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/sched/mm.h>
  16 #include <linux/sched/signal.h>
  17 #include <linux/blkpg.h>
  18 #include <linux/bio.h>
  19 #include <linux/mempool.h>
  20 #include <linux/dax.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/idr.h>
  23 #include <linux/uio.h>
  24 #include <linux/hdreg.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/wait.h>
  27 #include <linux/pr.h>
  28 #include <linux/refcount.h>
  29 #include <linux/part_stat.h>
  30 #include <linux/blk-crypto.h>
  31
  32 #define DM_MSG_PREFIX "core"
  33
  34 /*
  35  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
  36  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
  37  */
  38 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
  39 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
  40
  41 static const char *_name = DM_NAME;
  42
  43 static unsigned int major = 0;
  44 static unsigned int _major = 0;
  45
  46 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
  47
  48 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
  49
  50 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
  51
  52 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
  53
  54 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
  55
  56 atomic_t dm_global_event_nr = ATOMIC_INIT(0);
  57 DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dm_global_eventq);
  58
  59 void dm_issue_global_event(void)
  60 {
  61         atomic_inc(&dm_global_event_nr);
  62         wake_up(&dm_global_eventq);
  63 }
  64
  65 /*
  66  * One of these is allocated (on-stack) per original bio.
  67  */
  68 struct clone_info {
  69         struct dm_table *map;
  70         struct bio *bio;
  71         struct dm_io *io;
  72         sector_t sector;
  73         unsigned sector_count;
  74 };
  75
  76 /*
  77  * One of these is allocated per clone bio.
  78  */
  79 #define DM_TIO_MAGIC 7282014
  80 struct dm_target_io {
  81         unsigned magic;
  82         struct dm_io *io;
  83         struct dm_target *ti;
  84         unsigned target_bio_nr;
  85         unsigned *len_ptr;
  86         bool inside_dm_io;
  87         struct bio clone;
  88 };
  89
  90 /*
  91  * One of these is allocated per original bio.
  92  * It contains the first clone used for that original.
  93  */
  94 #define DM_IO_MAGIC 5191977
  95 struct dm_io {
  96         unsigned magic;
  97         struct mapped_device *md;
  98         blk_status_t status;
  99         atomic_t io_count;
 100         struct bio *orig_bio;
 101         unsigned long start_time;
 102         spinlock_t endio_lock;
 103         struct dm_stats_aux stats_aux;
 104         /* last member of dm_target_io is 'struct bio' */
 105         struct dm_target_io tio;
 106 };
 107
 108 void *dm_per_bio_data(struct bio *bio, size_t data_size)
 109 {
 110         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 111         if (!tio->inside_dm_io)
 112                 return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - data_size;
 113         return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - offsetof(struct dm_io, tio) - data_size;
 114 }
 115 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_per_bio_data);
 116
 117 struct bio *dm_bio_from_per_bio_data(void *data, size_t data_size)
 118 {
 119         struct dm_io *io = (struct dm_io *)((char *)data + data_size);
 120         if (io->magic == DM_IO_MAGIC)
 121                 return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_io, tio) + offsetof(struct dm_target_io, clone));
 122         BUG_ON(io->magic != DM_TIO_MAGIC);
 123         return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_target_io, clone));
 124 }
 125 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_from_per_bio_data);
 126
 127 unsigned dm_bio_get_target_bio_nr(const struct bio *bio)
 128 {
 129         return container_of(bio, struct dm_target_io, clone)->target_bio_nr;
 130 }
 131 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_get_target_bio_nr);
 132
 133 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
 134
 135 /*
 136  * Bits for the md->flags field.
 137  */
 138 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
 139 #define DMF_SUSPENDED 1
 140 #define DMF_FROZEN 2
 141 #define DMF_FREEING 3
 142 #define DMF_DELETING 4
 143 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
 144 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 6
 145 #define DMF_SUSPENDED_INTERNALLY 7
 146 #define DMF_POST_SUSPENDING 8
 147
 148 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
 149 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
 150
 151 #define DEFAULT_SWAP_BIOS       (8 * 1048576 / PAGE_SIZE)
 152 static int swap_bios = DEFAULT_SWAP_BIOS;
 153 static int get_swap_bios(void)
 154 {
 155         int latch = READ_ONCE(swap_bios);
 156         if (unlikely(latch <= 0))
 157                 latch = DEFAULT_SWAP_BIOS;
 158         return latch;
 159 }
 160
 161 /*
 162  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
 163  */
 164 struct dm_md_mempools {
 165         struct bio_set bs;
 166         struct bio_set io_bs;
 167 };
 168
 169 struct table_device {
 170         struct list_head list;
 171         refcount_t count;
 172         struct dm_dev dm_dev;
 173 };
 174
 175 /*
 176  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
 177  */
 178 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
 179 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
 180
 181 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
 182 {
 183         int param = READ_ONCE(*module_param);
 184         int modified_param = 0;
 185         bool modified = true;
 186
 187         if (param < min)
 188                 modified_param = min;
 189         else if (param > max)
 190                 modified_param = max;
 191         else
 192                 modified = false;
 193
 194         if (modified) {
 195                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 196                 param = modified_param;
 197         }
 198
 199         return param;
 200 }
 201
 202 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
 203                                unsigned def, unsigned max)
 204 {
 205         unsigned param = READ_ONCE(*module_param);
 206         unsigned modified_param = 0;
 207
 208         if (!param)
 209                 modified_param = def;
 210         else if (param > max)
 211                 modified_param = max;
 212
 213         if (modified_param) {
 214                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 215                 param = modified_param;
 216         }
 217
 218         return param;
 219 }
 220
 221 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
 222 {
 223         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
 224                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
 225 }
 226 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
 227
 228 static unsigned dm_get_numa_node(void)
 229 {
 230         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
 231                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
 232 }
 233
 234 static int __init local_init(void)
 235 {
 236         int r;
 237
 238         r = dm_uevent_init();
 239         if (r)
 240                 return r;
 241
 242         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
 243         if (!deferred_remove_workqueue) {
 244                 r = -ENOMEM;
 245                 goto out_uevent_exit;
 246         }
 247
 248         _major = major;
 249         r = register_blkdev(_major, _name);
 250         if (r < 0)
 251                 goto out_free_workqueue;
 252
 253         if (!_major)
 254                 _major = r;
 255
 256         return 0;
 257
 258 out_free_workqueue:
 259         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 260 out_uevent_exit:
 261         dm_uevent_exit();
 262
 263         return r;
 264 }
 265
 266 static void local_exit(void)
 267 {
 268         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 269
 270         unregister_blkdev(_major, _name);
 271         dm_uevent_exit();
 272
 273         _major = 0;
 274
 275         DMINFO("cleaned up");
 276 }
 277
 278 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
 279         local_init,
 280         dm_target_init,
 281         dm_linear_init,
 282         dm_stripe_init,
 283         dm_io_init,
 284         dm_kcopyd_init,
 285         dm_interface_init,
 286         dm_statistics_init,
 287 };
 288
 289 static void (*_exits[])(void) = {
 290         local_exit,
 291         dm_target_exit,
 292         dm_linear_exit,
 293         dm_stripe_exit,
 294         dm_io_exit,
 295         dm_kcopyd_exit,
 296         dm_interface_exit,
 297         dm_statistics_exit,
 298 };
 299
 300 static int __init dm_init(void)
 301 {
 302         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
 303
 304         int r, i;
 305
 306         for (i = 0; i < count; i++) {
 307                 r = _inits[i]();
 308                 if (r)
 309                         goto bad;
 310         }
 311
 312         return 0;
 313
 314       bad:
 315         while (i--)
 316                 _exits[i]();
 317
 318         return r;
 319 }
 320
 321 static void __exit dm_exit(void)
 322 {
 323         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
 324
 325         while (i--)
 326                 _exits[i]();
 327
 328         /*
 329          * Should be empty by this point.
 330          */
 331         idr_destroy(&_minor_idr);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Block device functions
 336  */
 337 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
 338 {
 339         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 340 }
 341
 342 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 343 {
 344         struct mapped_device *md;
 345
 346         spin_lock(&_minor_lock);
 347
 348         md = bdev->bd_disk->private_data;
 349         if (!md)
 350                 goto out;
 351
 352         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
 353             dm_deleting_md(md)) {
 354                 md = NULL;
 355                 goto out;
 356         }
 357
 358         dm_get(md);
 359         atomic_inc(&md->open_count);
 360 out:
 361         spin_unlock(&_minor_lock);
 362
 363         return md ? 0 : -ENXIO;
 364 }
 365
 366 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
 367 {
 368         struct mapped_device *md;
 369
 370         spin_lock(&_minor_lock);
 371
 372         md = disk->private_data;
 373         if (WARN_ON(!md))
 374                 goto out;
 375
 376         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
 377             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
 378                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
 379
 380         dm_put(md);
 381 out:
 382         spin_unlock(&_minor_lock);
 383 }
 384
 385 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
 386 {
 387         return atomic_read(&md->open_count);
 388 }
 389
 390 /*
 391  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
 392  */
 393 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
 394 {
 395         int r = 0;
 396
 397         spin_lock(&_minor_lock);
 398
 399         if (dm_open_count(md)) {
 400                 r = -EBUSY;
 401                 if (mark_deferred)
 402                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 403         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
 404                 r = -EEXIST;
 405         else
 406                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 407
 408         spin_unlock(&_minor_lock);
 409
 410         return r;
 411 }
 412
 413 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
 414 {
 415         int r = 0;
 416
 417         spin_lock(&_minor_lock);
 418
 419         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
 420                 r = -EBUSY;
 421         else
 422                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 423
 424         spin_unlock(&_minor_lock);
 425
 426         return r;
 427 }
 428
 429 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
 430 {
 431         dm_deferred_remove();
 432 }
 433
 434 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 435 {
 436         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 437
 438         return dm_get_geometry(md, geo);
 439 }
 440
 441 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 442 int dm_report_zones_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx, void *data)
 443 {
 444         struct dm_report_zones_args *args = data;
 445         sector_t sector_diff = args->tgt->begin - args->start;
 446
 447         /*
 448          * Ignore zones beyond the target range.
 449          */
 450         if (zone->start >= args->start + args->tgt->len)
 451                 return 0;
 452
 453         /*
 454          * Remap the start sector and write pointer position of the zone
 455          * to match its position in the target range.
 456          */
 457         zone->start += sector_diff;
 458         if (zone->type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
 459                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL)
 460                         zone->wp = zone->start + zone->len;
 461                 else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
 462                         zone->wp = zone->start;
 463                 else
 464                         zone->wp += sector_diff;
 465         }
 466
 467         args->next_sector = zone->start + zone->len;
 468         return args->orig_cb(zone, args->zone_idx++, args->orig_data);
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_report_zones_cb);
 471
 472 static int dm_blk_report_zones(struct gendisk *disk, sector_t sector,
 473                 unsigned int nr_zones, report_zones_cb cb, void *data)
 474 {
 475         struct mapped_device *md = disk->private_data;
 476         struct dm_table *map;
 477         int srcu_idx, ret;
 478         struct dm_report_zones_args args = {
 479                 .next_sector = sector,
 480                 .orig_data = data,
 481                 .orig_cb = cb,
 482         };
 483
 484         if (dm_suspended_md(md))
 485                 return -EAGAIN;
 486
 487         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
 488         if (!map) {
 489                 ret = -EIO;
 490                 goto out;
 491         }
 492
 493         do {
 494                 struct dm_target *tgt;
 495
 496                 tgt = dm_table_find_target(map, args.next_sector);
 497                 if (WARN_ON_ONCE(!tgt->type->report_zones)) {
 498                         ret = -EIO;
 499                         goto out;
 500                 }
 501
 502                 args.tgt = tgt;
 503                 ret = tgt->type->report_zones(tgt, &args,
 504                                               nr_zones - args.zone_idx);
 505                 if (ret < 0)
 506                         goto out;
 507         } while (args.zone_idx < nr_zones &&
 508                  args.next_sector < get_capacity(disk));
 509
 510         ret = args.zone_idx;
 511 out:
 512         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 513         return ret;
 514 }
 515 #else
 516 #define dm_blk_report_zones             NULL
 517 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 518
 519 static int dm_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
 520                             struct block_device **bdev)
 521 {
 522         struct dm_target *tgt;
 523         struct dm_table *map;
 524         int r;
 525
 526 retry:
 527         r = -ENOTTY;
 528         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
 529         if (!map || !dm_table_get_size(map))
 530                 return r;
 531
 532         /* We only support devices that have a single target */
 533         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
 534                 return r;
 535
 536         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
 537         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
 538                 return r;
 539
 540         if (dm_suspended_md(md))
 541                 return -EAGAIN;
 542
 543         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev);
 544         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
 545                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
 546                 msleep(10);
 547                 goto retry;
 548         }
 549
 550         return r;
 551 }
 552
 553 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
 554 {
 555         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 556 }
 557
 558 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 559                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
 560 {
 561         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 562         int r, srcu_idx;
 563
 564         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
 565         if (r < 0)
 566                 goto out;
 567
 568         if (r > 0) {
 569                 /*
 570                  * Target determined this ioctl is being issued against a
 571                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
 572                  */
 573                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
 574                         DMDEBUG_LIMIT(
 575         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
 576                                 current->comm, cmd);
 577                         r = -ENOIOCTLCMD;
 578                         goto out;
 579                 }
 580         }
 581
 582         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
 583 out:
 584         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
 585         return r;
 586 }
 587
 588 u64 dm_start_time_ns_from_clone(struct bio *bio)
 589 {
 590         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 591         struct dm_io *io = tio->io;
 592
 593         return jiffies_to_nsecs(io->start_time);
 594 }
 595 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_start_time_ns_from_clone);
 596
 597 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
 598 {
 599         struct mapped_device *md = io->md;
 600         struct bio *bio = io->orig_bio;
 601
 602         io->start_time = bio_start_io_acct(bio);
 603         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 604                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 605                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 606                                     false, 0, &io->stats_aux);
 607 }
 608
 609 static void end_io_acct(struct mapped_device *md, struct bio *bio,
 610                         unsigned long start_time, struct dm_stats_aux *stats_aux)
 611 {
 612         unsigned long duration = jiffies - start_time;
 613
 614         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 615                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 616                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 617                                     true, duration, stats_aux);
 618
 619         smp_wmb();
 620
 621         bio_end_io_acct(bio, start_time);
 622
 623         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
 624         if (unlikely(wq_has_sleeper(&md->wait)))
 625                 wake_up(&md->wait);
 626 }
 627
 628 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 629 {
 630         struct dm_io *io;
 631         struct dm_target_io *tio;
 632         struct bio *clone;
 633
 634         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, &md->io_bs);
 635         if (!clone)
 636                 return NULL;
 637
 638         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
 639         tio->inside_dm_io = true;
 640         tio->io = NULL;
 641
 642         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
 643         io->magic = DM_IO_MAGIC;
 644         io->status = 0;
 645         atomic_set(&io->io_count, 1);
 646         io->orig_bio = bio;
 647         io->md = md;
 648         spin_lock_init(&io->endio_lock);
 649
 650         start_io_acct(io);
 651
 652         return io;
 653 }
 654
 655 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
 656 {
 657         bio_put(&io->tio.clone);
 658 }
 659
 660 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
 661                                       unsigned target_bio_nr, gfp_t gfp_mask)
 662 {
 663         struct dm_target_io *tio;
 664
 665         if (!ci->io->tio.io) {
 666                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
 667                 tio = &ci->io->tio;
 668         } else {
 669                 struct bio *clone = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, &ci->io->md->bs);
 670                 if (!clone)
 671                         return NULL;
 672
 673                 tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
 674                 tio->inside_dm_io = false;
 675         }
 676
 677         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
 678         tio->io = ci->io;
 679         tio->ti = ti;
 680         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
 681
 682         return tio;
 683 }
 684
 685 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
 686 {
 687         if (tio->inside_dm_io)
 688                 return;
 689         bio_put(&tio->clone);
 690 }
 691
 692 /*
 693  * Add the bio to the list of deferred io.
 694  */
 695 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 696 {
 697         unsigned long flags;
 698
 699         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 700         bio_list_add(&md->deferred, bio);
 701         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 702         queue_work(md->wq, &md->work);
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Everyone (including functions in this file), should use this
 707  * function to access the md->map field, and make sure they call
 708  * dm_put_live_table() when finished.
 709  */
 710 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
 711 {
 712         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
 713
 714         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
 715 }
 716
 717 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
 718 {
 719         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
 720 }
 721
 722 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
 723 {
 724         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
 725         synchronize_rcu_expedited();
 726 }
 727
 728 /*
 729  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
 730  * The caller must not block between these two functions.
 731  */
 732 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
 733 {
 734         rcu_read_lock();
 735         return rcu_dereference(md->map);
 736 }
 737
 738 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
 739 {
 740         rcu_read_unlock();
 741 }
 742
 743 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
 744
 745 /*
 746  * Open a table device so we can use it as a map destination.
 747  */
 748 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
 749                              struct mapped_device *md)
 750 {
 751         struct block_device *bdev;
 752
 753         int r;
 754
 755         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
 756
 757         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
 758         if (IS_ERR(bdev))
 759                 return PTR_ERR(bdev);
 760
 761         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
 762         if (r) {
 763                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 764                 return r;
 765         }
 766
 767         td->dm_dev.bdev = bdev;
 768         td->dm_dev.dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
 769         return 0;
 770 }
 771
 772 /*
 773  * Close a table device that we've been using.
 774  */
 775 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
 776 {
 777         if (!td->dm_dev.bdev)
 778                 return;
 779
 780         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
 781         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 782         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
 783         td->dm_dev.bdev = NULL;
 784         td->dm_dev.dax_dev = NULL;
 785 }
 786
 787 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
 788                                               fmode_t mode)
 789 {
 790         struct table_device *td;
 791
 792         list_for_each_entry(td, l, list)
 793                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
 794                         return td;
 795
 796         return NULL;
 797 }
 798
 799 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
 800                         struct dm_dev **result)
 801 {
 802         int r;
 803         struct table_device *td;
 804
 805         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 806         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
 807         if (!td) {
 808                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
 809                 if (!td) {
 810                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 811                         return -ENOMEM;
 812                 }
 813
 814                 td->dm_dev.mode = mode;
 815                 td->dm_dev.bdev = NULL;
 816
 817                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
 818                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 819                         kfree(td);
 820                         return r;
 821                 }
 822
 823                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
 824
 825                 refcount_set(&td->count, 1);
 826                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
 827         } else {
 828                 refcount_inc(&td->count);
 829         }
 830         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 831
 832         *result = &td->dm_dev;
 833         return 0;
 834 }
 835 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
 836
 837 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
 838 {
 839         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
 840
 841         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 842         if (refcount_dec_and_test(&td->count)) {
 843                 close_table_device(td, md);
 844                 list_del(&td->list);
 845                 kfree(td);
 846         }
 847         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 848 }
 849 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
 850
 851 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
 852 {
 853         struct list_head *tmp, *next;
 854
 855         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
 856                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
 857
 858                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
 859                        td->dm_dev.name, refcount_read(&td->count));
 860                 kfree(td);
 861         }
 862 }
 863
 864 /*
 865  * Get the geometry associated with a dm device
 866  */
 867 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 868 {
 869         *geo = md->geometry;
 870
 871         return 0;
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Set the geometry of a device.
 876  */
 877 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 878 {
 879         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
 880
 881         if (geo->start > sz) {
 882                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
 883                 return -EINVAL;
 884         }
 885
 886         md->geometry = *geo;
 887
 888         return 0;
 889 }
 890
 891 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
 892 {
 893         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
 894 }
 895
 896 /*
 897  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
 898  * cloned into, completing the original io if necc.
 899  */
 900 static void dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
 901 {
 902         unsigned long flags;
 903         blk_status_t io_error;
 904         struct bio *bio;
 905         struct mapped_device *md = io->md;
 906         unsigned long start_time = 0;
 907         struct dm_stats_aux stats_aux;
 908
 909         /* Push-back supersedes any I/O errors */
 910         if (unlikely(error)) {
 911                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
 912                 if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE && __noflush_suspending(md)))
 913                         io->status = error;
 914                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
 915         }
 916
 917         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
 918                 if (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE) {
 919                         /*
 920                          * Target requested pushing back the I/O.
 921                          */
 922                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 923                         if (__noflush_suspending(md))
 924                                 /* NOTE early return due to BLK_STS_DM_REQUEUE below */
 925                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
 926                         else
 927                                 /* noflush suspend was interrupted. */
 928                                 io->status = BLK_STS_IOERR;
 929                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 930                 }
 931
 932                 io_error = io->status;
 933                 bio = io->orig_bio;
 934                 start_time = io->start_time;
 935                 stats_aux = io->stats_aux;
 936                 free_io(md, io);
 937                 end_io_acct(md, bio, start_time, &stats_aux);
 938
 939                 if (io_error == BLK_STS_DM_REQUEUE)
 940                         return;
 941
 942                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
 943                         /*
 944                          * Preflush done for flush with data, reissue
 945                          * without REQ_PREFLUSH.
 946                          */
 947                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
 948                         queue_io(md, bio);
 949                 } else {
 950                         /* done with normal IO or empty flush */
 951                         if (io_error)
 952                                 bio->bi_status = io_error;
 953                         bio_endio(bio);
 954                 }
 955         }
 956 }
 957
 958 void disable_discard(struct mapped_device *md)
 959 {
 960         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 961
 962         /* device doesn't really support DISCARD, disable it */
 963         limits->max_discard_sectors = 0;
 964         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_DISCARD, md->queue);
 965 }
 966
 967 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
 968 {
 969         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 970
 971         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
 972         limits->max_write_same_sectors = 0;
 973 }
 974
 975 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
 976 {
 977         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 978
 979         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
 980         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
 981 }
 982
 983 static bool swap_bios_limit(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
 984 {
 985         return unlikely((bio->bi_opf & REQ_SWAP) != 0) && unlikely(ti->limit_swap_bios);
 986 }
 987
 988 static void clone_endio(struct bio *bio)
 989 {
 990         blk_status_t error = bio->bi_status;
 991         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 992         struct dm_io *io = tio->io;
 993         struct mapped_device *md = tio->io->md;
 994         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
 995         struct bio *orig_bio = io->orig_bio;
 996
 997         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET)) {
 998                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD &&
 999                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_discard_sectors)
1000                         disable_discard(md);
1001                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
1002                          !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_same_sectors)
1003                         disable_write_same(md);
1004                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
1005                          !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_zeroes_sectors)
1006                         disable_write_zeroes(md);
1007         }
1008
1009         /*
1010          * For zone-append bios get offset in zone of the written
1011          * sector and add that to the original bio sector pos.
1012          */
1013         if (bio_op(orig_bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1014                 sector_t written_sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1015                 struct request_queue *q = orig_bio->bi_disk->queue;
1016                 u64 mask = (u64)blk_queue_zone_sectors(q) - 1;
1017
1018                 orig_bio->bi_iter.bi_sector += written_sector & mask;
1019         }
1020
1021         if (endio) {
1022                 int r = endio(tio->ti, bio, &error);
1023                 switch (r) {
1024                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
1025                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1026                         fallthrough;
1027                 case DM_ENDIO_DONE:
1028                         break;
1029                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
1030                         /* The target will handle the io */
1031                         return;
1032                 default:
1033                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
1034                         BUG();
1035                 }
1036         }
1037
1038         if (unlikely(swap_bios_limit(tio->ti, bio))) {
1039                 struct mapped_device *md = io->md;
1040                 up(&md->swap_bios_semaphore);
1041         }
1042
1043         free_tio(tio);
1044         dec_pending(io, error);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1049  * target boundary.
1050  */
1051 static inline sector_t max_io_len_target_boundary(struct dm_target *ti,
1052                                                   sector_t target_offset)
1053 {
1054         return ti->len - target_offset;
1055 }
1056
1057 static sector_t max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t sector)
1058 {
1059         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1060         sector_t len = max_io_len_target_boundary(ti, target_offset);
1061         sector_t max_len;
1062
1063         /*
1064          * Does the target need to split IO even further?
1065          * - varied (per target) IO splitting is a tenet of DM; this
1066          *   explains why stacked chunk_sectors based splitting via
1067          *   blk_max_size_offset() isn't possible here. So pass in
1068          *   ti->max_io_len to override stacked chunk_sectors.
1069          */
1070         if (ti->max_io_len) {
1071                 max_len = blk_max_size_offset(ti->table->md->queue,
1072                                               target_offset, ti->max_io_len);
1073                 if (len > max_len)
1074                         len = max_len;
1075         }
1076
1077         return len;
1078 }
1079
1080 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1081 {
1082         if (len > UINT_MAX) {
1083                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1084                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1085                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1086                 return -EINVAL;
1087         }
1088
1089         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1094
1095 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1096                                                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1097         __acquires(md->io_barrier)
1098 {
1099         struct dm_table *map;
1100         struct dm_target *ti;
1101
1102         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1103         if (!map)
1104                 return NULL;
1105
1106         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1107         if (!ti)
1108                 return NULL;
1109
1110         return ti;
1111 }
1112
1113 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1114                                  long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
1115 {
1116         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1117         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1118         struct dm_target *ti;
1119         long len, ret = -EIO;
1120         int srcu_idx;
1121
1122         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1123
1124         if (!ti)
1125                 goto out;
1126         if (!ti->type->direct_access)
1127                 goto out;
1128         len = max_io_len(ti, sector) / PAGE_SECTORS;
1129         if (len < 1)
1130                 goto out;
1131         nr_pages = min(len, nr_pages);
1132         ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, kaddr, pfn);
1133
1134  out:
1135         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1136
1137         return ret;
1138 }
1139
1140 static bool dm_dax_supported(struct dax_device *dax_dev, struct block_device *bdev,
1141                 int blocksize, sector_t start, sector_t len)
1142 {
1143         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1144         struct dm_table *map;
1145         bool ret = false;
1146         int srcu_idx;
1147
1148         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1149         if (!map)
1150                 goto out;
1151
1152         ret = dm_table_supports_dax(map, device_not_dax_capable, &blocksize);
1153
1154 out:
1155         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1156
1157         return ret;
1158 }
1159
1160 static size_t dm_dax_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1161                                     void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1162 {
1163         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1164         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1165         struct dm_target *ti;
1166         long ret = 0;
1167         int srcu_idx;
1168
1169         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1170
1171         if (!ti)
1172                 goto out;
1173         if (!ti->type->dax_copy_from_iter) {
1174                 ret = copy_from_iter(addr, bytes, i);
1175                 goto out;
1176         }
1177         ret = ti->type->dax_copy_from_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1178  out:
1179         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1180
1181         return ret;
1182 }
1183
1184 static size_t dm_dax_copy_to_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1185                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1186 {
1187         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1188         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1189         struct dm_target *ti;
1190         long ret = 0;
1191         int srcu_idx;
1192
1193         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1194
1195         if (!ti)
1196                 goto out;
1197         if (!ti->type->dax_copy_to_iter) {
1198                 ret = copy_to_iter(addr, bytes, i);
1199                 goto out;
1200         }
1201         ret = ti->type->dax_copy_to_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1202  out:
1203         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1204
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 static int dm_dax_zero_page_range(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1209                                   size_t nr_pages)
1210 {
1211         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1212         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1213         struct dm_target *ti;
1214         int ret = -EIO;
1215         int srcu_idx;
1216
1217         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1218
1219         if (!ti)
1220                 goto out;
1221         if (WARN_ON(!ti->type->dax_zero_page_range)) {
1222                 /*
1223                  * ->zero_page_range() is mandatory dax operation. If we are
1224                  *  here, something is wrong.
1225                  */
1226                 goto out;
1227         }
1228         ret = ti->type->dax_zero_page_range(ti, pgoff, nr_pages);
1229  out:
1230         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1231
1232         return ret;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1237  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH, REQ_OP_ZONE_* zone management
1238  * operations and REQ_OP_ZONE_APPEND (zone append writes).
1239  *
1240  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1241  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1242  * sent in a next bio.
1243  *
1244  * A diagram that explains the arithmetics:
1245  * +--------------------+---------------+-------+
1246  * |         1          |       2       |   3   |
1247  * +--------------------+---------------+-------+
1248  *
1249  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1250  *                      <------- bi_size ------->
1251  *                      <-- n_sectors -->
1252  *
1253  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1254  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1255  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1256  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1257  *       to make it empty)
1258  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1259  *
1260  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1261  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1262  * copies of the bio.
1263  */
1264 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1265 {
1266         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1267         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1268
1269         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
1270         BUG_ON(op_is_zone_mgmt(bio_op(bio)));
1271         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND);
1272         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1273         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1274
1275         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1276         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1277 }
1278 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1279
1280 static noinline void __set_swap_bios_limit(struct mapped_device *md, int latch)
1281 {
1282         mutex_lock(&md->swap_bios_lock);
1283         while (latch < md->swap_bios) {
1284                 cond_resched();
1285                 down(&md->swap_bios_semaphore);
1286                 md->swap_bios--;
1287         }
1288         while (latch > md->swap_bios) {
1289                 cond_resched();
1290                 up(&md->swap_bios_semaphore);
1291                 md->swap_bios++;
1292         }
1293         mutex_unlock(&md->swap_bios_lock);
1294 }
1295
1296 static blk_qc_t __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1297 {
1298         int r;
1299         sector_t sector;
1300         struct bio *clone = &tio->clone;
1301         struct dm_io *io = tio->io;
1302         struct dm_target *ti = tio->ti;
1303         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1304
1305         clone->bi_end_io = clone_endio;
1306
1307         /*
1308          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1309          * anything, the target has assumed ownership of
1310          * this io.
1311          */
1312         atomic_inc(&io->io_count);
1313         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1314
1315         if (unlikely(swap_bios_limit(ti, clone))) {
1316                 struct mapped_device *md = io->md;
1317                 int latch = get_swap_bios();
1318                 if (unlikely(latch != md->swap_bios))
1319                         __set_swap_bios_limit(md, latch);
1320                 down(&md->swap_bios_semaphore);
1321         }
1322
1323         r = ti->type->map(ti, clone);
1324         switch (r) {
1325         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1326                 break;
1327         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1328                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1329                 trace_block_bio_remap(clone->bi_disk->queue, clone,
1330                                       bio_dev(io->orig_bio), sector);
1331                 ret = submit_bio_noacct(clone);
1332                 break;
1333         case DM_MAPIO_KILL:
1334                 if (unlikely(swap_bios_limit(ti, clone))) {
1335                         struct mapped_device *md = io->md;
1336                         up(&md->swap_bios_semaphore);
1337                 }
1338                 free_tio(tio);
1339                 dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1340                 break;
1341         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1342                 if (unlikely(swap_bios_limit(ti, clone))) {
1343                         struct mapped_device *md = io->md;
1344                         up(&md->swap_bios_semaphore);
1345                 }
1346                 free_tio(tio);
1347                 dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1348                 break;
1349         default:
1350                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1351                 BUG();
1352         }
1353
1354         return ret;
1355 }
1356
1357 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1358 {
1359         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1360         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1365  */
1366 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1367                      sector_t sector, unsigned len)
1368 {
1369         struct bio *clone = &tio->clone;
1370         int r;
1371
1372         __bio_clone_fast(clone, bio);
1373
1374         r = bio_crypt_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1375         if (r < 0)
1376                 return r;
1377
1378         if (bio_integrity(bio)) {
1379                 if (unlikely(!dm_target_has_integrity(tio->ti->type) &&
1380                              !dm_target_passes_integrity(tio->ti->type))) {
1381                         DMWARN("%s: the target %s doesn't support integrity data.",
1382                                 dm_device_name(tio->io->md),
1383                                 tio->ti->type->name);
1384                         return -EIO;
1385                 }
1386
1387                 r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1388                 if (r < 0)
1389                         return r;
1390         }
1391
1392         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1393         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1394
1395         if (bio_integrity(bio))
1396                 bio_integrity_trim(clone);
1397
1398         return 0;
1399 }
1400
1401 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1402                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1403 {
1404         struct dm_target_io *tio;
1405         int try;
1406
1407         if (!num_bios)
1408                 return;
1409
1410         if (num_bios == 1) {
1411                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1412                 bio_list_add(blist, &tio->clone);
1413                 return;
1414         }
1415
1416         for (try = 0; try < 2; try++) {
1417                 int bio_nr;
1418                 struct bio *bio;
1419
1420                 if (try)
1421                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1422                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1423                         tio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1424                         if (!tio)
1425                                 break;
1426
1427                         bio_list_add(blist, &tio->clone);
1428                 }
1429                 if (try)
1430                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1431                 if (bio_nr == num_bios)
1432                         return;
1433
1434                 while ((bio = bio_list_pop(blist))) {
1435                         tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1436                         free_tio(tio);
1437                 }
1438         }
1439 }
1440
1441 static blk_qc_t __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1442                                            struct dm_target_io *tio, unsigned *len)
1443 {
1444         struct bio *clone = &tio->clone;
1445
1446         tio->len_ptr = len;
1447
1448         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1449         if (len)
1450                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1451
1452         return __map_bio(tio);
1453 }
1454
1455 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1456                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1457 {
1458         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1459         struct bio *bio;
1460         struct dm_target_io *tio;
1461
1462         alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1463
1464         while ((bio = bio_list_pop(&blist))) {
1465                 tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1466                 (void) __clone_and_map_simple_bio(ci, tio, len);
1467         }
1468 }
1469
1470 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1471 {
1472         unsigned target_nr = 0;
1473         struct dm_target *ti;
1474         struct bio flush_bio;
1475
1476         /*
1477          * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1478          * need to reference it after submit. It's just used as
1479          * the basis for the clone(s).
1480          */
1481         bio_init(&flush_bio, NULL, 0);
1482         flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1483         ci->bio = &flush_bio;
1484         ci->sector_count = 0;
1485
1486         /*
1487          * Empty flush uses a statically initialized bio, as the base for
1488          * cloning.  However, blkg association requires that a bdev is
1489          * associated with a gendisk, which doesn't happen until the bdev is
1490          * opened.  So, blkg association is done at issue time of the flush
1491          * rather than when the device is created in alloc_dev().
1492          */
1493         bio_set_dev(ci->bio, ci->io->md->bdev);
1494
1495         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1496         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1497                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1498
1499         bio_uninit(ci->bio);
1500         return 0;
1501 }
1502
1503 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1504                                     sector_t sector, unsigned *len)
1505 {
1506         struct bio *bio = ci->bio;
1507         struct dm_target_io *tio;
1508         int r;
1509
1510         tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1511         tio->len_ptr = len;
1512         r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1513         if (r < 0) {
1514                 free_tio(tio);
1515                 return r;
1516         }
1517         (void) __map_bio(tio);
1518
1519         return 0;
1520 }
1521
1522 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1523                                        unsigned num_bios)
1524 {
1525         unsigned len;
1526
1527         /*
1528          * Even though the device advertised support for this type of
1529          * request, that does not mean every target supports it, and
1530          * reconfiguration might also have changed that since the
1531          * check was performed.
1532          */
1533         if (!num_bios)
1534                 return -EOPNOTSUPP;
1535
1536         len = min_t(sector_t, ci->sector_count,
1537                     max_io_len_target_boundary(ti, dm_target_offset(ti, ci->sector)));
1538
1539         __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1540
1541         ci->sector += len;
1542         ci->sector_count -= len;
1543
1544         return 0;
1545 }
1546
1547 static bool is_abnormal_io(struct bio *bio)
1548 {
1549         bool r = false;
1550
1551         switch (bio_op(bio)) {
1552         case REQ_OP_DISCARD:
1553         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1554         case REQ_OP_WRITE_SAME:
1555         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1556                 r = true;
1557                 break;
1558         }
1559
1560         return r;
1561 }
1562
1563 static bool __process_abnormal_io(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1564                                   int *result)
1565 {
1566         struct bio *bio = ci->bio;
1567         unsigned num_bios = 0;
1568
1569         switch (bio_op(bio)) {
1570         case REQ_OP_DISCARD:
1571                 num_bios = ti->num_discard_bios;
1572                 break;
1573         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1574                 num_bios = ti->num_secure_erase_bios;
1575                 break;
1576         case REQ_OP_WRITE_SAME:
1577                 num_bios = ti->num_write_same_bios;
1578                 break;
1579         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1580                 num_bios = ti->num_write_zeroes_bios;
1581                 break;
1582         default:
1583                 return false;
1584         }
1585
1586         *result = __send_changing_extent_only(ci, ti, num_bios);
1587         return true;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1592  */
1593 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1594 {
1595         struct dm_target *ti;
1596         unsigned len;
1597         int r;
1598
1599         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1600         if (!ti)
1601                 return -EIO;
1602
1603         if (__process_abnormal_io(ci, ti, &r))
1604                 return r;
1605
1606         len = min_t(sector_t, max_io_len(ti, ci->sector), ci->sector_count);
1607
1608         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1609         if (r < 0)
1610                 return r;
1611
1612         ci->sector += len;
1613         ci->sector_count -= len;
1614
1615         return 0;
1616 }
1617
1618 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1619                             struct dm_table *map, struct bio *bio)
1620 {
1621         ci->map = map;
1622         ci->io = alloc_io(md, bio);
1623         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1624 }
1625
1626 #define __dm_part_stat_sub(part, field, subnd)  \
1627         (part_stat_get(part, field) -= (subnd))
1628
1629 /*
1630  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1631  */
1632 static blk_qc_t __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1633                                         struct dm_table *map, struct bio *bio)
1634 {
1635         struct clone_info ci;
1636         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1637         int error = 0;
1638
1639         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1640
1641         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1642                 error = __send_empty_flush(&ci);
1643                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1644         } else if (op_is_zone_mgmt(bio_op(bio))) {
1645                 ci.bio = bio;
1646                 ci.sector_count = 0;
1647                 error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1648         } else {
1649                 ci.bio = bio;
1650                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1651                 while (ci.sector_count && !error) {
1652                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1653                         if (current->bio_list && ci.sector_count && !error) {
1654                                 /*
1655                                  * Remainder must be passed to submit_bio_noacct()
1656                                  * so that it gets handled *after* bios already submitted
1657                                  * have been completely processed.
1658                                  * We take a clone of the original to store in
1659                                  * ci.io->orig_bio to be used by end_io_acct() and
1660                                  * for dec_pending to use for completion handling.
1661                                  */
1662                                 struct bio *b = bio_split(bio, bio_sectors(bio) - ci.sector_count,
1663                                                           GFP_NOIO, &md->queue->bio_split);
1664                                 ci.io->orig_bio = b;
1665
1666                                 /*
1667                                  * Adjust IO stats for each split, otherwise upon queue
1668                                  * reentry there will be redundant IO accounting.
1669                                  * NOTE: this is a stop-gap fix, a proper fix involves
1670                                  * significant refactoring of DM core's bio splitting
1671                                  * (by eliminating DM's splitting and just using bio_split)
1672                                  */
1673                                 part_stat_lock();
1674                                 __dm_part_stat_sub(&dm_disk(md)->part0,
1675                                                    sectors[op_stat_group(bio_op(bio))], ci.sector_count);
1676                                 part_stat_unlock();
1677
1678                                 bio_chain(b, bio);
1679                                 trace_block_split(md->queue, b, bio->bi_iter.bi_sector);
1680                                 ret = submit_bio_noacct(bio);
1681                                 break;
1682                         }
1683                 }
1684         }
1685
1686         /* drop the extra reference count */
1687         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 static blk_qc_t dm_submit_bio(struct bio *bio)
1692 {
1693         struct mapped_device *md = bio->bi_disk->private_data;
1694         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1695         int srcu_idx;
1696         struct dm_table *map;
1697
1698         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1699
1700         /* If suspended, or map not yet available, queue this IO for later */
1701         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) ||
1702             unlikely(!map)) {
1703                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1704                         bio_wouldblock_error(bio);
1705                 else if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1706                         bio_io_error(bio);
1707                 else
1708                         queue_io(md, bio);
1709                 goto out;
1710         }
1711
1712         /*
1713          * Use blk_queue_split() for abnormal IO (e.g. discard, writesame, etc)
1714          * otherwise associated queue_limits won't be imposed.
1715          */
1716         if (is_abnormal_io(bio))
1717                 blk_queue_split(&bio);
1718
1719         ret = __split_and_process_bio(md, map, bio);
1720 out:
1721         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1722         return ret;
1723 }
1724
1725 /*-----------------------------------------------------------------
1726  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1727  *---------------------------------------------------------------*/
1728 static void free_minor(int minor)
1729 {
1730         spin_lock(&_minor_lock);
1731         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1732         spin_unlock(&_minor_lock);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * See if the device with a specific minor # is free.
1737  */
1738 static int specific_minor(int minor)
1739 {
1740         int r;
1741
1742         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1743                 return -EINVAL;
1744
1745         idr_preload(GFP_KERNEL);
1746         spin_lock(&_minor_lock);
1747
1748         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1749
1750         spin_unlock(&_minor_lock);
1751         idr_preload_end();
1752         if (r < 0)
1753                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1754         return 0;
1755 }
1756
1757 static int next_free_minor(int *minor)
1758 {
1759         int r;
1760
1761         idr_preload(GFP_KERNEL);
1762         spin_lock(&_minor_lock);
1763
1764         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1765
1766         spin_unlock(&_minor_lock);
1767         idr_preload_end();
1768         if (r < 0)
1769                 return r;
1770         *minor = r;
1771         return 0;
1772 }
1773
1774 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1775 static const struct block_device_operations dm_rq_blk_dops;
1776 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1777
1778 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1779
1780 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1781 {
1782         if (md->wq)
1783                 destroy_workqueue(md->wq);
1784         bioset_exit(&md->bs);
1785         bioset_exit(&md->io_bs);
1786
1787         if (md->dax_dev) {
1788                 kill_dax(md->dax_dev);
1789                 put_dax(md->dax_dev);
1790                 md->dax_dev = NULL;
1791         }
1792
1793         if (md->disk) {
1794                 spin_lock(&_minor_lock);
1795                 md->disk->private_data = NULL;
1796                 spin_unlock(&_minor_lock);
1797                 del_gendisk(md->disk);
1798                 put_disk(md->disk);
1799         }
1800
1801         if (md->queue)
1802                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1803
1804         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1805
1806         if (md->bdev) {
1807                 bdput(md->bdev);
1808                 md->bdev = NULL;
1809         }
1810
1811         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1812         mutex_destroy(&md->type_lock);
1813         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1814         mutex_destroy(&md->swap_bios_lock);
1815
1816         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1821  */
1822 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1823 {
1824         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1825         struct mapped_device *md;
1826         void *old_md;
1827
1828         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1829         if (!md) {
1830                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1831                 return NULL;
1832         }
1833
1834         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1835                 goto bad_module_get;
1836
1837         /* get a minor number for the dev */
1838         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1839                 r = next_free_minor(&minor);
1840         else
1841                 r = specific_minor(minor);
1842         if (r < 0)
1843                 goto bad_minor;
1844
1845         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1846         if (r < 0)
1847                 goto bad_io_barrier;
1848
1849         md->numa_node_id = numa_node_id;
1850         md->init_tio_pdu = false;
1851         md->type = DM_TYPE_NONE;
1852         mutex_init(&md->suspend_lock);
1853         mutex_init(&md->type_lock);
1854         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1855         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1856         atomic_set(&md->holders, 1);
1857         atomic_set(&md->open_count, 0);
1858         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1859         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1860         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1861         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1862         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1863
1864         /*
1865          * default to bio-based until DM table is loaded and md->type
1866          * established. If request-based table is loaded: blk-mq will
1867          * override accordingly.
1868          */
1869         md->queue = blk_alloc_queue(numa_node_id);
1870         if (!md->queue)
1871                 goto bad;
1872
1873         md->disk = alloc_disk_node(1, md->numa_node_id);
1874         if (!md->disk)
1875                 goto bad;
1876
1877         init_waitqueue_head(&md->wait);
1878         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1879         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1880         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1881
1882         md->swap_bios = get_swap_bios();
1883         sema_init(&md->swap_bios_semaphore, md->swap_bios);
1884         mutex_init(&md->swap_bios_lock);
1885
1886         md->disk->major = _major;
1887         md->disk->first_minor = minor;
1888         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1889         md->disk->queue = md->queue;
1890         md->disk->private_data = md;
1891         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1892
1893         if (IS_ENABLED(CONFIG_DAX_DRIVER)) {
1894                 md->dax_dev = alloc_dax(md, md->disk->disk_name,
1895                                         &dm_dax_ops, 0);
1896                 if (IS_ERR(md->dax_dev)) {
1897                         md->dax_dev = NULL;
1898                         goto bad;
1899                 }
1900         }
1901
1902         add_disk_no_queue_reg(md->disk);
1903         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1904
1905         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1906         if (!md->wq)
1907                 goto bad;
1908
1909         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1910         if (!md->bdev)
1911                 goto bad;
1912
1913         r = dm_stats_init(&md->stats);
1914         if (r < 0)
1915                 goto bad;
1916
1917         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1918         spin_lock(&_minor_lock);
1919         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1920         spin_unlock(&_minor_lock);
1921
1922         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1923
1924         return md;
1925
1926 bad:
1927         cleanup_mapped_device(md);
1928 bad_io_barrier:
1929         free_minor(minor);
1930 bad_minor:
1931         module_put(THIS_MODULE);
1932 bad_module_get:
1933         kvfree(md);
1934         return NULL;
1935 }
1936
1937 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1938
1939 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1940 {
1941         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
1942
1943         unlock_fs(md);
1944
1945         cleanup_mapped_device(md);
1946
1947         free_table_devices(&md->table_devices);
1948         dm_stats_cleanup(&md->stats);
1949         free_minor(minor);
1950
1951         module_put(THIS_MODULE);
1952         kvfree(md);
1953 }
1954
1955 static int __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1956 {
1957         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
1958         int ret = 0;
1959
1960         if (dm_table_bio_based(t)) {
1961                 /*
1962                  * The md may already have mempools that need changing.
1963                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
1964                  * because a different table was loaded.
1965                  */
1966                 bioset_exit(&md->bs);
1967                 bioset_exit(&md->io_bs);
1968
1969         } else if (bioset_initialized(&md->bs)) {
1970                 /*
1971                  * There's no need to reload with request-based dm
1972                  * because the size of front_pad doesn't change.
1973                  * Note for future: If you are to reload bioset,
1974                  * prep-ed requests in the queue may refer
1975                  * to bio from the old bioset, so you must walk
1976                  * through the queue to unprep.
1977                  */
1978                 goto out;
1979         }
1980
1981         BUG_ON(!p ||
1982                bioset_initialized(&md->bs) ||
1983                bioset_initialized(&md->io_bs));
1984
1985         ret = bioset_init_from_src(&md->bs, &p->bs);
1986         if (ret)
1987                 goto out;
1988         ret = bioset_init_from_src(&md->io_bs, &p->io_bs);
1989         if (ret)
1990                 bioset_exit(&md->bs);
1991 out:
1992         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
1993         dm_table_free_md_mempools(t);
1994         return ret;
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Bind a table to the device.
1999  */
2000 static void event_callback(void *context)
2001 {
2002         unsigned long flags;
2003         LIST_HEAD(uevents);
2004         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2005
2006         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2007         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2008         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2009
2010         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2011
2012         atomic_inc(&md->event_nr);
2013         wake_up(&md->eventq);
2014         dm_issue_global_event();
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Returns old map, which caller must destroy.
2019  */
2020 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2021                                struct queue_limits *limits)
2022 {
2023         struct dm_table *old_map;
2024         struct request_queue *q = md->queue;
2025         bool request_based = dm_table_request_based(t);
2026         sector_t size;
2027         int ret;
2028
2029         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2030
2031         size = dm_table_get_size(t);
2032
2033         /*
2034          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2035          */
2036         if (size != dm_get_size(md))
2037                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2038
2039         set_capacity(md->disk, size);
2040         bd_set_nr_sectors(md->bdev, size);
2041
2042         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2043
2044         /*
2045          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2046          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2047          * I/O mapping before resume.
2048          * This must be done before setting the queue restrictions,
2049          * because request-based dm may be run just after the setting.
2050          */
2051         if (request_based)
2052                 dm_stop_queue(q);
2053
2054         if (request_based) {
2055                 /*
2056                  * Leverage the fact that request-based DM targets are
2057                  * immutable singletons - used to optimize dm_mq_queue_rq.
2058                  */
2059                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2060         }
2061
2062         ret = __bind_mempools(md, t);
2063         if (ret) {
2064                 old_map = ERR_PTR(ret);
2065                 goto out;
2066         }
2067
2068         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2069         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2070         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2071
2072         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2073         if (old_map)
2074                 dm_sync_table(md);
2075
2076 out:
2077         return old_map;
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Returns unbound table for the caller to free.
2082  */
2083 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2084 {
2085         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2086
2087         if (!map)
2088                 return NULL;
2089
2090         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2091         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2092         dm_sync_table(md);
2093
2094         return map;
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Constructor for a new device.
2099  */
2100 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2101 {
2102         int r;
2103         struct mapped_device *md;
2104
2105         md = alloc_dev(minor);
2106         if (!md)
2107                 return -ENXIO;
2108
2109         r = dm_sysfs_init(md);
2110         if (r) {
2111                 free_dev(md);
2112                 return r;
2113         }
2114
2115         *result = md;
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Functions to manage md->type.
2121  * All are required to hold md->type_lock.
2122  */
2123 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2124 {
2125         mutex_lock(&md->type_lock);
2126 }
2127
2128 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2129 {
2130         mutex_unlock(&md->type_lock);
2131 }
2132
2133 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2134 {
2135         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2136         md->type = type;
2137 }
2138
2139 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2140 {
2141         return md->type;
2142 }
2143
2144 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2145 {
2146         return md->immutable_target_type;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2151  * count on 'md'.
2152  */
2153 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2154 {
2155         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2156         return &md->queue->limits;
2157 }
2158 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2159
2160 /*
2161  * Setup the DM device's queue based on md's type
2162  */
2163 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2164 {
2165         int r;
2166         struct queue_limits limits;
2167         enum dm_queue_mode type = dm_get_md_type(md);
2168
2169         switch (type) {
2170         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2171                 md->disk->fops = &dm_rq_blk_dops;
2172                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2173                 if (r) {
2174                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm mapped device");
2175                         return r;
2176                 }
2177                 break;
2178         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2179         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2180                 break;
2181         case DM_TYPE_NONE:
2182                 WARN_ON_ONCE(true);
2183                 break;
2184         }
2185
2186         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2187         if (r) {
2188                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2189                 return r;
2190         }
2191         dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2192         blk_register_queue(md->disk);
2193
2194         return 0;
2195 }
2196
2197 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2198 {
2199         struct mapped_device *md;
2200         unsigned minor = MINOR(dev);
2201
2202         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2203                 return NULL;
2204
2205         spin_lock(&_minor_lock);
2206
2207         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2208         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2209             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2210                 md = NULL;
2211                 goto out;
2212         }
2213         dm_get(md);
2214 out:
2215         spin_unlock(&_minor_lock);
2216
2217         return md;
2218 }
2219 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2220
2221 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2222 {
2223         return md->interface_ptr;
2224 }
2225
2226 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2227 {
2228         md->interface_ptr = ptr;
2229 }
2230
2231 void dm_get(struct mapped_device *md)
2232 {
2233         atomic_inc(&md->holders);
2234         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2235 }
2236
2237 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2238 {
2239         spin_lock(&_minor_lock);
2240         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2241                 spin_unlock(&_minor_lock);
2242                 return -EBUSY;
2243         }
2244         dm_get(md);
2245         spin_unlock(&_minor_lock);
2246         return 0;
2247 }
2248 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2249
2250 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2251 {
2252         return md->name;
2253 }
2254 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2255
2256 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2257 {
2258         struct dm_table *map;
2259         int srcu_idx;
2260
2261         might_sleep();
2262
2263         spin_lock(&_minor_lock);
2264         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2265         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2266         spin_unlock(&_minor_lock);
2267
2268         blk_set_queue_dying(md->queue);
2269
2270         /*
2271          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2272          * do not race with internal suspend.
2273          */
2274         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2275         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2276         if (!dm_suspended_md(md)) {
2277                 dm_table_presuspend_targets(map);
2278                 set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2279                 set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2280                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2281         }
2282         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2283         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2284         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2285
2286         /*
2287          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2288          * for example.  Wait for all references to disappear.
2289          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2290          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2291          */
2292         if (wait)
2293                 while (atomic_read(&md->holders))
2294                         msleep(1);
2295         else if (atomic_read(&md->holders))
2296                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2297                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2298
2299         dm_sysfs_exit(md);
2300         dm_table_destroy(__unbind(md));
2301         free_dev(md);
2302 }
2303
2304 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2305 {
2306         __dm_destroy(md, true);
2307 }
2308
2309 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2310 {
2311         __dm_destroy(md, false);
2312 }
2313
2314 void dm_put(struct mapped_device *md)
2315 {
2316         atomic_dec(&md->holders);
2317 }
2318 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2319
2320 static bool md_in_flight_bios(struct mapped_device *md)
2321 {
2322         int cpu;
2323         struct hd_struct *part = &dm_disk(md)->part0;
2324         long sum = 0;
2325
2326         for_each_possible_cpu(cpu) {
2327                 sum += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[0], cpu);
2328                 sum += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[1], cpu);
2329         }
2330
2331         return sum != 0;
2332 }
2333
2334 static int dm_wait_for_bios_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2335 {
2336         int r = 0;
2337         DEFINE_WAIT(wait);
2338
2339         while (true) {
2340                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2341
2342                 if (!md_in_flight_bios(md))
2343                         break;
2344
2345                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2346                         r = -EINTR;
2347                         break;
2348                 }
2349
2350                 io_schedule();
2351         }
2352         finish_wait(&md->wait, &wait);
2353
2354         smp_rmb();
2355
2356         return r;
2357 }
2358
2359 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2360 {
2361         int r = 0;
2362
2363         if (!queue_is_mq(md->queue))
2364                 return dm_wait_for_bios_completion(md, task_state);
2365
2366         while (true) {
2367                 if (!blk_mq_queue_inflight(md->queue))
2368                         break;
2369
2370                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2371                         r = -EINTR;
2372                         break;
2373                 }
2374
2375                 msleep(5);
2376         }
2377
2378         return r;
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Process the deferred bios
2383  */
2384 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2385 {
2386         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device, work);
2387         struct bio *bio;
2388
2389         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2390                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2391                 bio = bio_list_pop(&md->deferred);
2392                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2393
2394                 if (!bio)
2395                         break;
2396
2397                 submit_bio_noacct(bio);
2398                 cond_resched();
2399         }
2400 }
2401
2402 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2403 {
2404         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2405         smp_mb__after_atomic();
2406         queue_work(md->wq, &md->work);
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2411  */
2412 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2413 {
2414         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2415         struct queue_limits limits;
2416         int r;
2417
2418         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2419
2420         /* device must be suspended */
2421         if (!dm_suspended_md(md))
2422                 goto out;
2423
2424         /*
2425          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2426          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2427          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2428          * reappear.
2429          */
2430         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2431                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2432                 if (live_map)
2433                         limits = md->queue->limits;
2434                 dm_put_live_table_fast(md);
2435         }
2436
2437         if (!live_map) {
2438                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2439                 if (r) {
2440                         map = ERR_PTR(r);
2441                         goto out;
2442                 }
2443         }
2444
2445         map = __bind(md, table, &limits);
2446         dm_issue_global_event();
2447
2448 out:
2449         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2450         return map;
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2455  * device.
2456  */
2457 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2458 {
2459         int r;
2460
2461         WARN_ON(md->frozen_sb);
2462
2463         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2464         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2465                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2466                 md->frozen_sb = NULL;
2467                 return r;
2468         }
2469
2470         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2471
2472         return 0;
2473 }
2474
2475 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2476 {
2477         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2478                 return;
2479
2480         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2481         md->frozen_sb = NULL;
2482         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2483 }
2484
2485 /*
2486  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2487  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2488  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2489  *
2490  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2491  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2492  * are being added to md->deferred list.
2493  */
2494 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2495                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2496                         int dmf_suspended_flag)
2497 {
2498         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2499         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2500         int r;
2501
2502         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2503
2504         /*
2505          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2506          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2507          */
2508         if (noflush)
2509                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2510         else
2511                 DMDEBUG("%s: suspending with flush", dm_device_name(md));
2512
2513         /*
2514          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2515          * provide the .presuspend_undo hook.
2516          */
2517         dm_table_presuspend_targets(map);
2518
2519         /*
2520          * Flush I/O to the device.
2521          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2522          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2523          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2524          */
2525         if (!noflush && do_lockfs) {
2526                 r = lock_fs(md);
2527                 if (r) {
2528                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2529                         return r;
2530                 }
2531         }
2532
2533         /*
2534          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2535          * to target drivers i.e. no one may be executing
2536          * __split_and_process_bio from dm_submit_bio.
2537          *
2538          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_submit_bio,
2539          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2540          * __split_and_process_bio from dm_submit_bio and quiesce the thread
2541          * (dm_wq_work), we set DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2542          * flush_workqueue(md->wq).
2543          */
2544         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2545         if (map)
2546                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2547
2548         /*
2549          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2550          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2551          */
2552         if (dm_request_based(md))
2553                 dm_stop_queue(md->queue);
2554
2555         flush_workqueue(md->wq);
2556
2557         /*
2558          * At this point no more requests are entering target request routines.
2559          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2560          * to finish.
2561          */
2562         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2563         if (!r)
2564                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2565
2566         if (noflush)
2567                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2568         if (map)
2569                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2570
2571         /* were we interrupted ? */
2572         if (r < 0) {
2573                 dm_queue_flush(md);
2574
2575                 if (dm_request_based(md))
2576                         dm_start_queue(md->queue);
2577
2578                 unlock_fs(md);
2579                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2580                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2581         }
2582
2583         return r;
2584 }
2585
2586 /*
2587  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2588  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2589  * the background.  Before the table can be swapped with
2590  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2591  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2592  */
2593 /*
2594  * Suspend mechanism in request-based dm.
2595  *
2596  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2597  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2598  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2599  *
2600  * To abort suspend, start the request_queue.
2601  */
2602 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2603 {
2604         struct dm_table *map = NULL;
2605         int r = 0;
2606
2607 retry:
2608         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2609
2610         if (dm_suspended_md(md)) {
2611                 r = -EINVAL;
2612                 goto out_unlock;
2613         }
2614
2615         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2616                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2617                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2618                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2619                 if (r)
2620                         return r;
2621                 goto retry;
2622         }
2623
2624         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2625
2626         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2627         if (r)
2628                 goto out_unlock;
2629
2630         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2631         dm_table_postsuspend_targets(map);
2632         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2633
2634 out_unlock:
2635         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2636         return r;
2637 }
2638
2639 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2640 {
2641         if (map) {
2642                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2643                 if (r)
2644                         return r;
2645         }
2646
2647         dm_queue_flush(md);
2648
2649         /*
2650          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2651          * so that mapping of targets can work correctly.
2652          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2653          */
2654         if (dm_request_based(md))
2655                 dm_start_queue(md->queue);
2656
2657         unlock_fs(md);
2658
2659         return 0;
2660 }
2661
2662 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2663 {
2664         int r;
2665         struct dm_table *map = NULL;
2666
2667 retry:
2668         r = -EINVAL;
2669         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2670
2671         if (!dm_suspended_md(md))
2672                 goto out;
2673
2674         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2675                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2676                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2677                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2678                 if (r)
2679                         return r;
2680                 goto retry;
2681         }
2682
2683         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2684         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2685                 goto out;
2686
2687         r = __dm_resume(md, map);
2688         if (r)
2689                 goto out;
2690
2691         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2692 out:
2693         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2694
2695         return r;
2696 }
2697
2698 /*
2699  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2700  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2701  * It may be used only from the kernel.
2702  */
2703
2704 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2705 {
2706         struct dm_table *map = NULL;
2707
2708         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2709
2710         if (md->internal_suspend_count++)
2711                 return; /* nested internal suspend */
2712
2713         if (dm_suspended_md(md)) {
2714                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2715                 return; /* nest suspend */
2716         }
2717
2718         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2719
2720         /*
2721          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2722          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2723          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2724          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2725          */
2726         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2727                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2728
2729         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2730         dm_table_postsuspend_targets(map);
2731         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2732 }
2733
2734 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2735 {
2736         int r;
2737         struct dm_table *map;
2738
2739         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2740
2741         if (--md->internal_suspend_count)
2742                 return; /* resume from nested internal suspend */
2743
2744         if (dm_suspended_md(md))
2745                 goto done; /* resume from nested suspend */
2746
2747         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2748         r = __dm_resume(md, map);
2749         if (r) {
2750                 /*
2751                  * If a preresume method of some target failed, we are in a
2752                  * tricky situation. We can't return an error to the caller. We
2753                  * can't fake success because then the "resume" and
2754                  * "postsuspend" methods would not be paired correctly, and it
2755                  * would break various targets, for example it would cause list
2756                  * corruption in the "origin" target.
2757                  *
2758                  * So, we fake normal suspend here, to make sure that the
2759                  * "resume" and "postsuspend" methods will be paired correctly.
2760                  */
2761                 DMERR("Preresume method failed: %d", r);
2762                 set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2763         }
2764 done:
2765         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2766         smp_mb__after_atomic();
2767         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2768 }
2769
2770 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2771 {
2772         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2773         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2774         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2775 }
2776 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2777
2778 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2779 {
2780         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2781         __dm_internal_resume(md);
2782         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2783 }
2784 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2785
2786 /*
2787  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2788  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2789  */
2790
2791 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2792 {
2793         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2794         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2795                 return;
2796
2797         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2798         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2799         flush_workqueue(md->wq);
2800         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2801 }
2802 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2803
2804 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2805 {
2806         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2807                 goto done;
2808
2809         dm_queue_flush(md);
2810
2811 done:
2812         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2813 }
2814 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2815
2816 /*-----------------------------------------------------------------
2817  * Event notification.
2818  *---------------------------------------------------------------*/
2819 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2820                        unsigned cookie)
2821 {
2822         int r;
2823         unsigned noio_flag;
2824         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2825         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2826
2827         noio_flag = memalloc_noio_save();
2828
2829         if (!cookie)
2830                 r = kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2831         else {
2832                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2833                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2834                 r = kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2835                                        action, envp);
2836         }
2837
2838         memalloc_noio_restore(noio_flag);
2839
2840         return r;
2841 }
2842
2843 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2844 {
2845         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2846 }
2847
2848 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2849 {
2850         return atomic_read(&md->event_nr);
2851 }
2852
2853 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2854 {
2855         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2856                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2857 }
2858
2859 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2860 {
2861         unsigned long flags;
2862
2863         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2864         list_add(elist, &md->uevent_list);
2865         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2866 }
2867
2868 /*
2869  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2870  * count on 'md'.
2871  */
2872 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2873 {
2874         return md->disk;
2875 }
2876 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2877
2878 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2879 {
2880         return &md->kobj_holder.kobj;
2881 }
2882
2883 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2884 {
2885         struct mapped_device *md;
2886
2887         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2888
2889         spin_lock(&_minor_lock);
2890         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2891                 md = NULL;
2892                 goto out;
2893         }
2894         dm_get(md);
2895 out:
2896         spin_unlock(&_minor_lock);
2897
2898         return md;
2899 }
2900
2901 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2902 {
2903         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2904 }
2905
2906 static int dm_post_suspending_md(struct mapped_device *md)
2907 {
2908         return test_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2909 }
2910
2911 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2912 {
2913         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2914 }
2915
2916 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2917 {
2918         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2919 }
2920
2921 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2922 {
2923         return dm_suspended_md(ti->table->md);
2924 }
2925 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2926
2927 int dm_post_suspending(struct dm_target *ti)
2928 {
2929         return dm_post_suspending_md(ti->table->md);
2930 }
2931 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_post_suspending);
2932
2933 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2934 {
2935         return __noflush_suspending(ti->table->md);
2936 }
2937 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2938
2939 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type,
2940                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size,
2941                                             unsigned min_pool_size)
2942 {
2943         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2944         unsigned int pool_size = 0;
2945         unsigned int front_pad, io_front_pad;
2946         int ret;
2947
2948         if (!pools)
2949                 return NULL;
2950
2951         switch (type) {
2952         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2953         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2954                 pool_size = max(dm_get_reserved_bio_based_ios(), min_pool_size);
2955                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2956                 io_front_pad = roundup(front_pad,  __alignof__(struct dm_io)) + offsetof(struct dm_io, tio);
2957                 ret = bioset_init(&pools->io_bs, pool_size, io_front_pad, 0);
2958                 if (ret)
2959                         goto out;
2960                 if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->io_bs, pool_size))
2961                         goto out;
2962                 break;
2963         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2964                 pool_size = max(dm_get_reserved_rq_based_ios(), min_pool_size);
2965                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2966                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2967                 break;
2968         default:
2969                 BUG();
2970         }
2971
2972         ret = bioset_init(&pools->bs, pool_size, front_pad, 0);
2973         if (ret)
2974                 goto out;
2975
2976         if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->bs, pool_size))
2977                 goto out;
2978
2979         return pools;
2980
2981 out:
2982         dm_free_md_mempools(pools);
2983
2984         return NULL;
2985 }
2986
2987 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2988 {
2989         if (!pools)
2990                 return;
2991
2992         bioset_exit(&pools->bs);
2993         bioset_exit(&pools->io_bs);
2994
2995         kfree(pools);
2996 }
2997
2998 struct dm_pr {
2999         u64     old_key;
3000         u64     new_key;
3001         u32     flags;
3002         bool    fail_early;
3003 };
3004
3005 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
3006                       void *data)
3007 {
3008         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3009         struct dm_table *table;
3010         struct dm_target *ti;
3011         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
3012
3013         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
3014         if (!table || !dm_table_get_size(table))
3015                 goto out;
3016
3017         /* We only support devices that have a single target */
3018         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
3019                 goto out;
3020         ti = dm_table_get_target(table, 0);
3021
3022         if (dm_suspended_md(md)) {
3023                 ret = -EAGAIN;
3024                 goto out;
3025         }
3026
3027         ret = -EINVAL;
3028         if (!ti->type->iterate_devices)
3029                 goto out;
3030
3031         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
3032 out:
3033         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
3034         return ret;
3035 }
3036
3037 /*
3038  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
3039  */
3040 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3041                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3042 {
3043         struct dm_pr *pr = data;
3044         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3045
3046         if (!ops || !ops->pr_register)
3047                 return -EOPNOTSUPP;
3048         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3049 }
3050
3051 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3052                           u32 flags)
3053 {
3054         struct dm_pr pr = {
3055                 .old_key        = old_key,
3056                 .new_key        = new_key,
3057                 .flags          = flags,
3058                 .fail_early     = true,
3059         };
3060         int ret;
3061
3062         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3063         if (ret && new_key) {
3064                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
3065                 pr.old_key = new_key;
3066                 pr.new_key = 0;
3067                 pr.flags = 0;
3068                 pr.fail_early = false;
3069                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3070         }
3071
3072         return ret;
3073 }
3074
3075 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3076                          u32 flags)
3077 {
3078         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3079         const struct pr_ops *ops;
3080         int r, srcu_idx;
3081
3082         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3083         if (r < 0)
3084                 goto out;
3085
3086         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3087         if (ops && ops->pr_reserve)
3088                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
3089         else
3090                 r = -EOPNOTSUPP;
3091 out:
3092         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3093         return r;
3094 }
3095
3096 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3097 {
3098         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3099         const struct pr_ops *ops;
3100         int r, srcu_idx;
3101
3102         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3103         if (r < 0)
3104                 goto out;
3105
3106         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3107         if (ops && ops->pr_release)
3108                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
3109         else
3110                 r = -EOPNOTSUPP;
3111 out:
3112         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3113         return r;
3114 }
3115
3116 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3117                          enum pr_type type, bool abort)
3118 {
3119         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3120         const struct pr_ops *ops;
3121         int r, srcu_idx;
3122
3123         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3124         if (r < 0)
3125                 goto out;
3126
3127         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3128         if (ops && ops->pr_preempt)
3129                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
3130         else
3131                 r = -EOPNOTSUPP;
3132 out:
3133         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3134         return r;
3135 }
3136
3137 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3138 {
3139         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3140         const struct pr_ops *ops;
3141         int r, srcu_idx;
3142
3143         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3144         if (r < 0)
3145                 goto out;
3146
3147         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3148         if (ops && ops->pr_clear)
3149                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3150         else
3151                 r = -EOPNOTSUPP;
3152 out:
3153         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3154         return r;
3155 }
3156
3157 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3158         .pr_register    = dm_pr_register,
3159         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3160         .pr_release     = dm_pr_release,
3161         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3162         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3163 };
3164
3165 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3166         .submit_bio = dm_submit_bio,
3167         .open = dm_blk_open,
3168         .release = dm_blk_close,
3169         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3170         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3171         .report_zones = dm_blk_report_zones,
3172         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3173         .owner = THIS_MODULE
3174 };
3175
3176 static const struct block_device_operations dm_rq_blk_dops = {
3177         .open = dm_blk_open,
3178         .release = dm_blk_close,
3179         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3180         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3181         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3182         .owner = THIS_MODULE
3183 };
3184
3185 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3186         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3187         .dax_supported = dm_dax_supported,
3188         .copy_from_iter = dm_dax_copy_from_iter,
3189         .copy_to_iter = dm_dax_copy_to_iter,
3190         .zero_page_range = dm_dax_zero_page_range,
3191 };
3192
3193 /*
3194  * module hooks
3195  */
3196 module_init(dm_init);
3197 module_exit(dm_exit);
3198
3199 module_param(major, uint, 0);
3200 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3201
3202 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3203 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3204
3205 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3206 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3207
3208 module_param(swap_bios, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3209 MODULE_PARM_DESC(swap_bios, "Maximum allowed inflight swap IOs");
3210
3211 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3212 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3213 MODULE_LICENSE("GPL");