 }
2559 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2560
2561 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, unsigned type,
2562                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size)
2563 {
2564         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2565         struct kmem_cache *cachep = NULL;
2566         unsigned int pool_size = 0;
2567         unsigned int front_pad;
2568
2569         if (!pools)
2570                 return NULL;
2571
2572         switch (type) {
2573         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2574         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2575                 cachep = _io_cache;
2576                 pool_size = dm_get_reserved_bio_based_ios();
2577                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2578                 break;
2579         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2580                 cachep = _rq_tio_cache;
2581                 pool_size = dm_get_reserved_rq_based_ios();
2582                 pools->rq_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, _rq_cache);
2583                 if (!pools->rq_pool)
2584                         goto out;
2585                 /* fall through to setup remaining rq-based pools */
2586         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
2587                 if (!pool_size)
2588                         pool_size = dm_get_reserved_rq_based_ios();
2589                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2590                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2591                 break;
2592         default:
2593                 BUG();
2594         }
2595
2596         if (cachep) {
2597                 pools->io_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, cachep);
2598                 if (!pools->io_pool)
2599                         goto out;
2600         }
2601
2602         pools->bs = bioset_create_nobvec(pool_size, front_pad);
2603         if (!pools->bs)
2604                 goto out;
2605
2606         if (integrity && bioset_integrity_create(pools->bs, pool_size))
2607                 goto out;
2608
2609         return pools;
2610
2611 out:
2612         dm_free_md_mempools(pools);
2613
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2618 {
2619         if (!pools)
2620                 return;
2621
2622         mempool_destroy(pools->io_pool);
2623         mempool_destroy(pools->rq_pool);
2624
2625         if (pools->bs)
2626                 bioset_free(pools->bs);
2627
2628         kfree(pools);
2629 }
2630
2631 struct dm_pr {
2632         u64     old_key;
2633         u64     new_key;
2634         u32     flags;
2635         bool    fail_early;
2636 };
2637
2638 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
2639                       void *data)
2640 {
2641         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2642         struct dm_table *table;
2643         struct dm_target *ti;
2644         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
2645
2646         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2647         if (!table || !dm_table_get_size(table))
2648                 goto out;
2649
2650         /* We only support devices that have a single target */
2651         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
2652                 goto out;
2653         ti = dm_table_get_target(table, 0);
2654
2655         ret = -EINVAL;
2656         if (!ti->type->iterate_devices)
2657                 goto out;
2658
2659         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
2660 out:
2661         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2662         return ret;
2663 }
2664
2665 /*
2666  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
2667  */
2668 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
2669                             sector_t start, sector_t len, void *data)
2670 {
2671         struct dm_pr *pr = data;
2672         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2673
2674         if (!ops || !ops->pr_register)
2675                 return -EOPNOTSUPP;
2676         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
2677 }
2678
2679 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
2680                           u32 flags)
2681 {
2682         struct dm_pr pr = {
2683                 .old_key        = old_key,
2684                 .new_key        = new_key,
2685                 .flags          = flags,
2686                 .fail_early     = true,
2687         };
2688         int ret;
2689
2690         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
2691         if (ret && new_key) {
2692                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
2693                 pr.old_key = new_key;
2694                 pr.new_key = 0;
2695                 pr.flags = 0;
2696                 pr.fail_early = false;
2697                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
2698         }
2699
2700         return ret;
2701 }
2702
2703 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
2704                          u32 flags)
2705 {
2706         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2707         const struct pr_ops *ops;
2708         fmode_t mode;
2709         int r;
2710
2711         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2712         if (r < 0)
2713                 return r;
2714
2715         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2716         if (ops && ops->pr_reserve)
2717                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
2718         else
2719                 r = -EOPNOTSUPP;
2720
2721         bdput(bdev);
2722         return r;
2723 }
2724
2725 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
2726 {
2727         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2728         const struct pr_ops *ops;
2729         fmode_t mode;
2730         int r;
2731
2732         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2733         if (r < 0)
2734                 return r;
2735
2736         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2737         if (ops && ops->pr_release)
2738                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
2739         else
2740                 r = -EOPNOTSUPP;
2741
2742         bdput(bdev);
2743         return r;
2744 }
2745
2746 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
2747                          enum pr_type type, bool abort)
2748 {
2749         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2750         const struct pr_ops *ops;
2751         fmode_t mode;
2752         int r;
2753
2754         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2755         if (r < 0)
2756                 return r;
2757
2758         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2759         if (ops && ops->pr_preempt)
2760                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
2761         else
2762                 r = -EOPNOTSUPP;
2763
2764         bdput(bdev);
2765         return r;
2766 }
2767
2768 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
2769 {
2770         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2771         const struct pr_ops *ops;
2772         fmode_t mode;
2773         int r;
2774
2775         r = dm_grab_bdev_for_ioctl(md, &bdev, &mode);
2776         if (r < 0)
2777                 return r;
2778
2779         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2780         if (ops && ops->pr_clear)
2781                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
2782         else
2783                 r = -EOPNOTSUPP;
2784
2785         bdput(bdev);
2786         return r;
2787 }
2788
2789 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
2790         .pr_register    = dm_pr_register,
2791         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
2792         .pr_release     = dm_pr_release,
2793         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
2794         .pr_clear       = dm_pr_clear,
2795 };
2796
2797 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
2798         .open = dm_blk_open,
2799         .release = dm_blk_close,
2800         .ioctl = dm_blk_ioctl,
2801         .direct_access = dm_blk_direct_access,
2802         .getgeo = dm_blk_getgeo,
2803         .pr_ops = &dm_pr_ops,
2804         .owner = THIS_MODULE
2805 };
2806
2807 /*
2808  * module hooks
2809  */
2810 module_init(dm_init);
2811 module_exit(dm_exit);
2812
2813 module_param(major, uint, 0);
2814 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
2815
2816 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
2817 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
2818
2819 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
2820 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
2821
2822 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
2823 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
2824 MODULE_LICENSE("GPL");