e1ea3a7bd9d9f869beafc24ef67ae7757f107915
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / md / dm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm-core.h"
9 #include "dm-rq.h"
10 #include "dm-uevent.h"
11 #include "dm-ima.h"
12
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/mutex.h>
16 #include <linux/sched/mm.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/blkpg.h>
19 #include <linux/bio.h>
20 #include <linux/mempool.h>
21 #include <linux/dax.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/idr.h>
24 #include <linux/uio.h>
25 #include <linux/hdreg.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/wait.h>
28 #include <linux/pr.h>
29 #include <linux/refcount.h>
30 #include <linux/part_stat.h>
31 #include <linux/blk-crypto.h>
32 #include <linux/blk-crypto-profile.h>
33
34 #define DM_MSG_PREFIX "core"
35
36 /*
37  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
38  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
39  */
40 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
41 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
42
43 /*
44  * For REQ_POLLED fs bio, this flag is set if we link mapped underlying
45  * dm_io into one list, and reuse bio->bi_private as the list head. Before
46  * ending this fs bio, we will recover its ->bi_private.
47  */
48 #define REQ_DM_POLL_LIST        REQ_DRV
49
50 static const char *_name = DM_NAME;
51
52 static unsigned int major = 0;
53 static unsigned int _major = 0;
54
55 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
56
57 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
58
59 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
60
61 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
62
63 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
64
65 atomic_t dm_global_event_nr = ATOMIC_INIT(0);
66 DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dm_global_eventq);
67
68 void dm_issue_global_event(void)
69 {
70         atomic_inc(&dm_global_event_nr);
71         wake_up(&dm_global_eventq);
72 }
73
74 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(stats_enabled);
75 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(swap_bios_enabled);
76 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(zoned_enabled);
77
78 /*
79  * One of these is allocated (on-stack) per original bio.
80  */
81 struct clone_info {
82         struct dm_table *map;
83         struct bio *bio;
84         struct dm_io *io;
85         sector_t sector;
86         unsigned sector_count;
87         bool is_abnormal_io:1;
88         bool submit_as_polled:1;
89 };
90
91 static inline struct dm_target_io *clone_to_tio(struct bio *clone)
92 {
93         return container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
94 }
95
96 void *dm_per_bio_data(struct bio *bio, size_t data_size)
97 {
98         if (!dm_tio_flagged(clone_to_tio(bio), DM_TIO_INSIDE_DM_IO))
99                 return (char *)bio - DM_TARGET_IO_BIO_OFFSET - data_size;
100         return (char *)bio - DM_IO_BIO_OFFSET - data_size;
101 }
102 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_per_bio_data);
103
104 struct bio *dm_bio_from_per_bio_data(void *data, size_t data_size)
105 {
106         struct dm_io *io = (struct dm_io *)((char *)data + data_size);
107         if (io->magic == DM_IO_MAGIC)
108                 return (struct bio *)((char *)io + DM_IO_BIO_OFFSET);
109         BUG_ON(io->magic != DM_TIO_MAGIC);
110         return (struct bio *)((char *)io + DM_TARGET_IO_BIO_OFFSET);
111 }
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_from_per_bio_data);
113
114 unsigned dm_bio_get_target_bio_nr(const struct bio *bio)
115 {
116         return container_of(bio, struct dm_target_io, clone)->target_bio_nr;
117 }
118 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_get_target_bio_nr);
119
120 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
121
122 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
123 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
124
125 #define DEFAULT_SWAP_BIOS       (8 * 1048576 / PAGE_SIZE)
126 static int swap_bios = DEFAULT_SWAP_BIOS;
127 static int get_swap_bios(void)
128 {
129         int latch = READ_ONCE(swap_bios);
130         if (unlikely(latch <= 0))
131                 latch = DEFAULT_SWAP_BIOS;
132         return latch;
133 }
134
135 struct table_device {
136         struct list_head list;
137         refcount_t count;
138         struct dm_dev dm_dev;
139 };
140
141 /*
142  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
143  */
144 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
145 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
146
147 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
148 {
149         int param = READ_ONCE(*module_param);
150         int modified_param = 0;
151         bool modified = true;
152
153         if (param < min)
154                 modified_param = min;
155         else if (param > max)
156                 modified_param = max;
157         else
158                 modified = false;
159
160         if (modified) {
161                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
162                 param = modified_param;
163         }
164
165         return param;
166 }
167
168 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
169                                unsigned def, unsigned max)
170 {
171         unsigned param = READ_ONCE(*module_param);
172         unsigned modified_param = 0;
173
174         if (!param)
175                 modified_param = def;
176         else if (param > max)
177                 modified_param = max;
178
179         if (modified_param) {
180                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
181                 param = modified_param;
182         }
183
184         return param;
185 }
186
187 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
188 {
189         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
190                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
191 }
192 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
193
194 static unsigned dm_get_numa_node(void)
195 {
196         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
197                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
198 }
199
200 static int __init local_init(void)
201 {
202         int r;
203
204         r = dm_uevent_init();
205         if (r)
206                 return r;
207
208         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
209         if (!deferred_remove_workqueue) {
210                 r = -ENOMEM;
211                 goto out_uevent_exit;
212         }
213
214         _major = major;
215         r = register_blkdev(_major, _name);
216         if (r < 0)
217                 goto out_free_workqueue;
218
219         if (!_major)
220                 _major = r;
221
222         return 0;
223
224 out_free_workqueue:
225         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
226 out_uevent_exit:
227         dm_uevent_exit();
228
229         return r;
230 }
231
232 static void local_exit(void)
233 {
234         flush_scheduled_work();
235         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
236
237         unregister_blkdev(_major, _name);
238         dm_uevent_exit();
239
240         _major = 0;
241
242         DMINFO("cleaned up");
243 }
244
245 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
246         local_init,
247         dm_target_init,
248         dm_linear_init,
249         dm_stripe_init,
250         dm_io_init,
251         dm_kcopyd_init,
252         dm_interface_init,
253         dm_statistics_init,
254 };
255
256 static void (*_exits[])(void) = {
257         local_exit,
258         dm_target_exit,
259         dm_linear_exit,
260         dm_stripe_exit,
261         dm_io_exit,
262         dm_kcopyd_exit,
263         dm_interface_exit,
264         dm_statistics_exit,
265 };
266
267 static int __init dm_init(void)
268 {
269         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
270         int r, i;
271
272 #if (IS_ENABLED(CONFIG_IMA) && !IS_ENABLED(CONFIG_IMA_DISABLE_HTABLE))
273         DMWARN("CONFIG_IMA_DISABLE_HTABLE is disabled."
274                " Duplicate IMA measurements will not be recorded in the IMA log.");
275 #endif
276
277         for (i = 0; i < count; i++) {
278                 r = _inits[i]();
279                 if (r)
280                         goto bad;
281         }
282
283         return 0;
284 bad:
285         while (i--)
286                 _exits[i]();
287
288         return r;
289 }
290
291 static void __exit dm_exit(void)
292 {
293         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
294
295         while (i--)
296                 _exits[i]();
297
298         /*
299          * Should be empty by this point.
300          */
301         idr_destroy(&_minor_idr);
302 }
303
304 /*
305  * Block device functions
306  */
307 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
308 {
309         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
310 }
311
312 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
313 {
314         struct mapped_device *md;
315
316         spin_lock(&_minor_lock);
317
318         md = bdev->bd_disk->private_data;
319         if (!md)
320                 goto out;
321
322         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
323             dm_deleting_md(md)) {
324                 md = NULL;
325                 goto out;
326         }
327
328         dm_get(md);
329         atomic_inc(&md->open_count);
330 out:
331         spin_unlock(&_minor_lock);
332
333         return md ? 0 : -ENXIO;
334 }
335
336 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
337 {
338         struct mapped_device *md;
339
340         spin_lock(&_minor_lock);
341
342         md = disk->private_data;
343         if (WARN_ON(!md))
344                 goto out;
345
346         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
347             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
348                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
349
350         dm_put(md);
351 out:
352         spin_unlock(&_minor_lock);
353 }
354
355 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
356 {
357         return atomic_read(&md->open_count);
358 }
359
360 /*
361  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
362  */
363 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
364 {
365         int r = 0;
366
367         spin_lock(&_minor_lock);
368
369         if (dm_open_count(md)) {
370                 r = -EBUSY;
371                 if (mark_deferred)
372                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
373         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
374                 r = -EEXIST;
375         else
376                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
377
378         spin_unlock(&_minor_lock);
379
380         return r;
381 }
382
383 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
384 {
385         int r = 0;
386
387         spin_lock(&_minor_lock);
388
389         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
390                 r = -EBUSY;
391         else
392                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
393
394         spin_unlock(&_minor_lock);
395
396         return r;
397 }
398
399 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
400 {
401         dm_deferred_remove();
402 }
403
404 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
405 {
406         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
407
408         return dm_get_geometry(md, geo);
409 }
410
411 static int dm_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
412                             struct block_device **bdev)
413 {
414         struct dm_target *ti;
415         struct dm_table *map;
416         int r;
417
418 retry:
419         r = -ENOTTY;
420         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
421         if (!map || !dm_table_get_size(map))
422                 return r;
423
424         /* We only support devices that have a single target */
425         if (map->num_targets != 1)
426                 return r;
427
428         ti = dm_table_get_target(map, 0);
429         if (!ti->type->prepare_ioctl)
430                 return r;
431
432         if (dm_suspended_md(md))
433                 return -EAGAIN;
434
435         r = ti->type->prepare_ioctl(ti, bdev);
436         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
437                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
438                 msleep(10);
439                 goto retry;
440         }
441
442         return r;
443 }
444
445 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
446 {
447         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
448 }
449
450 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
451                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
452 {
453         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
454         int r, srcu_idx;
455
456         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
457         if (r < 0)
458                 goto out;
459
460         if (r > 0) {
461                 /*
462                  * Target determined this ioctl is being issued against a
463                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
464                  */
465                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
466                         DMDEBUG_LIMIT(
467         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
468                                 current->comm, cmd);
469                         r = -ENOIOCTLCMD;
470                         goto out;
471                 }
472         }
473
474         if (!bdev->bd_disk->fops->ioctl)
475                 r = -ENOTTY;
476         else
477                 r = bdev->bd_disk->fops->ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
478 out:
479         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
480         return r;
481 }
482
483 u64 dm_start_time_ns_from_clone(struct bio *bio)
484 {
485         return jiffies_to_nsecs(clone_to_tio(bio)->io->start_time);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_start_time_ns_from_clone);
488
489 static bool bio_is_flush_with_data(struct bio *bio)
490 {
491         return ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size);
492 }
493
494 static void dm_io_acct(struct dm_io *io, bool end)
495 {
496         struct dm_stats_aux *stats_aux = &io->stats_aux;
497         unsigned long start_time = io->start_time;
498         struct mapped_device *md = io->md;
499         struct bio *bio = io->orig_bio;
500         unsigned int sectors;
501
502         /*
503          * If REQ_PREFLUSH set, don't account payload, it will be
504          * submitted (and accounted) after this flush completes.
505          */
506         if (bio_is_flush_with_data(bio))
507                 sectors = 0;
508         else if (likely(!(dm_io_flagged(io, DM_IO_WAS_SPLIT))))
509                 sectors = bio_sectors(bio);
510         else
511                 sectors = io->sectors;
512
513         if (!end)
514                 bdev_start_io_acct(bio->bi_bdev, sectors, bio_op(bio),
515                                    start_time);
516         else
517                 bdev_end_io_acct(bio->bi_bdev, bio_op(bio), start_time);
518
519         if (static_branch_unlikely(&stats_enabled) &&
520             unlikely(dm_stats_used(&md->stats))) {
521                 sector_t sector;
522
523                 if (likely(!dm_io_flagged(io, DM_IO_WAS_SPLIT)))
524                         sector = bio->bi_iter.bi_sector;
525                 else
526                         sector = bio_end_sector(bio) - io->sector_offset;
527
528                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
529                                     sector, sectors,
530                                     end, start_time, stats_aux);
531         }
532 }
533
534 static void __dm_start_io_acct(struct dm_io *io)
535 {
536         dm_io_acct(io, false);
537 }
538
539 static void dm_start_io_acct(struct dm_io *io, struct bio *clone)
540 {
541         /*
542          * Ensure IO accounting is only ever started once.
543          */
544         if (dm_io_flagged(io, DM_IO_ACCOUNTED))
545                 return;
546
547         /* Expect no possibility for race unless DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO. */
548         if (!clone || likely(dm_tio_is_normal(clone_to_tio(clone)))) {
549                 dm_io_set_flag(io, DM_IO_ACCOUNTED);
550         } else {
551                 unsigned long flags;
552                 /* Can afford locking given DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO */
553                 spin_lock_irqsave(&io->lock, flags);
554                 if (dm_io_flagged(io, DM_IO_ACCOUNTED)) {
555                         spin_unlock_irqrestore(&io->lock, flags);
556                         return;
557                 }
558                 dm_io_set_flag(io, DM_IO_ACCOUNTED);
559                 spin_unlock_irqrestore(&io->lock, flags);
560         }
561
562         __dm_start_io_acct(io);
563 }
564
565 static void dm_end_io_acct(struct dm_io *io)
566 {
567         dm_io_acct(io, true);
568 }
569
570 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
571 {
572         struct dm_io *io;
573         struct dm_target_io *tio;
574         struct bio *clone;
575
576         clone = bio_alloc_clone(NULL, bio, GFP_NOIO, &md->mempools->io_bs);
577         tio = clone_to_tio(clone);
578         tio->flags = 0;
579         dm_tio_set_flag(tio, DM_TIO_INSIDE_DM_IO);
580         tio->io = NULL;
581
582         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
583         io->magic = DM_IO_MAGIC;
584         io->status = BLK_STS_OK;
585
586         /* one ref is for submission, the other is for completion */
587         atomic_set(&io->io_count, 2);
588         this_cpu_inc(*md->pending_io);
589         io->orig_bio = bio;
590         io->md = md;
591         spin_lock_init(&io->lock);
592         io->start_time = jiffies;
593         io->flags = 0;
594
595         if (static_branch_unlikely(&stats_enabled))
596                 dm_stats_record_start(&md->stats, &io->stats_aux);
597
598         return io;
599 }
600
601 static void free_io(struct dm_io *io)
602 {
603         bio_put(&io->tio.clone);
604 }
605
606 static struct bio *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
607                              unsigned target_bio_nr, unsigned *len, gfp_t gfp_mask)
608 {
609         struct mapped_device *md = ci->io->md;
610         struct dm_target_io *tio;
611         struct bio *clone;
612
613         if (!ci->io->tio.io) {
614                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
615                 tio = &ci->io->tio;
616                 /* alloc_io() already initialized embedded clone */
617                 clone = &tio->clone;
618         } else {
619                 clone = bio_alloc_clone(NULL, ci->bio, gfp_mask,
620                                         &md->mempools->bs);
621                 if (!clone)
622                         return NULL;
623
624                 /* REQ_DM_POLL_LIST shouldn't be inherited */
625                 clone->bi_opf &= ~REQ_DM_POLL_LIST;
626
627                 tio = clone_to_tio(clone);
628                 tio->flags = 0; /* also clears DM_TIO_INSIDE_DM_IO */
629         }
630
631         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
632         tio->io = ci->io;
633         tio->ti = ti;
634         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
635         tio->len_ptr = len;
636         tio->old_sector = 0;
637
638         /* Set default bdev, but target must bio_set_dev() before issuing IO */
639         clone->bi_bdev = md->disk->part0;
640         if (unlikely(ti->needs_bio_set_dev))
641                 bio_set_dev(clone, md->disk->part0);
642
643         if (len) {
644                 clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(*len);
645                 if (bio_integrity(clone))
646                         bio_integrity_trim(clone);
647         }
648
649         return clone;
650 }
651
652 static void free_tio(struct bio *clone)
653 {
654         if (dm_tio_flagged(clone_to_tio(clone), DM_TIO_INSIDE_DM_IO))
655                 return;
656         bio_put(clone);
657 }
658
659 /*
660  * Add the bio to the list of deferred io.
661  */
662 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
663 {
664         unsigned long flags;
665
666         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
667         bio_list_add(&md->deferred, bio);
668         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
669         queue_work(md->wq, &md->work);
670 }
671
672 /*
673  * Everyone (including functions in this file), should use this
674  * function to access the md->map field, and make sure they call
675  * dm_put_live_table() when finished.
676  */
677 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md,
678                                    int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
679 {
680         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
681
682         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
683 }
684
685 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md,
686                        int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
687 {
688         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
689 }
690
691 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
692 {
693         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
694         synchronize_rcu_expedited();
695 }
696
697 /*
698  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
699  * The caller must not block between these two functions.
700  */
701 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
702 {
703         rcu_read_lock();
704         return rcu_dereference(md->map);
705 }
706
707 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
708 {
709         rcu_read_unlock();
710 }
711
712 static inline struct dm_table *dm_get_live_table_bio(struct mapped_device *md,
713                                         int *srcu_idx, blk_opf_t bio_opf)
714 {
715         if (bio_opf & REQ_NOWAIT)
716                 return dm_get_live_table_fast(md);
717         else
718                 return dm_get_live_table(md, srcu_idx);
719 }
720
721 static inline void dm_put_live_table_bio(struct mapped_device *md, int srcu_idx,
722                                          blk_opf_t bio_opf)
723 {
724         if (bio_opf & REQ_NOWAIT)
725                 dm_put_live_table_fast(md);
726         else
727                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
728 }
729
730 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
731
732 /*
733  * Open a table device so we can use it as a map destination.
734  */
735 static struct table_device *open_table_device(struct mapped_device *md,
736                 dev_t dev, fmode_t mode)
737 {
738         struct table_device *td;
739         struct block_device *bdev;
740         u64 part_off;
741         int r;
742
743         td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
744         if (!td)
745                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
746         refcount_set(&td->count, 1);
747
748         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
749         if (IS_ERR(bdev)) {
750                 r = PTR_ERR(bdev);
751                 goto out_free_td;
752         }
753
754         /*
755          * We can be called before the dm disk is added.  In that case we can't
756          * register the holder relation here.  It will be done once add_disk was
757          * called.
758          */
759         if (md->disk->slave_dir) {
760                 r = bd_link_disk_holder(bdev, md->disk);
761                 if (r)
762                         goto out_blkdev_put;
763         }
764
765         td->dm_dev.mode = mode;
766         td->dm_dev.bdev = bdev;
767         td->dm_dev.dax_dev = fs_dax_get_by_bdev(bdev, &part_off, NULL, NULL);
768         format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
769         list_add(&td->list, &md->table_devices);
770         return td;
771
772 out_blkdev_put:
773         blkdev_put(bdev, mode | FMODE_EXCL);
774 out_free_td:
775         kfree(td);
776         return ERR_PTR(r);
777 }
778
779 /*
780  * Close a table device that we've been using.
781  */
782 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
783 {
784         if (md->disk->slave_dir)
785                 bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, md->disk);
786         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
787         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
788         list_del(&td->list);
789         kfree(td);
790 }
791
792 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
793                                               fmode_t mode)
794 {
795         struct table_device *td;
796
797         list_for_each_entry(td, l, list)
798                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
799                         return td;
800
801         return NULL;
802 }
803
804 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
805                         struct dm_dev **result)
806 {
807         struct table_device *td;
808
809         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
810         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
811         if (!td) {
812                 td = open_table_device(md, dev, mode);
813                 if (IS_ERR(td)) {
814                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
815                         return PTR_ERR(td);
816                 }
817         } else {
818                 refcount_inc(&td->count);
819         }
820         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
821
822         *result = &td->dm_dev;
823         return 0;
824 }
825
826 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
827 {
828         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
829
830         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
831         if (refcount_dec_and_test(&td->count))
832                 close_table_device(td, md);
833         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
834 }
835
836 /*
837  * Get the geometry associated with a dm device
838  */
839 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
840 {
841         *geo = md->geometry;
842
843         return 0;
844 }
845
846 /*
847  * Set the geometry of a device.
848  */
849 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
850 {
851         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
852
853         if (geo->start > sz) {
854                 DMERR("Start sector is beyond the geometry limits.");
855                 return -EINVAL;
856         }
857
858         md->geometry = *geo;
859
860         return 0;
861 }
862
863 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
864 {
865         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
866 }
867
868 static void dm_requeue_add_io(struct dm_io *io, bool first_stage)
869 {
870         struct mapped_device *md = io->md;
871
872         if (first_stage) {
873                 struct dm_io *next = md->requeue_list;
874
875                 md->requeue_list = io;
876                 io->next = next;
877         } else {
878                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
879         }
880 }
881
882 static void dm_kick_requeue(struct mapped_device *md, bool first_stage)
883 {
884         if (first_stage)
885                 queue_work(md->wq, &md->requeue_work);
886         else
887                 queue_work(md->wq, &md->work);
888 }
889
890 /*
891  * Return true if the dm_io's original bio is requeued.
892  * io->status is updated with error if requeue disallowed.
893  */
894 static bool dm_handle_requeue(struct dm_io *io, bool first_stage)
895 {
896         struct bio *bio = io->orig_bio;
897         bool handle_requeue = (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE);
898         bool handle_polled_eagain = ((io->status == BLK_STS_AGAIN) &&
899                                      (bio->bi_opf & REQ_POLLED));
900         struct mapped_device *md = io->md;
901         bool requeued = false;
902
903         if (handle_requeue || handle_polled_eagain) {
904                 unsigned long flags;
905
906                 if (bio->bi_opf & REQ_POLLED) {
907                         /*
908                          * Upper layer won't help us poll split bio
909                          * (io->orig_bio may only reflect a subset of the
910                          * pre-split original) so clear REQ_POLLED.
911                          */
912                         bio_clear_polled(bio);
913                 }
914
915                 /*
916                  * Target requested pushing back the I/O or
917                  * polled IO hit BLK_STS_AGAIN.
918                  */
919                 spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
920                 if ((__noflush_suspending(md) &&
921                      !WARN_ON_ONCE(dm_is_zone_write(md, bio))) ||
922                     handle_polled_eagain || first_stage) {
923                         dm_requeue_add_io(io, first_stage);
924                         requeued = true;
925                 } else {
926                         /*
927                          * noflush suspend was interrupted or this is
928                          * a write to a zoned target.
929                          */
930                         io->status = BLK_STS_IOERR;
931                 }
932                 spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
933         }
934
935         if (requeued)
936                 dm_kick_requeue(md, first_stage);
937
938         return requeued;
939 }
940
941 static void __dm_io_complete(struct dm_io *io, bool first_stage)
942 {
943         struct bio *bio = io->orig_bio;
944         struct mapped_device *md = io->md;
945         blk_status_t io_error;
946         bool requeued;
947
948         requeued = dm_handle_requeue(io, first_stage);
949         if (requeued && first_stage)
950                 return;
951
952         io_error = io->status;
953         if (dm_io_flagged(io, DM_IO_ACCOUNTED))
954                 dm_end_io_acct(io);
955         else if (!io_error) {
956                 /*
957                  * Must handle target that DM_MAPIO_SUBMITTED only to
958                  * then bio_endio() rather than dm_submit_bio_remap()
959                  */
960                 __dm_start_io_acct(io);
961                 dm_end_io_acct(io);
962         }
963         free_io(io);
964         smp_wmb();
965         this_cpu_dec(*md->pending_io);
966
967         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
968         if (unlikely(wq_has_sleeper(&md->wait)))
969                 wake_up(&md->wait);
970
971         /* Return early if the original bio was requeued */
972         if (requeued)
973                 return;
974
975         if (bio_is_flush_with_data(bio)) {
976                 /*
977                  * Preflush done for flush with data, reissue
978                  * without REQ_PREFLUSH.
979                  */
980                 bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
981                 queue_io(md, bio);
982         } else {
983                 /* done with normal IO or empty flush */
984                 if (io_error)
985                         bio->bi_status = io_error;
986                 bio_endio(bio);
987         }
988 }
989
990 static void dm_wq_requeue_work(struct work_struct *work)
991 {
992         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
993                                                 requeue_work);
994         unsigned long flags;
995         struct dm_io *io;
996
997         /* reuse deferred lock to simplify dm_handle_requeue */
998         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
999         io = md->requeue_list;
1000         md->requeue_list = NULL;
1001         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
1002
1003         while (io) {
1004                 struct dm_io *next = io->next;
1005
1006                 dm_io_rewind(io, &md->disk->bio_split);
1007
1008                 io->next = NULL;
1009                 __dm_io_complete(io, false);
1010                 io = next;
1011         }
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Two staged requeue:
1016  *
1017  * 1) io->orig_bio points to the real original bio, and the part mapped to
1018  *    this io must be requeued, instead of other parts of the original bio.
1019  *
1020  * 2) io->orig_bio points to new cloned bio which matches the requeued dm_io.
1021  */
1022 static void dm_io_complete(struct dm_io *io)
1023 {
1024         bool first_requeue;
1025
1026         /*
1027          * Only dm_io that has been split needs two stage requeue, otherwise
1028          * we may run into long bio clone chain during suspend and OOM could
1029          * be triggered.
1030          *
1031          * Also flush data dm_io won't be marked as DM_IO_WAS_SPLIT, so they
1032          * also aren't handled via the first stage requeue.
1033          */
1034         if (dm_io_flagged(io, DM_IO_WAS_SPLIT))
1035                 first_requeue = true;
1036         else
1037                 first_requeue = false;
1038
1039         __dm_io_complete(io, first_requeue);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
1044  * cloned into, completing the original io if necc.
1045  */
1046 static inline void __dm_io_dec_pending(struct dm_io *io)
1047 {
1048         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count))
1049                 dm_io_complete(io);
1050 }
1051
1052 static void dm_io_set_error(struct dm_io *io, blk_status_t error)
1053 {
1054         unsigned long flags;
1055
1056         /* Push-back supersedes any I/O errors */
1057         spin_lock_irqsave(&io->lock, flags);
1058         if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE &&
1059               __noflush_suspending(io->md))) {
1060                 io->status = error;
1061         }
1062         spin_unlock_irqrestore(&io->lock, flags);
1063 }
1064
1065 static void dm_io_dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
1066 {
1067         if (unlikely(error))
1068                 dm_io_set_error(io, error);
1069
1070         __dm_io_dec_pending(io);
1071 }
1072
1073 void disable_discard(struct mapped_device *md)
1074 {
1075         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
1076
1077         /* device doesn't really support DISCARD, disable it */
1078         limits->max_discard_sectors = 0;
1079 }
1080
1081 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
1082 {
1083         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
1084
1085         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
1086         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
1087 }
1088
1089 static bool swap_bios_limit(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
1090 {
1091         return unlikely((bio->bi_opf & REQ_SWAP) != 0) && unlikely(ti->limit_swap_bios);
1092 }
1093
1094 static void clone_endio(struct bio *bio)
1095 {
1096         blk_status_t error = bio->bi_status;
1097         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(bio);
1098         struct dm_target *ti = tio->ti;
1099         dm_endio_fn endio = ti->type->end_io;
1100         struct dm_io *io = tio->io;
1101         struct mapped_device *md = io->md;
1102
1103         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET)) {
1104                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD &&
1105                     !bdev_max_discard_sectors(bio->bi_bdev))
1106                         disable_discard(md);
1107                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
1108                          !bdev_write_zeroes_sectors(bio->bi_bdev))
1109                         disable_write_zeroes(md);
1110         }
1111
1112         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled) &&
1113             unlikely(bdev_is_zoned(bio->bi_bdev)))
1114                 dm_zone_endio(io, bio);
1115
1116         if (endio) {
1117                 int r = endio(ti, bio, &error);
1118                 switch (r) {
1119                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
1120                         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled)) {
1121                                 /*
1122                                  * Requeuing writes to a sequential zone of a zoned
1123                                  * target will break the sequential write pattern:
1124                                  * fail such IO.
1125                                  */
1126                                 if (WARN_ON_ONCE(dm_is_zone_write(md, bio)))
1127                                         error = BLK_STS_IOERR;
1128                                 else
1129                                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1130                         } else
1131                                 error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1132                         fallthrough;
1133                 case DM_ENDIO_DONE:
1134                         break;
1135                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
1136                         /* The target will handle the io */
1137                         return;
1138                 default:
1139                         DMCRIT("unimplemented target endio return value: %d", r);
1140                         BUG();
1141                 }
1142         }
1143
1144         if (static_branch_unlikely(&swap_bios_enabled) &&
1145             unlikely(swap_bios_limit(ti, bio)))
1146                 up(&md->swap_bios_semaphore);
1147
1148         free_tio(bio);
1149         dm_io_dec_pending(io, error);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1154  * target boundary.
1155  */
1156 static inline sector_t max_io_len_target_boundary(struct dm_target *ti,
1157                                                   sector_t target_offset)
1158 {
1159         return ti->len - target_offset;
1160 }
1161
1162 static sector_t max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t sector)
1163 {
1164         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1165         sector_t len = max_io_len_target_boundary(ti, target_offset);
1166
1167         /*
1168          * Does the target need to split IO even further?
1169          * - varied (per target) IO splitting is a tenet of DM; this
1170          *   explains why stacked chunk_sectors based splitting via
1171          *   bio_split_to_limits() isn't possible here.
1172          */
1173         if (!ti->max_io_len)
1174                 return len;
1175         return min_t(sector_t, len,
1176                 min(queue_max_sectors(ti->table->md->queue),
1177                     blk_chunk_sectors_left(target_offset, ti->max_io_len)));
1178 }
1179
1180 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1181 {
1182         if (len > UINT_MAX) {
1183                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1184                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1185                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1186                 return -EINVAL;
1187         }
1188
1189         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1190
1191         return 0;
1192 }
1193 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1194
1195 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1196                                                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1197         __acquires(md->io_barrier)
1198 {
1199         struct dm_table *map;
1200         struct dm_target *ti;
1201
1202         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1203         if (!map)
1204                 return NULL;
1205
1206         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1207         if (!ti)
1208                 return NULL;
1209
1210         return ti;
1211 }
1212
1213 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1214                 long nr_pages, enum dax_access_mode mode, void **kaddr,
1215                 pfn_t *pfn)
1216 {
1217         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1218         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1219         struct dm_target *ti;
1220         long len, ret = -EIO;
1221         int srcu_idx;
1222
1223         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1224
1225         if (!ti)
1226                 goto out;
1227         if (!ti->type->direct_access)
1228                 goto out;
1229         len = max_io_len(ti, sector) / PAGE_SECTORS;
1230         if (len < 1)
1231                 goto out;
1232         nr_pages = min(len, nr_pages);
1233         ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, mode, kaddr, pfn);
1234
1235  out:
1236         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1237
1238         return ret;
1239 }
1240
1241 static int dm_dax_zero_page_range(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1242                                   size_t nr_pages)
1243 {
1244         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1245         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1246         struct dm_target *ti;
1247         int ret = -EIO;
1248         int srcu_idx;
1249
1250         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1251
1252         if (!ti)
1253                 goto out;
1254         if (WARN_ON(!ti->type->dax_zero_page_range)) {
1255                 /*
1256                  * ->zero_page_range() is mandatory dax operation. If we are
1257                  *  here, something is wrong.
1258                  */
1259                 goto out;
1260         }
1261         ret = ti->type->dax_zero_page_range(ti, pgoff, nr_pages);
1262  out:
1263         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1264
1265         return ret;
1266 }
1267
1268 static size_t dm_dax_recovery_write(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1269                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1270 {
1271         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1272         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1273         struct dm_target *ti;
1274         int srcu_idx;
1275         long ret = 0;
1276
1277         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1278         if (!ti || !ti->type->dax_recovery_write)
1279                 goto out;
1280
1281         ret = ti->type->dax_recovery_write(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1282 out:
1283         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1284         return ret;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1289  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH, REQ_OP_ZONE_* zone management
1290  * operations, REQ_OP_ZONE_APPEND (zone append writes) and any bio serviced by
1291  * __send_duplicate_bios().
1292  *
1293  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1294  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1295  * sent in a next bio.
1296  *
1297  * A diagram that explains the arithmetics:
1298  * +--------------------+---------------+-------+
1299  * |         1          |       2       |   3   |
1300  * +--------------------+---------------+-------+
1301  *
1302  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1303  *                      <----- bio_sectors ----->
1304  *                      <-- n_sectors -->
1305  *
1306  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1307  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1308  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1309  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1310  *       to make it empty)
1311  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1312  *
1313  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1314  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1315  * copies of the bio.
1316  */
1317 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1318 {
1319         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(bio);
1320         struct dm_io *io = tio->io;
1321         unsigned bio_sectors = bio_sectors(bio);
1322
1323         BUG_ON(dm_tio_flagged(tio, DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO));
1324         BUG_ON(op_is_zone_mgmt(bio_op(bio)));
1325         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND);
1326         BUG_ON(bio_sectors > *tio->len_ptr);
1327         BUG_ON(n_sectors > bio_sectors);
1328
1329         *tio->len_ptr -= bio_sectors - n_sectors;
1330         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1331
1332         /*
1333          * __split_and_process_bio() may have already saved mapped part
1334          * for accounting but it is being reduced so update accordingly.
1335          */
1336         dm_io_set_flag(io, DM_IO_WAS_SPLIT);
1337         io->sectors = n_sectors;
1338         io->sector_offset = bio_sectors(io->orig_bio);
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1341
1342 /*
1343  * @clone: clone bio that DM core passed to target's .map function
1344  * @tgt_clone: clone of @clone bio that target needs submitted
1345  *
1346  * Targets should use this interface to submit bios they take
1347  * ownership of when returning DM_MAPIO_SUBMITTED.
1348  *
1349  * Target should also enable ti->accounts_remapped_io
1350  */
1351 void dm_submit_bio_remap(struct bio *clone, struct bio *tgt_clone)
1352 {
1353         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(clone);
1354         struct dm_io *io = tio->io;
1355
1356         /* establish bio that will get submitted */
1357         if (!tgt_clone)
1358                 tgt_clone = clone;
1359
1360         /*
1361          * Account io->origin_bio to DM dev on behalf of target
1362          * that took ownership of IO with DM_MAPIO_SUBMITTED.
1363          */
1364         dm_start_io_acct(io, clone);
1365
1366         trace_block_bio_remap(tgt_clone, disk_devt(io->md->disk),
1367                               tio->old_sector);
1368         submit_bio_noacct(tgt_clone);
1369 }
1370 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_submit_bio_remap);
1371
1372 static noinline void __set_swap_bios_limit(struct mapped_device *md, int latch)
1373 {
1374         mutex_lock(&md->swap_bios_lock);
1375         while (latch < md->swap_bios) {
1376                 cond_resched();
1377                 down(&md->swap_bios_semaphore);
1378                 md->swap_bios--;
1379         }
1380         while (latch > md->swap_bios) {
1381                 cond_resched();
1382                 up(&md->swap_bios_semaphore);
1383                 md->swap_bios++;
1384         }
1385         mutex_unlock(&md->swap_bios_lock);
1386 }
1387
1388 static void __map_bio(struct bio *clone)
1389 {
1390         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(clone);
1391         struct dm_target *ti = tio->ti;
1392         struct dm_io *io = tio->io;
1393         struct mapped_device *md = io->md;
1394         int r;
1395
1396         clone->bi_end_io = clone_endio;
1397
1398         /*
1399          * Map the clone.
1400          */
1401         tio->old_sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1402
1403         if (static_branch_unlikely(&swap_bios_enabled) &&
1404             unlikely(swap_bios_limit(ti, clone))) {
1405                 int latch = get_swap_bios();
1406                 if (unlikely(latch != md->swap_bios))
1407                         __set_swap_bios_limit(md, latch);
1408                 down(&md->swap_bios_semaphore);
1409         }
1410
1411         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled)) {
1412                 /*
1413                  * Check if the IO needs a special mapping due to zone append
1414                  * emulation on zoned target. In this case, dm_zone_map_bio()
1415                  * calls the target map operation.
1416                  */
1417                 if (unlikely(dm_emulate_zone_append(md)))
1418                         r = dm_zone_map_bio(tio);
1419                 else
1420                         r = ti->type->map(ti, clone);
1421         } else
1422                 r = ti->type->map(ti, clone);
1423
1424         switch (r) {
1425         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1426                 /* target has assumed ownership of this io */
1427                 if (!ti->accounts_remapped_io)
1428                         dm_start_io_acct(io, clone);
1429                 break;
1430         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1431                 dm_submit_bio_remap(clone, NULL);
1432                 break;
1433         case DM_MAPIO_KILL:
1434         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1435                 if (static_branch_unlikely(&swap_bios_enabled) &&
1436                     unlikely(swap_bios_limit(ti, clone)))
1437                         up(&md->swap_bios_semaphore);
1438                 free_tio(clone);
1439                 if (r == DM_MAPIO_KILL)
1440                         dm_io_dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1441                 else
1442                         dm_io_dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1443                 break;
1444         default:
1445                 DMCRIT("unimplemented target map return value: %d", r);
1446                 BUG();
1447         }
1448 }
1449
1450 static void setup_split_accounting(struct clone_info *ci, unsigned len)
1451 {
1452         struct dm_io *io = ci->io;
1453
1454         if (ci->sector_count > len) {
1455                 /*
1456                  * Split needed, save the mapped part for accounting.
1457                  * NOTE: dm_accept_partial_bio() will update accordingly.
1458                  */
1459                 dm_io_set_flag(io, DM_IO_WAS_SPLIT);
1460                 io->sectors = len;
1461                 io->sector_offset = bio_sectors(ci->bio);
1462         }
1463 }
1464
1465 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1466                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1467 {
1468         struct bio *bio;
1469         int try;
1470
1471         for (try = 0; try < 2; try++) {
1472                 int bio_nr;
1473
1474                 if (try)
1475                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1476                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1477                         bio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, NULL,
1478                                         try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1479                         if (!bio)
1480                                 break;
1481
1482                         bio_list_add(blist, bio);
1483                 }
1484                 if (try)
1485                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1486                 if (bio_nr == num_bios)
1487                         return;
1488
1489                 while ((bio = bio_list_pop(blist)))
1490                         free_tio(bio);
1491         }
1492 }
1493
1494 static int __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1495                                  unsigned int num_bios, unsigned *len)
1496 {
1497         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1498         struct bio *clone;
1499         unsigned int ret = 0;
1500
1501         switch (num_bios) {
1502         case 0:
1503                 break;
1504         case 1:
1505                 if (len)
1506                         setup_split_accounting(ci, *len);
1507                 clone = alloc_tio(ci, ti, 0, len, GFP_NOIO);
1508                 __map_bio(clone);
1509                 ret = 1;
1510                 break;
1511         default:
1512                 /* dm_accept_partial_bio() is not supported with shared tio->len_ptr */
1513                 alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1514                 while ((clone = bio_list_pop(&blist))) {
1515                         dm_tio_set_flag(clone_to_tio(clone), DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO);
1516                         __map_bio(clone);
1517                         ret += 1;
1518                 }
1519                 break;
1520         }
1521
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 static void __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1526 {
1527         struct dm_table *t = ci->map;
1528         struct bio flush_bio;
1529
1530         /*
1531          * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1532          * need to reference it after submit. It's just used as
1533          * the basis for the clone(s).
1534          */
1535         bio_init(&flush_bio, ci->io->md->disk->part0, NULL, 0,
1536                  REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC);
1537
1538         ci->bio = &flush_bio;
1539         ci->sector_count = 0;
1540         ci->io->tio.clone.bi_iter.bi_size = 0;
1541
1542         for (unsigned int i = 0; i < t->num_targets; i++) {
1543                 unsigned int bios;
1544                 struct dm_target *ti = dm_table_get_target(t, i);
1545
1546                 atomic_add(ti->num_flush_bios, &ci->io->io_count);
1547                 bios = __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1548                 atomic_sub(ti->num_flush_bios - bios, &ci->io->io_count);
1549         }
1550
1551         /*
1552          * alloc_io() takes one extra reference for submission, so the
1553          * reference won't reach 0 without the following subtraction
1554          */
1555         atomic_sub(1, &ci->io->io_count);
1556
1557         bio_uninit(ci->bio);
1558 }
1559
1560 static void __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1561                                         unsigned num_bios)
1562 {
1563         unsigned len;
1564         unsigned int bios;
1565
1566         len = min_t(sector_t, ci->sector_count,
1567                     max_io_len_target_boundary(ti, dm_target_offset(ti, ci->sector)));
1568
1569         atomic_add(num_bios, &ci->io->io_count);
1570         bios = __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1571         /*
1572          * alloc_io() takes one extra reference for submission, so the
1573          * reference won't reach 0 without the following (+1) subtraction
1574          */
1575         atomic_sub(num_bios - bios + 1, &ci->io->io_count);
1576
1577         ci->sector += len;
1578         ci->sector_count -= len;
1579 }
1580
1581 static bool is_abnormal_io(struct bio *bio)
1582 {
1583         enum req_op op = bio_op(bio);
1584
1585         if (op != REQ_OP_READ && op != REQ_OP_WRITE && op != REQ_OP_FLUSH) {
1586                 switch (op) {
1587                 case REQ_OP_DISCARD:
1588                 case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1589                 case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1590                         return true;
1591                 default:
1592                         break;
1593                 }
1594         }
1595
1596         return false;
1597 }
1598
1599 static blk_status_t __process_abnormal_io(struct clone_info *ci,
1600                                           struct dm_target *ti)
1601 {
1602         unsigned num_bios = 0;
1603
1604         switch (bio_op(ci->bio)) {
1605         case REQ_OP_DISCARD:
1606                 num_bios = ti->num_discard_bios;
1607                 break;
1608         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1609                 num_bios = ti->num_secure_erase_bios;
1610                 break;
1611         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1612                 num_bios = ti->num_write_zeroes_bios;
1613                 break;
1614         default:
1615                 break;
1616         }
1617
1618         /*
1619          * Even though the device advertised support for this type of
1620          * request, that does not mean every target supports it, and
1621          * reconfiguration might also have changed that since the
1622          * check was performed.
1623          */
1624         if (unlikely(!num_bios))
1625                 return BLK_STS_NOTSUPP;
1626
1627         __send_changing_extent_only(ci, ti, num_bios);
1628         return BLK_STS_OK;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Reuse ->bi_private as dm_io list head for storing all dm_io instances
1633  * associated with this bio, and this bio's bi_private needs to be
1634  * stored in dm_io->data before the reuse.
1635  *
1636  * bio->bi_private is owned by fs or upper layer, so block layer won't
1637  * touch it after splitting. Meantime it won't be changed by anyone after
1638  * bio is submitted. So this reuse is safe.
1639  */
1640 static inline struct dm_io **dm_poll_list_head(struct bio *bio)
1641 {
1642         return (struct dm_io **)&bio->bi_private;
1643 }
1644
1645 static void dm_queue_poll_io(struct bio *bio, struct dm_io *io)
1646 {
1647         struct dm_io **head = dm_poll_list_head(bio);
1648
1649         if (!(bio->bi_opf & REQ_DM_POLL_LIST)) {
1650                 bio->bi_opf |= REQ_DM_POLL_LIST;
1651                 /*
1652                  * Save .bi_private into dm_io, so that we can reuse
1653                  * .bi_private as dm_io list head for storing dm_io list
1654                  */
1655                 io->data = bio->bi_private;
1656
1657                 /* tell block layer to poll for completion */
1658                 bio->bi_cookie = ~BLK_QC_T_NONE;
1659
1660                 io->next = NULL;
1661         } else {
1662                 /*
1663                  * bio recursed due to split, reuse original poll list,
1664                  * and save bio->bi_private too.
1665                  */
1666                 io->data = (*head)->data;
1667                 io->next = *head;
1668         }
1669
1670         *head = io;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1675  */
1676 static blk_status_t __split_and_process_bio(struct clone_info *ci)
1677 {
1678         struct bio *clone;
1679         struct dm_target *ti;
1680         unsigned len;
1681
1682         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1683         if (unlikely(!ti))
1684                 return BLK_STS_IOERR;
1685
1686         if (unlikely((ci->bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) != 0) &&
1687             unlikely(!dm_target_supports_nowait(ti->type)))
1688                 return BLK_STS_NOTSUPP;
1689
1690         if (unlikely(ci->is_abnormal_io))
1691                 return __process_abnormal_io(ci, ti);
1692
1693         /*
1694          * Only support bio polling for normal IO, and the target io is
1695          * exactly inside the dm_io instance (verified in dm_poll_dm_io)
1696          */
1697         ci->submit_as_polled = !!(ci->bio->bi_opf & REQ_POLLED);
1698
1699         len = min_t(sector_t, max_io_len(ti, ci->sector), ci->sector_count);
1700         setup_split_accounting(ci, len);
1701         clone = alloc_tio(ci, ti, 0, &len, GFP_NOIO);
1702         __map_bio(clone);
1703
1704         ci->sector += len;
1705         ci->sector_count -= len;
1706
1707         return BLK_STS_OK;
1708 }
1709
1710 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1711                             struct dm_table *map, struct bio *bio, bool is_abnormal)
1712 {
1713         ci->map = map;
1714         ci->io = alloc_io(md, bio);
1715         ci->bio = bio;
1716         ci->is_abnormal_io = is_abnormal;
1717         ci->submit_as_polled = false;
1718         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1719         ci->sector_count = bio_sectors(bio);
1720
1721         /* Shouldn't happen but sector_count was being set to 0 so... */
1722         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled) &&
1723             WARN_ON_ONCE(op_is_zone_mgmt(bio_op(bio)) && ci->sector_count))
1724                 ci->sector_count = 0;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1729  */
1730 static void dm_split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1731                                      struct dm_table *map, struct bio *bio)
1732 {
1733         struct clone_info ci;
1734         struct dm_io *io;
1735         blk_status_t error = BLK_STS_OK;
1736         bool is_abnormal;
1737
1738         is_abnormal = is_abnormal_io(bio);
1739         if (unlikely(is_abnormal)) {
1740                 /*
1741                  * Use bio_split_to_limits() for abnormal IO (e.g. discard, etc)
1742                  * otherwise associated queue_limits won't be imposed.
1743                  */
1744                 bio = bio_split_to_limits(bio);
1745         }
1746
1747         init_clone_info(&ci, md, map, bio, is_abnormal);
1748         io = ci.io;
1749
1750         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1751                 __send_empty_flush(&ci);
1752                 /* dm_io_complete submits any data associated with flush */
1753                 goto out;
1754         }
1755
1756         error = __split_and_process_bio(&ci);
1757         if (error || !ci.sector_count)
1758                 goto out;
1759         /*
1760          * Remainder must be passed to submit_bio_noacct() so it gets handled
1761          * *after* bios already submitted have been completely processed.
1762          */
1763         bio_trim(bio, io->sectors, ci.sector_count);
1764         trace_block_split(bio, bio->bi_iter.bi_sector);
1765         bio_inc_remaining(bio);
1766         submit_bio_noacct(bio);
1767 out:
1768         /*
1769          * Drop the extra reference count for non-POLLED bio, and hold one
1770          * reference for POLLED bio, which will be released in dm_poll_bio
1771          *
1772          * Add every dm_io instance into the dm_io list head which is stored
1773          * in bio->bi_private, so that dm_poll_bio can poll them all.
1774          */
1775         if (error || !ci.submit_as_polled) {
1776                 /*
1777                  * In case of submission failure, the extra reference for
1778                  * submitting io isn't consumed yet
1779                  */
1780                 if (error)
1781                         atomic_dec(&io->io_count);
1782                 dm_io_dec_pending(io, error);
1783         } else
1784                 dm_queue_poll_io(bio, io);
1785 }
1786
1787 static void dm_submit_bio(struct bio *bio)
1788 {
1789         struct mapped_device *md = bio->bi_bdev->bd_disk->private_data;
1790         int srcu_idx;
1791         struct dm_table *map;
1792         blk_opf_t bio_opf = bio->bi_opf;
1793
1794         map = dm_get_live_table_bio(md, &srcu_idx, bio_opf);
1795
1796         /* If suspended, or map not yet available, queue this IO for later */
1797         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) ||
1798             unlikely(!map)) {
1799                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1800                         bio_wouldblock_error(bio);
1801                 else if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1802                         bio_io_error(bio);
1803                 else
1804                         queue_io(md, bio);
1805                 goto out;
1806         }
1807
1808         dm_split_and_process_bio(md, map, bio);
1809 out:
1810         dm_put_live_table_bio(md, srcu_idx, bio_opf);
1811 }
1812
1813 static bool dm_poll_dm_io(struct dm_io *io, struct io_comp_batch *iob,
1814                           unsigned int flags)
1815 {
1816         WARN_ON_ONCE(!dm_tio_is_normal(&io->tio));
1817
1818         /* don't poll if the mapped io is done */
1819         if (atomic_read(&io->io_count) > 1)
1820                 bio_poll(&io->tio.clone, iob, flags);
1821
1822         /* bio_poll holds the last reference */
1823         return atomic_read(&io->io_count) == 1;
1824 }
1825
1826 static int dm_poll_bio(struct bio *bio, struct io_comp_batch *iob,
1827                        unsigned int flags)
1828 {
1829         struct dm_io **head = dm_poll_list_head(bio);
1830         struct dm_io *list = *head;
1831         struct dm_io *tmp = NULL;
1832         struct dm_io *curr, *next;
1833
1834         /* Only poll normal bio which was marked as REQ_DM_POLL_LIST */
1835         if (!(bio->bi_opf & REQ_DM_POLL_LIST))
1836                 return 0;
1837
1838         WARN_ON_ONCE(!list);
1839
1840         /*
1841          * Restore .bi_private before possibly completing dm_io.
1842          *
1843          * bio_poll() is only possible once @bio has been completely
1844          * submitted via submit_bio_noacct()'s depth-first submission.
1845          * So there is no dm_queue_poll_io() race associated with
1846          * clearing REQ_DM_POLL_LIST here.
1847          */
1848         bio->bi_opf &= ~REQ_DM_POLL_LIST;
1849         bio->bi_private = list->data;
1850
1851         for (curr = list, next = curr->next; curr; curr = next, next =
1852                         curr ? curr->next : NULL) {
1853                 if (dm_poll_dm_io(curr, iob, flags)) {
1854                         /*
1855                          * clone_endio() has already occurred, so no
1856                          * error handling is needed here.
1857                          */
1858                         __dm_io_dec_pending(curr);
1859                 } else {
1860                         curr->next = tmp;
1861                         tmp = curr;
1862                 }
1863         }
1864
1865         /* Not done? */
1866         if (tmp) {
1867                 bio->bi_opf |= REQ_DM_POLL_LIST;
1868                 /* Reset bio->bi_private to dm_io list head */
1869                 *head = tmp;
1870                 return 0;
1871         }
1872         return 1;
1873 }
1874
1875 /*-----------------------------------------------------------------
1876  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1877  *---------------------------------------------------------------*/
1878 static void free_minor(int minor)
1879 {
1880         spin_lock(&_minor_lock);
1881         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1882         spin_unlock(&_minor_lock);
1883 }
1884
1885 /*
1886  * See if the device with a specific minor # is free.
1887  */
1888 static int specific_minor(int minor)
1889 {
1890         int r;
1891
1892         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1893                 return -EINVAL;
1894
1895         idr_preload(GFP_KERNEL);
1896         spin_lock(&_minor_lock);
1897
1898         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1899
1900         spin_unlock(&_minor_lock);
1901         idr_preload_end();
1902         if (r < 0)
1903                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1904         return 0;
1905 }
1906
1907 static int next_free_minor(int *minor)
1908 {
1909         int r;
1910
1911         idr_preload(GFP_KERNEL);
1912         spin_lock(&_minor_lock);
1913
1914         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1915
1916         spin_unlock(&_minor_lock);
1917         idr_preload_end();
1918         if (r < 0)
1919                 return r;
1920         *minor = r;
1921         return 0;
1922 }
1923
1924 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1925 static const struct block_device_operations dm_rq_blk_dops;
1926 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1927
1928 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1929
1930 #ifdef CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION
1931 static void dm_queue_destroy_crypto_profile(struct request_queue *q)
1932 {
1933         dm_destroy_crypto_profile(q->crypto_profile);
1934 }
1935
1936 #else /* CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION */
1937
1938 static inline void dm_queue_destroy_crypto_profile(struct request_queue *q)
1939 {
1940 }
1941 #endif /* !CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION */
1942
1943 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1944 {
1945         if (md->wq)
1946                 destroy_workqueue(md->wq);
1947         dm_free_md_mempools(md->mempools);
1948
1949         if (md->dax_dev) {
1950                 dax_remove_host(md->disk);
1951                 kill_dax(md->dax_dev);
1952                 put_dax(md->dax_dev);
1953                 md->dax_dev = NULL;
1954         }
1955
1956         dm_cleanup_zoned_dev(md);
1957         if (md->disk) {
1958                 spin_lock(&_minor_lock);
1959                 md->disk->private_data = NULL;
1960                 spin_unlock(&_minor_lock);
1961                 if (dm_get_md_type(md) != DM_TYPE_NONE) {
1962                         struct table_device *td;
1963
1964                         dm_sysfs_exit(md);
1965                         list_for_each_entry(td, &md->table_devices, list) {
1966                                 bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev,
1967                                                       md->disk);
1968                         }
1969
1970                         /*
1971                          * Hold lock to make sure del_gendisk() won't concurrent
1972                          * with open/close_table_device().
1973                          */
1974                         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
1975                         del_gendisk(md->disk);
1976                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
1977                 }
1978                 dm_queue_destroy_crypto_profile(md->queue);
1979                 put_disk(md->disk);
1980         }
1981
1982         if (md->pending_io) {
1983                 free_percpu(md->pending_io);
1984                 md->pending_io = NULL;
1985         }
1986
1987         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1988
1989         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1990         mutex_destroy(&md->type_lock);
1991         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1992         mutex_destroy(&md->swap_bios_lock);
1993
1994         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1999  */
2000 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
2001 {
2002         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
2003         struct mapped_device *md;
2004         void *old_md;
2005
2006         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
2007         if (!md) {
2008                 DMERR("unable to allocate device, out of memory.");
2009                 return NULL;
2010         }
2011
2012         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
2013                 goto bad_module_get;
2014
2015         /* get a minor number for the dev */
2016         if (minor == DM_ANY_MINOR)
2017                 r = next_free_minor(&minor);
2018         else
2019                 r = specific_minor(minor);
2020         if (r < 0)
2021                 goto bad_minor;
2022
2023         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
2024         if (r < 0)
2025                 goto bad_io_barrier;
2026
2027         md->numa_node_id = numa_node_id;
2028         md->init_tio_pdu = false;
2029         md->type = DM_TYPE_NONE;
2030         mutex_init(&md->suspend_lock);
2031         mutex_init(&md->type_lock);
2032         mutex_init(&md->table_devices_lock);
2033         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
2034         atomic_set(&md->holders, 1);
2035         atomic_set(&md->open_count, 0);
2036         atomic_set(&md->event_nr, 0);
2037         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
2038         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
2039         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
2040         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
2041
2042         /*
2043          * default to bio-based until DM table is loaded and md->type
2044          * established. If request-based table is loaded: blk-mq will
2045          * override accordingly.
2046          */
2047         md->disk = blk_alloc_disk(md->numa_node_id);
2048         if (!md->disk)
2049                 goto bad;
2050         md->queue = md->disk->queue;
2051
2052         init_waitqueue_head(&md->wait);
2053         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
2054         INIT_WORK(&md->requeue_work, dm_wq_requeue_work);
2055         init_waitqueue_head(&md->eventq);
2056         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
2057
2058         md->requeue_list = NULL;
2059         md->swap_bios = get_swap_bios();
2060         sema_init(&md->swap_bios_semaphore, md->swap_bios);
2061         mutex_init(&md->swap_bios_lock);
2062
2063         md->disk->major = _major;
2064         md->disk->first_minor = minor;
2065         md->disk->minors = 1;
2066         md->disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART;
2067         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
2068         md->disk->private_data = md;
2069         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
2070
2071         if (IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX)) {
2072                 md->dax_dev = alloc_dax(md, &dm_dax_ops);
2073                 if (IS_ERR(md->dax_dev)) {
2074                         md->dax_dev = NULL;
2075                         goto bad;
2076                 }
2077                 set_dax_nocache(md->dax_dev);
2078                 set_dax_nomc(md->dax_dev);
2079                 if (dax_add_host(md->dax_dev, md->disk))
2080                         goto bad;
2081         }
2082
2083         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
2084
2085         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush/%s", WQ_MEM_RECLAIM, 0, md->name);
2086         if (!md->wq)
2087                 goto bad;
2088
2089         md->pending_io = alloc_percpu(unsigned long);
2090         if (!md->pending_io)
2091                 goto bad;
2092
2093         dm_stats_init(&md->stats);
2094
2095         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
2096         spin_lock(&_minor_lock);
2097         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
2098         spin_unlock(&_minor_lock);
2099
2100         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
2101
2102         return md;
2103
2104 bad:
2105         cleanup_mapped_device(md);
2106 bad_io_barrier:
2107         free_minor(minor);
2108 bad_minor:
2109         module_put(THIS_MODULE);
2110 bad_module_get:
2111         kvfree(md);
2112         return NULL;
2113 }
2114
2115 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
2116
2117 static void free_dev(struct mapped_device *md)
2118 {
2119         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
2120
2121         unlock_fs(md);
2122
2123         cleanup_mapped_device(md);
2124
2125         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&md->table_devices));
2126         dm_stats_cleanup(&md->stats);
2127         free_minor(minor);
2128
2129         module_put(THIS_MODULE);
2130         kvfree(md);
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Bind a table to the device.
2135  */
2136 static void event_callback(void *context)
2137 {
2138         unsigned long flags;
2139         LIST_HEAD(uevents);
2140         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2141
2142         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2143         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2144         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2145
2146         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2147
2148         atomic_inc(&md->event_nr);
2149         wake_up(&md->eventq);
2150         dm_issue_global_event();
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Returns old map, which caller must destroy.
2155  */
2156 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2157                                struct queue_limits *limits)
2158 {
2159         struct dm_table *old_map;
2160         sector_t size;
2161         int ret;
2162
2163         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2164
2165         size = dm_table_get_size(t);
2166
2167         /*
2168          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2169          */
2170         if (size != dm_get_size(md))
2171                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2172
2173         if (!get_capacity(md->disk))
2174                 set_capacity(md->disk, size);
2175         else
2176                 set_capacity_and_notify(md->disk, size);
2177
2178         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2179
2180         if (dm_table_request_based(t)) {
2181                 /*
2182                  * Leverage the fact that request-based DM targets are
2183                  * immutable singletons - used to optimize dm_mq_queue_rq.
2184                  */
2185                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2186
2187                 /*
2188                  * There is no need to reload with request-based dm because the
2189                  * size of front_pad doesn't change.
2190                  *
2191                  * Note for future: If you are to reload bioset, prep-ed
2192                  * requests in the queue may refer to bio from the old bioset,
2193                  * so you must walk through the queue to unprep.
2194                  */
2195                 if (!md->mempools) {
2196                         md->mempools = t->mempools;
2197                         t->mempools = NULL;
2198                 }
2199         } else {
2200                 /*
2201                  * The md may already have mempools that need changing.
2202                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
2203                  * because a different table was loaded.
2204                  */
2205                 dm_free_md_mempools(md->mempools);
2206                 md->mempools = t->mempools;
2207                 t->mempools = NULL;
2208         }
2209
2210         ret = dm_table_set_restrictions(t, md->queue, limits);
2211         if (ret) {
2212                 old_map = ERR_PTR(ret);
2213                 goto out;
2214         }
2215
2216         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2217         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2218         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2219
2220         if (old_map)
2221                 dm_sync_table(md);
2222 out:
2223         return old_map;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Returns unbound table for the caller to free.
2228  */
2229 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2230 {
2231         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2232
2233         if (!map)
2234                 return NULL;
2235
2236         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2237         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2238         dm_sync_table(md);
2239
2240         return map;
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Constructor for a new device.
2245  */
2246 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2247 {
2248         struct mapped_device *md;
2249
2250         md = alloc_dev(minor);
2251         if (!md)
2252                 return -ENXIO;
2253
2254         dm_ima_reset_data(md);
2255
2256         *result = md;
2257         return 0;
2258 }
2259
2260 /*
2261  * Functions to manage md->type.
2262  * All are required to hold md->type_lock.
2263  */
2264 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2265 {
2266         mutex_lock(&md->type_lock);
2267 }
2268
2269 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2270 {
2271         mutex_unlock(&md->type_lock);
2272 }
2273
2274 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2275 {
2276         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2277         md->type = type;
2278 }
2279
2280 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2281 {
2282         return md->type;
2283 }
2284
2285 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2286 {
2287         return md->immutable_target_type;
2288 }
2289
2290 /*
2291  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2292  * count on 'md'.
2293  */
2294 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2295 {
2296         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2297         return &md->queue->limits;
2298 }
2299 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2300
2301 /*
2302  * Setup the DM device's queue based on md's type
2303  */
2304 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2305 {
2306         enum dm_queue_mode type = dm_table_get_type(t);
2307         struct queue_limits limits;
2308         struct table_device *td;
2309         int r;
2310
2311         switch (type) {
2312         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2313                 md->disk->fops = &dm_rq_blk_dops;
2314                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2315                 if (r) {
2316                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm mapped device");
2317                         return r;
2318                 }
2319                 break;
2320         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2321         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2322                 break;
2323         case DM_TYPE_NONE:
2324                 WARN_ON_ONCE(true);
2325                 break;
2326         }
2327
2328         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2329         if (r) {
2330                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2331                 return r;
2332         }
2333         r = dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2334         if (r)
2335                 return r;
2336
2337         /*
2338          * Hold lock to make sure add_disk() and del_gendisk() won't concurrent
2339          * with open_table_device() and close_table_device().
2340          */
2341         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
2342         r = add_disk(md->disk);
2343         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
2344         if (r)
2345                 return r;
2346
2347         /*
2348          * Register the holder relationship for devices added before the disk
2349          * was live.
2350          */
2351         list_for_each_entry(td, &md->table_devices, list) {
2352                 r = bd_link_disk_holder(td->dm_dev.bdev, md->disk);
2353                 if (r)
2354                         goto out_undo_holders;
2355         }
2356
2357         r = dm_sysfs_init(md);
2358         if (r)
2359                 goto out_undo_holders;
2360
2361         md->type = type;
2362         return 0;
2363
2364 out_undo_holders:
2365         list_for_each_entry_continue_reverse(td, &md->table_devices, list)
2366                 bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, md->disk);
2367         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
2368         del_gendisk(md->disk);
2369         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
2370         return r;
2371 }
2372
2373 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2374 {
2375         struct mapped_device *md;
2376         unsigned minor = MINOR(dev);
2377
2378         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2379                 return NULL;
2380
2381         spin_lock(&_minor_lock);
2382
2383         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2384         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2385             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2386                 md = NULL;
2387                 goto out;
2388         }
2389         dm_get(md);
2390 out:
2391         spin_unlock(&_minor_lock);
2392
2393         return md;
2394 }
2395 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2396
2397 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2398 {
2399         return md->interface_ptr;
2400 }
2401
2402 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2403 {
2404         md->interface_ptr = ptr;
2405 }
2406
2407 void dm_get(struct mapped_device *md)
2408 {
2409         atomic_inc(&md->holders);
2410         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2411 }
2412
2413 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2414 {
2415         spin_lock(&_minor_lock);
2416         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2417                 spin_unlock(&_minor_lock);
2418                 return -EBUSY;
2419         }
2420         dm_get(md);
2421         spin_unlock(&_minor_lock);
2422         return 0;
2423 }
2424 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2425
2426 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2427 {
2428         return md->name;
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2431
2432 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2433 {
2434         struct dm_table *map;
2435         int srcu_idx;
2436
2437         might_sleep();
2438
2439         spin_lock(&_minor_lock);
2440         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2441         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2442         spin_unlock(&_minor_lock);
2443
2444         blk_mark_disk_dead(md->disk);
2445
2446         /*
2447          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2448          * do not race with internal suspend.
2449          */
2450         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2451         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2452         if (!dm_suspended_md(md)) {
2453                 dm_table_presuspend_targets(map);
2454                 set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2455                 set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2456                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2457         }
2458         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2459         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2460         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2461
2462         /*
2463          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2464          * for example.  Wait for all references to disappear.
2465          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2466          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2467          */
2468         if (wait)
2469                 while (atomic_read(&md->holders))
2470                         msleep(1);
2471         else if (atomic_read(&md->holders))
2472                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2473                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2474
2475         dm_table_destroy(__unbind(md));
2476         free_dev(md);
2477 }
2478
2479 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2480 {
2481         __dm_destroy(md, true);
2482 }
2483
2484 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2485 {
2486         __dm_destroy(md, false);
2487 }
2488
2489 void dm_put(struct mapped_device *md)
2490 {
2491         atomic_dec(&md->holders);
2492 }
2493 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2494
2495 static bool dm_in_flight_bios(struct mapped_device *md)
2496 {
2497         int cpu;
2498         unsigned long sum = 0;
2499
2500         for_each_possible_cpu(cpu)
2501                 sum += *per_cpu_ptr(md->pending_io, cpu);
2502
2503         return sum != 0;
2504 }
2505
2506 static int dm_wait_for_bios_completion(struct mapped_device *md, unsigned int task_state)
2507 {
2508         int r = 0;
2509         DEFINE_WAIT(wait);
2510
2511         while (true) {
2512                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2513
2514                 if (!dm_in_flight_bios(md))
2515                         break;
2516
2517                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2518                         r = -EINTR;
2519                         break;
2520                 }
2521
2522                 io_schedule();
2523         }
2524         finish_wait(&md->wait, &wait);
2525
2526         smp_rmb();
2527
2528         return r;
2529 }
2530
2531 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, unsigned int task_state)
2532 {
2533         int r = 0;
2534
2535         if (!queue_is_mq(md->queue))
2536                 return dm_wait_for_bios_completion(md, task_state);
2537
2538         while (true) {
2539                 if (!blk_mq_queue_inflight(md->queue))
2540                         break;
2541
2542                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2543                         r = -EINTR;
2544                         break;
2545                 }
2546
2547                 msleep(5);
2548         }
2549
2550         return r;
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Process the deferred bios
2555  */
2556 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2557 {
2558         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device, work);
2559         struct bio *bio;
2560
2561         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2562                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2563                 bio = bio_list_pop(&md->deferred);
2564                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2565
2566                 if (!bio)
2567                         break;
2568
2569                 submit_bio_noacct(bio);
2570         }
2571 }
2572
2573 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2574 {
2575         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2576         smp_mb__after_atomic();
2577         queue_work(md->wq, &md->work);
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2582  */
2583 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2584 {
2585         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2586         struct queue_limits limits;
2587         int r;
2588
2589         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2590
2591         /* device must be suspended */
2592         if (!dm_suspended_md(md))
2593                 goto out;
2594
2595         /*
2596          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2597          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2598          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2599          * reappear.
2600          */
2601         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2602                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2603                 if (live_map)
2604                         limits = md->queue->limits;
2605                 dm_put_live_table_fast(md);
2606         }
2607
2608         if (!live_map) {
2609                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2610                 if (r) {
2611                         map = ERR_PTR(r);
2612                         goto out;
2613                 }
2614         }
2615
2616         map = __bind(md, table, &limits);
2617         dm_issue_global_event();
2618
2619 out:
2620         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2621         return map;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2626  * device.
2627  */
2628 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2629 {
2630         int r;
2631
2632         WARN_ON(test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags));
2633
2634         r = freeze_bdev(md->disk->part0);
2635         if (!r)
2636                 set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2637         return r;
2638 }
2639
2640 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2641 {
2642         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2643                 return;
2644         thaw_bdev(md->disk->part0);
2645         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2646 }
2647
2648 /*
2649  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2650  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2651  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2652  *
2653  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2654  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2655  * are being added to md->deferred list.
2656  */
2657 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2658                         unsigned suspend_flags, unsigned int task_state,
2659                         int dmf_suspended_flag)
2660 {
2661         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2662         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2663         int r;
2664
2665         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2666
2667         /*
2668          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2669          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2670          */
2671         if (noflush)
2672                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2673         else
2674                 DMDEBUG("%s: suspending with flush", dm_device_name(md));
2675
2676         /*
2677          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2678          * provide the .presuspend_undo hook.
2679          */
2680         dm_table_presuspend_targets(map);
2681
2682         /*
2683          * Flush I/O to the device.
2684          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2685          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2686          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2687          */
2688         if (!noflush && do_lockfs) {
2689                 r = lock_fs(md);
2690                 if (r) {
2691                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2692                         return r;
2693                 }
2694         }
2695
2696         /*
2697          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2698          * to target drivers i.e. no one may be executing
2699          * dm_split_and_process_bio from dm_submit_bio.
2700          *
2701          * To get all processes out of dm_split_and_process_bio in dm_submit_bio,
2702          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2703          * dm_split_and_process_bio from dm_submit_bio and quiesce the thread
2704          * (dm_wq_work), we set DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2705          * flush_workqueue(md->wq).
2706          */
2707         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2708         if (map)
2709                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2710
2711         /*
2712          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2713          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2714          */
2715         if (dm_request_based(md))
2716                 dm_stop_queue(md->queue);
2717
2718         flush_workqueue(md->wq);
2719
2720         /*
2721          * At this point no more requests are entering target request routines.
2722          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2723          * to finish.
2724          */
2725         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2726         if (!r)
2727                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2728
2729         if (noflush)
2730                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2731         if (map)
2732                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2733
2734         /* were we interrupted ? */
2735         if (r < 0) {
2736                 dm_queue_flush(md);
2737
2738                 if (dm_request_based(md))
2739                         dm_start_queue(md->queue);
2740
2741                 unlock_fs(md);
2742                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2743                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2744         }
2745
2746         return r;
2747 }
2748
2749 /*
2750  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2751  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2752  * the background.  Before the table can be swapped with
2753  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2754  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2755  */
2756 /*
2757  * Suspend mechanism in request-based dm.
2758  *
2759  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2760  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2761  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2762  *
2763  * To abort suspend, start the request_queue.
2764  */
2765 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2766 {
2767         struct dm_table *map = NULL;
2768         int r = 0;
2769
2770 retry:
2771         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2772
2773         if (dm_suspended_md(md)) {
2774                 r = -EINVAL;
2775                 goto out_unlock;
2776         }
2777
2778         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2779                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2780                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2781                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2782                 if (r)
2783                         return r;
2784                 goto retry;
2785         }
2786
2787         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2788
2789         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2790         if (r)
2791                 goto out_unlock;
2792
2793         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2794         dm_table_postsuspend_targets(map);
2795         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2796
2797 out_unlock:
2798         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2799         return r;
2800 }
2801
2802 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2803 {
2804         if (map) {
2805                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2806                 if (r)
2807                         return r;
2808         }
2809
2810         dm_queue_flush(md);
2811
2812         /*
2813          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2814          * so that mapping of targets can work correctly.
2815          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2816          */
2817         if (dm_request_based(md))
2818                 dm_start_queue(md->queue);
2819
2820         unlock_fs(md);
2821
2822         return 0;
2823 }
2824
2825 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2826 {
2827         int r;
2828         struct dm_table *map = NULL;
2829
2830 retry:
2831         r = -EINVAL;
2832         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2833
2834         if (!dm_suspended_md(md))
2835                 goto out;
2836
2837         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2838                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2839                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2840                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2841                 if (r)
2842                         return r;
2843                 goto retry;
2844         }
2845
2846         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2847         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2848                 goto out;
2849
2850         r = __dm_resume(md, map);
2851         if (r)
2852                 goto out;
2853
2854         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2855 out:
2856         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2857
2858         return r;
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2863  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2864  * It may be used only from the kernel.
2865  */
2866
2867 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2868 {
2869         struct dm_table *map = NULL;
2870
2871         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2872
2873         if (md->internal_suspend_count++)
2874                 return; /* nested internal suspend */
2875
2876         if (dm_suspended_md(md)) {
2877                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2878                 return; /* nest suspend */
2879         }
2880
2881         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2882
2883         /*
2884          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2885          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2886          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2887          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2888          */
2889         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2890                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2891
2892         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2893         dm_table_postsuspend_targets(map);
2894         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2895 }
2896
2897 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2898 {
2899         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2900
2901         if (--md->internal_suspend_count)
2902                 return; /* resume from nested internal suspend */
2903
2904         if (dm_suspended_md(md))
2905                 goto done; /* resume from nested suspend */
2906
2907         /*
2908          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2909          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2910          */
2911         (void) __dm_resume(md, NULL);
2912
2913 done:
2914         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2915         smp_mb__after_atomic();
2916         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2917 }
2918
2919 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2920 {
2921         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2922         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2923         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2924 }
2925 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2926
2927 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2928 {
2929         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2930         __dm_internal_resume(md);
2931         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2934
2935 /*
2936  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2937  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2938  */
2939
2940 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2941 {
2942         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2943         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2944                 return;
2945
2946         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2947         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2948         flush_workqueue(md->wq);
2949         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2950 }
2951 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2952
2953 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2954 {
2955         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2956                 goto done;
2957
2958         dm_queue_flush(md);
2959
2960 done:
2961         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2962 }
2963 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2964
2965 /*-----------------------------------------------------------------
2966  * Event notification.
2967  *---------------------------------------------------------------*/
2968 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2969                        unsigned cookie)
2970 {
2971         int r;
2972         unsigned noio_flag;
2973         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2974         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2975
2976         noio_flag = memalloc_noio_save();
2977
2978         if (!cookie)
2979                 r = kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2980         else {
2981                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2982                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2983                 r = kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2984                                        action, envp);
2985         }
2986
2987         memalloc_noio_restore(noio_flag);
2988
2989         return r;
2990 }
2991
2992 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2993 {
2994         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2995 }
2996
2997 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2998 {
2999         return atomic_read(&md->event_nr);
3000 }
3001
3002 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
3003 {
3004         return wait_event_interruptible(md->eventq,
3005                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
3006 }
3007
3008 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
3009 {
3010         unsigned long flags;
3011
3012         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
3013         list_add(elist, &md->uevent_list);
3014         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
3015 }
3016
3017 /*
3018  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
3019  * count on 'md'.
3020  */
3021 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
3022 {
3023         return md->disk;
3024 }
3025 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
3026
3027 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
3028 {
3029         return &md->kobj_holder.kobj;
3030 }
3031
3032 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
3033 {
3034         struct mapped_device *md;
3035
3036         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
3037
3038         spin_lock(&_minor_lock);
3039         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
3040                 md = NULL;
3041                 goto out;
3042         }
3043         dm_get(md);
3044 out:
3045         spin_unlock(&_minor_lock);
3046
3047         return md;
3048 }
3049
3050 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
3051 {
3052         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
3053 }
3054
3055 static int dm_post_suspending_md(struct mapped_device *md)
3056 {
3057         return test_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
3058 }
3059
3060 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
3061 {
3062         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
3063 }
3064
3065 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
3066 {
3067         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
3068 }
3069
3070 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
3071 {
3072         return dm_suspended_md(ti->table->md);
3073 }
3074 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
3075
3076 int dm_post_suspending(struct dm_target *ti)
3077 {
3078         return dm_post_suspending_md(ti->table->md);
3079 }
3080 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_post_suspending);
3081
3082 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
3083 {
3084         return __noflush_suspending(ti->table->md);
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
3087
3088 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
3089 {
3090         if (!pools)
3091                 return;
3092
3093         bioset_exit(&pools->bs);
3094         bioset_exit(&pools->io_bs);
3095
3096         kfree(pools);
3097 }
3098
3099 struct dm_pr {
3100         u64     old_key;
3101         u64     new_key;
3102         u32     flags;
3103         bool    abort;
3104         bool    fail_early;
3105         int     ret;
3106         enum pr_type type;
3107 };
3108
3109 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
3110                       struct dm_pr *pr)
3111 {
3112         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3113         struct dm_table *table;
3114         struct dm_target *ti;
3115         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
3116
3117         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
3118         if (!table || !dm_table_get_size(table))
3119                 goto out;
3120
3121         /* We only support devices that have a single target */
3122         if (table->num_targets != 1)
3123                 goto out;
3124         ti = dm_table_get_target(table, 0);
3125
3126         if (dm_suspended_md(md)) {
3127                 ret = -EAGAIN;
3128                 goto out;
3129         }
3130
3131         ret = -EINVAL;
3132         if (!ti->type->iterate_devices)
3133                 goto out;
3134
3135         ti->type->iterate_devices(ti, fn, pr);
3136         ret = 0;
3137 out:
3138         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
3139         return ret;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
3144  */
3145 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3146                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3147 {
3148         struct dm_pr *pr = data;
3149         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3150         int ret;
3151
3152         if (!ops || !ops->pr_register) {
3153                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3154                 return -1;
3155         }
3156
3157         ret = ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3158         if (!ret)
3159                 return 0;
3160
3161         if (!pr->ret)
3162                 pr->ret = ret;
3163
3164         if (pr->fail_early)
3165                 return -1;
3166
3167         return 0;
3168 }
3169
3170 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3171                           u32 flags)
3172 {
3173         struct dm_pr pr = {
3174                 .old_key        = old_key,
3175                 .new_key        = new_key,
3176                 .flags          = flags,
3177                 .fail_early     = true,
3178                 .ret            = 0,
3179         };
3180         int ret;
3181
3182         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3183         if (ret) {
3184                 /* Didn't even get to register a path */
3185                 return ret;
3186         }
3187
3188         if (!pr.ret)
3189                 return 0;
3190         ret = pr.ret;
3191
3192         if (!new_key)
3193                 return ret;
3194
3195         /* unregister all paths if we failed to register any path */
3196         pr.old_key = new_key;
3197         pr.new_key = 0;
3198         pr.flags = 0;
3199         pr.fail_early = false;
3200         (void) dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3201         return ret;
3202 }
3203
3204
3205 static int __dm_pr_reserve(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3206                            sector_t start, sector_t len, void *data)
3207 {
3208         struct dm_pr *pr = data;
3209         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3210
3211         if (!ops || !ops->pr_reserve) {
3212                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3213                 return -1;
3214         }
3215
3216         pr->ret = ops->pr_reserve(dev->bdev, pr->old_key, pr->type, pr->flags);
3217         if (!pr->ret)
3218                 return -1;
3219
3220         return 0;
3221 }
3222
3223 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3224                          u32 flags)
3225 {
3226         struct dm_pr pr = {
3227                 .old_key        = key,
3228                 .flags          = flags,
3229                 .type           = type,
3230                 .fail_early     = false,
3231                 .ret            = 0,
3232         };
3233         int ret;
3234
3235         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_reserve, &pr);
3236         if (ret)
3237                 return ret;
3238
3239         return pr.ret;
3240 }
3241
3242 /*
3243  * If there is a non-All Registrants type of reservation, the release must be
3244  * sent down the holding path. For the cases where there is no reservation or
3245  * the path is not the holder the device will also return success, so we must
3246  * try each path to make sure we got the correct path.
3247  */
3248 static int __dm_pr_release(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3249                            sector_t start, sector_t len, void *data)
3250 {
3251         struct dm_pr *pr = data;
3252         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3253
3254         if (!ops || !ops->pr_release) {
3255                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3256                 return -1;
3257         }
3258
3259         pr->ret = ops->pr_release(dev->bdev, pr->old_key, pr->type);
3260         if (pr->ret)
3261                 return -1;
3262
3263         return 0;
3264 }
3265
3266 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3267 {
3268         struct dm_pr pr = {
3269                 .old_key        = key,
3270                 .type           = type,
3271                 .fail_early     = false,
3272         };
3273         int ret;
3274
3275         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_release, &pr);
3276         if (ret)
3277                 return ret;
3278
3279         return pr.ret;
3280 }
3281
3282 static int __dm_pr_preempt(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3283                            sector_t start, sector_t len, void *data)
3284 {
3285         struct dm_pr *pr = data;
3286         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3287
3288         if (!ops || !ops->pr_preempt) {
3289                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3290                 return -1;
3291         }
3292
3293         pr->ret = ops->pr_preempt(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->type,
3294                                   pr->abort);
3295         if (!pr->ret)
3296                 return -1;
3297
3298         return 0;
3299 }
3300
3301 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3302                          enum pr_type type, bool abort)
3303 {
3304         struct dm_pr pr = {
3305                 .new_key        = new_key,
3306                 .old_key        = old_key,
3307                 .type           = type,
3308                 .fail_early     = false,
3309         };
3310         int ret;
3311
3312         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_preempt, &pr);
3313         if (ret)
3314                 return ret;
3315
3316         return pr.ret;
3317 }
3318
3319 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3320 {
3321         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3322         const struct pr_ops *ops;
3323         int r, srcu_idx;
3324
3325         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3326         if (r < 0)
3327                 goto out;
3328
3329         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3330         if (ops && ops->pr_clear)
3331                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3332         else
3333                 r = -EOPNOTSUPP;
3334 out:
3335         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3336         return r;
3337 }
3338
3339 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3340         .pr_register    = dm_pr_register,
3341         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3342         .pr_release     = dm_pr_release,
3343         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3344         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3345 };
3346
3347 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3348         .submit_bio = dm_submit_bio,
3349         .poll_bio = dm_poll_bio,
3350         .open = dm_blk_open,
3351         .release = dm_blk_close,
3352         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3353         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3354         .report_zones = dm_blk_report_zones,
3355         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3356         .owner = THIS_MODULE
3357 };
3358
3359 static const struct block_device_operations dm_rq_blk_dops = {
3360         .open = dm_blk_open,
3361         .release = dm_blk_close,
3362         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3363         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3364         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3365         .owner = THIS_MODULE
3366 };
3367
3368 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3369         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3370         .zero_page_range = dm_dax_zero_page_range,
3371         .recovery_write = dm_dax_recovery_write,
3372 };
3373
3374 /*
3375  * module hooks
3376  */
3377 module_init(dm_init);
3378 module_exit(dm_exit);
3379
3380 module_param(major, uint, 0);
3381 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3382
3383 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3384 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3385
3386 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3387 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3388
3389 module_param(swap_bios, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3390 MODULE_PARM_DESC(swap_bios, "Maximum allowed inflight swap IOs");
3391
3392 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3393 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3394 MODULE_LICENSE("GPL");