Merge patch series "Use block pr_ops in LIO"
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / md / dm.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
4  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
5  *
6  * This file is released under the GPL.
7  */
8
9 #include "dm-core.h"
10 #include "dm-rq.h"
11 #include "dm-uevent.h"
12 #include "dm-ima.h"
13
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/mutex.h>
17 #include <linux/sched/mm.h>
18 #include <linux/sched/signal.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/mempool.h>
22 #include <linux/dax.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/idr.h>
25 #include <linux/uio.h>
26 #include <linux/hdreg.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/wait.h>
29 #include <linux/pr.h>
30 #include <linux/refcount.h>
31 #include <linux/part_stat.h>
32 #include <linux/blk-crypto.h>
33 #include <linux/blk-crypto-profile.h>
34
35 #define DM_MSG_PREFIX "core"
36
37 /*
38  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
39  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
40  */
41 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
42 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
43
44 /*
45  * For REQ_POLLED fs bio, this flag is set if we link mapped underlying
46  * dm_io into one list, and reuse bio->bi_private as the list head. Before
47  * ending this fs bio, we will recover its ->bi_private.
48  */
49 #define REQ_DM_POLL_LIST        REQ_DRV
50
51 static const char *_name = DM_NAME;
52
53 static unsigned int major;
54 static unsigned int _major;
55
56 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
57
58 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
59
60 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
61
62 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
63
64 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
65
66 atomic_t dm_global_event_nr = ATOMIC_INIT(0);
67 DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dm_global_eventq);
68
69 void dm_issue_global_event(void)
70 {
71         atomic_inc(&dm_global_event_nr);
72         wake_up(&dm_global_eventq);
73 }
74
75 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(stats_enabled);
76 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(swap_bios_enabled);
77 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(zoned_enabled);
78
79 /*
80  * One of these is allocated (on-stack) per original bio.
81  */
82 struct clone_info {
83         struct dm_table *map;
84         struct bio *bio;
85         struct dm_io *io;
86         sector_t sector;
87         unsigned int sector_count;
88         bool is_abnormal_io:1;
89         bool submit_as_polled:1;
90 };
91
92 static inline struct dm_target_io *clone_to_tio(struct bio *clone)
93 {
94         return container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
95 }
96
97 void *dm_per_bio_data(struct bio *bio, size_t data_size)
98 {
99         if (!dm_tio_flagged(clone_to_tio(bio), DM_TIO_INSIDE_DM_IO))
100                 return (char *)bio - DM_TARGET_IO_BIO_OFFSET - data_size;
101         return (char *)bio - DM_IO_BIO_OFFSET - data_size;
102 }
103 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_per_bio_data);
104
105 struct bio *dm_bio_from_per_bio_data(void *data, size_t data_size)
106 {
107         struct dm_io *io = (struct dm_io *)((char *)data + data_size);
108
109         if (io->magic == DM_IO_MAGIC)
110                 return (struct bio *)((char *)io + DM_IO_BIO_OFFSET);
111         BUG_ON(io->magic != DM_TIO_MAGIC);
112         return (struct bio *)((char *)io + DM_TARGET_IO_BIO_OFFSET);
113 }
114 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_from_per_bio_data);
115
116 unsigned int dm_bio_get_target_bio_nr(const struct bio *bio)
117 {
118         return container_of(bio, struct dm_target_io, clone)->target_bio_nr;
119 }
120 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_get_target_bio_nr);
121
122 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
123
124 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
125 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
126
127 #define DEFAULT_SWAP_BIOS       (8 * 1048576 / PAGE_SIZE)
128 static int swap_bios = DEFAULT_SWAP_BIOS;
129 static int get_swap_bios(void)
130 {
131         int latch = READ_ONCE(swap_bios);
132
133         if (unlikely(latch <= 0))
134                 latch = DEFAULT_SWAP_BIOS;
135         return latch;
136 }
137
138 struct table_device {
139         struct list_head list;
140         refcount_t count;
141         struct dm_dev dm_dev;
142 };
143
144 /*
145  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
146  */
147 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
148 static unsigned int reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
149
150 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
151 {
152         int param = READ_ONCE(*module_param);
153         int modified_param = 0;
154         bool modified = true;
155
156         if (param < min)
157                 modified_param = min;
158         else if (param > max)
159                 modified_param = max;
160         else
161                 modified = false;
162
163         if (modified) {
164                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
165                 param = modified_param;
166         }
167
168         return param;
169 }
170
171 unsigned int __dm_get_module_param(unsigned int *module_param, unsigned int def, unsigned int max)
172 {
173         unsigned int param = READ_ONCE(*module_param);
174         unsigned int modified_param = 0;
175
176         if (!param)
177                 modified_param = def;
178         else if (param > max)
179                 modified_param = max;
180
181         if (modified_param) {
182                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
183                 param = modified_param;
184         }
185
186         return param;
187 }
188
189 unsigned int dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
190 {
191         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
192                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
193 }
194 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
195
196 static unsigned int dm_get_numa_node(void)
197 {
198         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
199                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
200 }
201
202 static int __init local_init(void)
203 {
204         int r;
205
206         r = dm_uevent_init();
207         if (r)
208                 return r;
209
210         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
211         if (!deferred_remove_workqueue) {
212                 r = -ENOMEM;
213                 goto out_uevent_exit;
214         }
215
216         _major = major;
217         r = register_blkdev(_major, _name);
218         if (r < 0)
219                 goto out_free_workqueue;
220
221         if (!_major)
222                 _major = r;
223
224         return 0;
225
226 out_free_workqueue:
227         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
228 out_uevent_exit:
229         dm_uevent_exit();
230
231         return r;
232 }
233
234 static void local_exit(void)
235 {
236         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
237
238         unregister_blkdev(_major, _name);
239         dm_uevent_exit();
240
241         _major = 0;
242
243         DMINFO("cleaned up");
244 }
245
246 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
247         local_init,
248         dm_target_init,
249         dm_linear_init,
250         dm_stripe_init,
251         dm_io_init,
252         dm_kcopyd_init,
253         dm_interface_init,
254         dm_statistics_init,
255 };
256
257 static void (*_exits[])(void) = {
258         local_exit,
259         dm_target_exit,
260         dm_linear_exit,
261         dm_stripe_exit,
262         dm_io_exit,
263         dm_kcopyd_exit,
264         dm_interface_exit,
265         dm_statistics_exit,
266 };
267
268 static int __init dm_init(void)
269 {
270         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
271         int r, i;
272
273 #if (IS_ENABLED(CONFIG_IMA) && !IS_ENABLED(CONFIG_IMA_DISABLE_HTABLE))
274         DMWARN("CONFIG_IMA_DISABLE_HTABLE is disabled."
275                " Duplicate IMA measurements will not be recorded in the IMA log.");
276 #endif
277
278         for (i = 0; i < count; i++) {
279                 r = _inits[i]();
280                 if (r)
281                         goto bad;
282         }
283
284         return 0;
285 bad:
286         while (i--)
287                 _exits[i]();
288
289         return r;
290 }
291
292 static void __exit dm_exit(void)
293 {
294         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
295
296         while (i--)
297                 _exits[i]();
298
299         /*
300          * Should be empty by this point.
301          */
302         idr_destroy(&_minor_idr);
303 }
304
305 /*
306  * Block device functions
307  */
308 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
309 {
310         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
311 }
312
313 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
314 {
315         struct mapped_device *md;
316
317         spin_lock(&_minor_lock);
318
319         md = bdev->bd_disk->private_data;
320         if (!md)
321                 goto out;
322
323         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
324             dm_deleting_md(md)) {
325                 md = NULL;
326                 goto out;
327         }
328
329         dm_get(md);
330         atomic_inc(&md->open_count);
331 out:
332         spin_unlock(&_minor_lock);
333
334         return md ? 0 : -ENXIO;
335 }
336
337 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
338 {
339         struct mapped_device *md;
340
341         spin_lock(&_minor_lock);
342
343         md = disk->private_data;
344         if (WARN_ON(!md))
345                 goto out;
346
347         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
348             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
349                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
350
351         dm_put(md);
352 out:
353         spin_unlock(&_minor_lock);
354 }
355
356 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
357 {
358         return atomic_read(&md->open_count);
359 }
360
361 /*
362  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
363  */
364 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
365 {
366         int r = 0;
367
368         spin_lock(&_minor_lock);
369
370         if (dm_open_count(md)) {
371                 r = -EBUSY;
372                 if (mark_deferred)
373                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
374         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
375                 r = -EEXIST;
376         else
377                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
378
379         spin_unlock(&_minor_lock);
380
381         return r;
382 }
383
384 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
385 {
386         int r = 0;
387
388         spin_lock(&_minor_lock);
389
390         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
391                 r = -EBUSY;
392         else
393                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
394
395         spin_unlock(&_minor_lock);
396
397         return r;
398 }
399
400 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
401 {
402         dm_deferred_remove();
403 }
404
405 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
406 {
407         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
408
409         return dm_get_geometry(md, geo);
410 }
411
412 static int dm_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
413                             struct block_device **bdev)
414 {
415         struct dm_target *ti;
416         struct dm_table *map;
417         int r;
418
419 retry:
420         r = -ENOTTY;
421         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
422         if (!map || !dm_table_get_size(map))
423                 return r;
424
425         /* We only support devices that have a single target */
426         if (map->num_targets != 1)
427                 return r;
428
429         ti = dm_table_get_target(map, 0);
430         if (!ti->type->prepare_ioctl)
431                 return r;
432
433         if (dm_suspended_md(md))
434                 return -EAGAIN;
435
436         r = ti->type->prepare_ioctl(ti, bdev);
437         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
438                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
439                 fsleep(10000);
440                 goto retry;
441         }
442
443         return r;
444 }
445
446 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
447 {
448         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
449 }
450
451 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
452                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
453 {
454         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
455         int r, srcu_idx;
456
457         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
458         if (r < 0)
459                 goto out;
460
461         if (r > 0) {
462                 /*
463                  * Target determined this ioctl is being issued against a
464                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
465                  */
466                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
467                         DMDEBUG_LIMIT(
468         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
469                                 current->comm, cmd);
470                         r = -ENOIOCTLCMD;
471                         goto out;
472                 }
473         }
474
475         if (!bdev->bd_disk->fops->ioctl)
476                 r = -ENOTTY;
477         else
478                 r = bdev->bd_disk->fops->ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
479 out:
480         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
481         return r;
482 }
483
484 u64 dm_start_time_ns_from_clone(struct bio *bio)
485 {
486         return jiffies_to_nsecs(clone_to_tio(bio)->io->start_time);
487 }
488 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_start_time_ns_from_clone);
489
490 static bool bio_is_flush_with_data(struct bio *bio)
491 {
492         return ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size);
493 }
494
495 static void dm_io_acct(struct dm_io *io, bool end)
496 {
497         struct dm_stats_aux *stats_aux = &io->stats_aux;
498         unsigned long start_time = io->start_time;
499         struct mapped_device *md = io->md;
500         struct bio *bio = io->orig_bio;
501         unsigned int sectors;
502
503         /*
504          * If REQ_PREFLUSH set, don't account payload, it will be
505          * submitted (and accounted) after this flush completes.
506          */
507         if (bio_is_flush_with_data(bio))
508                 sectors = 0;
509         else if (likely(!(dm_io_flagged(io, DM_IO_WAS_SPLIT))))
510                 sectors = bio_sectors(bio);
511         else
512                 sectors = io->sectors;
513
514         if (!end)
515                 bdev_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_op(bio), start_time);
516         else
517                 bdev_end_io_acct(bio->bi_bdev, bio_op(bio), sectors,
518                                  start_time);
519
520         if (static_branch_unlikely(&stats_enabled) &&
521             unlikely(dm_stats_used(&md->stats))) {
522                 sector_t sector;
523
524                 if (likely(!dm_io_flagged(io, DM_IO_WAS_SPLIT)))
525                         sector = bio->bi_iter.bi_sector;
526                 else
527                         sector = bio_end_sector(bio) - io->sector_offset;
528
529                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
530                                     sector, sectors,
531                                     end, start_time, stats_aux);
532         }
533 }
534
535 static void __dm_start_io_acct(struct dm_io *io)
536 {
537         dm_io_acct(io, false);
538 }
539
540 static void dm_start_io_acct(struct dm_io *io, struct bio *clone)
541 {
542         /*
543          * Ensure IO accounting is only ever started once.
544          */
545         if (dm_io_flagged(io, DM_IO_ACCOUNTED))
546                 return;
547
548         /* Expect no possibility for race unless DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO. */
549         if (!clone || likely(dm_tio_is_normal(clone_to_tio(clone)))) {
550                 dm_io_set_flag(io, DM_IO_ACCOUNTED);
551         } else {
552                 unsigned long flags;
553                 /* Can afford locking given DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO */
554                 spin_lock_irqsave(&io->lock, flags);
555                 if (dm_io_flagged(io, DM_IO_ACCOUNTED)) {
556                         spin_unlock_irqrestore(&io->lock, flags);
557                         return;
558                 }
559                 dm_io_set_flag(io, DM_IO_ACCOUNTED);
560                 spin_unlock_irqrestore(&io->lock, flags);
561         }
562
563         __dm_start_io_acct(io);
564 }
565
566 static void dm_end_io_acct(struct dm_io *io)
567 {
568         dm_io_acct(io, true);
569 }
570
571 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
572 {
573         struct dm_io *io;
574         struct dm_target_io *tio;
575         struct bio *clone;
576
577         clone = bio_alloc_clone(NULL, bio, GFP_NOIO, &md->mempools->io_bs);
578         tio = clone_to_tio(clone);
579         tio->flags = 0;
580         dm_tio_set_flag(tio, DM_TIO_INSIDE_DM_IO);
581         tio->io = NULL;
582
583         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
584         io->magic = DM_IO_MAGIC;
585         io->status = BLK_STS_OK;
586
587         /* one ref is for submission, the other is for completion */
588         atomic_set(&io->io_count, 2);
589         this_cpu_inc(*md->pending_io);
590         io->orig_bio = bio;
591         io->md = md;
592         spin_lock_init(&io->lock);
593         io->start_time = jiffies;
594         io->flags = 0;
595
596         if (static_branch_unlikely(&stats_enabled))
597                 dm_stats_record_start(&md->stats, &io->stats_aux);
598
599         return io;
600 }
601
602 static void free_io(struct dm_io *io)
603 {
604         bio_put(&io->tio.clone);
605 }
606
607 static struct bio *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
608                              unsigned int target_bio_nr, unsigned int *len, gfp_t gfp_mask)
609 {
610         struct mapped_device *md = ci->io->md;
611         struct dm_target_io *tio;
612         struct bio *clone;
613
614         if (!ci->io->tio.io) {
615                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
616                 tio = &ci->io->tio;
617                 /* alloc_io() already initialized embedded clone */
618                 clone = &tio->clone;
619         } else {
620                 clone = bio_alloc_clone(NULL, ci->bio, gfp_mask,
621                                         &md->mempools->bs);
622                 if (!clone)
623                         return NULL;
624
625                 /* REQ_DM_POLL_LIST shouldn't be inherited */
626                 clone->bi_opf &= ~REQ_DM_POLL_LIST;
627
628                 tio = clone_to_tio(clone);
629                 tio->flags = 0; /* also clears DM_TIO_INSIDE_DM_IO */
630         }
631
632         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
633         tio->io = ci->io;
634         tio->ti = ti;
635         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
636         tio->len_ptr = len;
637         tio->old_sector = 0;
638
639         /* Set default bdev, but target must bio_set_dev() before issuing IO */
640         clone->bi_bdev = md->disk->part0;
641         if (unlikely(ti->needs_bio_set_dev))
642                 bio_set_dev(clone, md->disk->part0);
643
644         if (len) {
645                 clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(*len);
646                 if (bio_integrity(clone))
647                         bio_integrity_trim(clone);
648         }
649
650         return clone;
651 }
652
653 static void free_tio(struct bio *clone)
654 {
655         if (dm_tio_flagged(clone_to_tio(clone), DM_TIO_INSIDE_DM_IO))
656                 return;
657         bio_put(clone);
658 }
659
660 /*
661  * Add the bio to the list of deferred io.
662  */
663 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
664 {
665         unsigned long flags;
666
667         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
668         bio_list_add(&md->deferred, bio);
669         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
670         queue_work(md->wq, &md->work);
671 }
672
673 /*
674  * Everyone (including functions in this file), should use this
675  * function to access the md->map field, and make sure they call
676  * dm_put_live_table() when finished.
677  */
678 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md,
679                                    int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
680 {
681         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
682
683         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
684 }
685
686 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md,
687                        int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
688 {
689         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
690 }
691
692 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
693 {
694         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
695         synchronize_rcu_expedited();
696 }
697
698 /*
699  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
700  * The caller must not block between these two functions.
701  */
702 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
703 {
704         rcu_read_lock();
705         return rcu_dereference(md->map);
706 }
707
708 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
709 {
710         rcu_read_unlock();
711 }
712
713 static inline struct dm_table *dm_get_live_table_bio(struct mapped_device *md,
714                                         int *srcu_idx, blk_opf_t bio_opf)
715 {
716         if (bio_opf & REQ_NOWAIT)
717                 return dm_get_live_table_fast(md);
718         else
719                 return dm_get_live_table(md, srcu_idx);
720 }
721
722 static inline void dm_put_live_table_bio(struct mapped_device *md, int srcu_idx,
723                                          blk_opf_t bio_opf)
724 {
725         if (bio_opf & REQ_NOWAIT)
726                 dm_put_live_table_fast(md);
727         else
728                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
729 }
730
731 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
732
733 /*
734  * Open a table device so we can use it as a map destination.
735  */
736 static struct table_device *open_table_device(struct mapped_device *md,
737                 dev_t dev, fmode_t mode)
738 {
739         struct table_device *td;
740         struct block_device *bdev;
741         u64 part_off;
742         int r;
743
744         td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
745         if (!td)
746                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
747         refcount_set(&td->count, 1);
748
749         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
750         if (IS_ERR(bdev)) {
751                 r = PTR_ERR(bdev);
752                 goto out_free_td;
753         }
754
755         /*
756          * We can be called before the dm disk is added.  In that case we can't
757          * register the holder relation here.  It will be done once add_disk was
758          * called.
759          */
760         if (md->disk->slave_dir) {
761                 r = bd_link_disk_holder(bdev, md->disk);
762                 if (r)
763                         goto out_blkdev_put;
764         }
765
766         td->dm_dev.mode = mode;
767         td->dm_dev.bdev = bdev;
768         td->dm_dev.dax_dev = fs_dax_get_by_bdev(bdev, &part_off, NULL, NULL);
769         format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
770         list_add(&td->list, &md->table_devices);
771         return td;
772
773 out_blkdev_put:
774         blkdev_put(bdev, mode | FMODE_EXCL);
775 out_free_td:
776         kfree(td);
777         return ERR_PTR(r);
778 }
779
780 /*
781  * Close a table device that we've been using.
782  */
783 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
784 {
785         if (md->disk->slave_dir)
786                 bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, md->disk);
787         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
788         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
789         list_del(&td->list);
790         kfree(td);
791 }
792
793 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
794                                               fmode_t mode)
795 {
796         struct table_device *td;
797
798         list_for_each_entry(td, l, list)
799                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
800                         return td;
801
802         return NULL;
803 }
804
805 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
806                         struct dm_dev **result)
807 {
808         struct table_device *td;
809
810         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
811         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
812         if (!td) {
813                 td = open_table_device(md, dev, mode);
814                 if (IS_ERR(td)) {
815                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
816                         return PTR_ERR(td);
817                 }
818         } else {
819                 refcount_inc(&td->count);
820         }
821         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
822
823         *result = &td->dm_dev;
824         return 0;
825 }
826
827 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
828 {
829         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
830
831         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
832         if (refcount_dec_and_test(&td->count))
833                 close_table_device(td, md);
834         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
835 }
836
837 /*
838  * Get the geometry associated with a dm device
839  */
840 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
841 {
842         *geo = md->geometry;
843
844         return 0;
845 }
846
847 /*
848  * Set the geometry of a device.
849  */
850 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
851 {
852         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
853
854         if (geo->start > sz) {
855                 DMERR("Start sector is beyond the geometry limits.");
856                 return -EINVAL;
857         }
858
859         md->geometry = *geo;
860
861         return 0;
862 }
863
864 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
865 {
866         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
867 }
868
869 static void dm_requeue_add_io(struct dm_io *io, bool first_stage)
870 {
871         struct mapped_device *md = io->md;
872
873         if (first_stage) {
874                 struct dm_io *next = md->requeue_list;
875
876                 md->requeue_list = io;
877                 io->next = next;
878         } else {
879                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
880         }
881 }
882
883 static void dm_kick_requeue(struct mapped_device *md, bool first_stage)
884 {
885         if (first_stage)
886                 queue_work(md->wq, &md->requeue_work);
887         else
888                 queue_work(md->wq, &md->work);
889 }
890
891 /*
892  * Return true if the dm_io's original bio is requeued.
893  * io->status is updated with error if requeue disallowed.
894  */
895 static bool dm_handle_requeue(struct dm_io *io, bool first_stage)
896 {
897         struct bio *bio = io->orig_bio;
898         bool handle_requeue = (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE);
899         bool handle_polled_eagain = ((io->status == BLK_STS_AGAIN) &&
900                                      (bio->bi_opf & REQ_POLLED));
901         struct mapped_device *md = io->md;
902         bool requeued = false;
903
904         if (handle_requeue || handle_polled_eagain) {
905                 unsigned long flags;
906
907                 if (bio->bi_opf & REQ_POLLED) {
908                         /*
909                          * Upper layer won't help us poll split bio
910                          * (io->orig_bio may only reflect a subset of the
911                          * pre-split original) so clear REQ_POLLED.
912                          */
913                         bio_clear_polled(bio);
914                 }
915
916                 /*
917                  * Target requested pushing back the I/O or
918                  * polled IO hit BLK_STS_AGAIN.
919                  */
920                 spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
921                 if ((__noflush_suspending(md) &&
922                      !WARN_ON_ONCE(dm_is_zone_write(md, bio))) ||
923                     handle_polled_eagain || first_stage) {
924                         dm_requeue_add_io(io, first_stage);
925                         requeued = true;
926                 } else {
927                         /*
928                          * noflush suspend was interrupted or this is
929                          * a write to a zoned target.
930                          */
931                         io->status = BLK_STS_IOERR;
932                 }
933                 spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
934         }
935
936         if (requeued)
937                 dm_kick_requeue(md, first_stage);
938
939         return requeued;
940 }
941
942 static void __dm_io_complete(struct dm_io *io, bool first_stage)
943 {
944         struct bio *bio = io->orig_bio;
945         struct mapped_device *md = io->md;
946         blk_status_t io_error;
947         bool requeued;
948
949         requeued = dm_handle_requeue(io, first_stage);
950         if (requeued && first_stage)
951                 return;
952
953         io_error = io->status;
954         if (dm_io_flagged(io, DM_IO_ACCOUNTED))
955                 dm_end_io_acct(io);
956         else if (!io_error) {
957                 /*
958                  * Must handle target that DM_MAPIO_SUBMITTED only to
959                  * then bio_endio() rather than dm_submit_bio_remap()
960                  */
961                 __dm_start_io_acct(io);
962                 dm_end_io_acct(io);
963         }
964         free_io(io);
965         smp_wmb();
966         this_cpu_dec(*md->pending_io);
967
968         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
969         if (unlikely(wq_has_sleeper(&md->wait)))
970                 wake_up(&md->wait);
971
972         /* Return early if the original bio was requeued */
973         if (requeued)
974                 return;
975
976         if (bio_is_flush_with_data(bio)) {
977                 /*
978                  * Preflush done for flush with data, reissue
979                  * without REQ_PREFLUSH.
980                  */
981                 bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
982                 queue_io(md, bio);
983         } else {
984                 /* done with normal IO or empty flush */
985                 if (io_error)
986                         bio->bi_status = io_error;
987                 bio_endio(bio);
988         }
989 }
990
991 static void dm_wq_requeue_work(struct work_struct *work)
992 {
993         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
994                                                 requeue_work);
995         unsigned long flags;
996         struct dm_io *io;
997
998         /* reuse deferred lock to simplify dm_handle_requeue */
999         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
1000         io = md->requeue_list;
1001         md->requeue_list = NULL;
1002         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
1003
1004         while (io) {
1005                 struct dm_io *next = io->next;
1006
1007                 dm_io_rewind(io, &md->disk->bio_split);
1008
1009                 io->next = NULL;
1010                 __dm_io_complete(io, false);
1011                 io = next;
1012                 cond_resched();
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Two staged requeue:
1018  *
1019  * 1) io->orig_bio points to the real original bio, and the part mapped to
1020  *    this io must be requeued, instead of other parts of the original bio.
1021  *
1022  * 2) io->orig_bio points to new cloned bio which matches the requeued dm_io.
1023  */
1024 static void dm_io_complete(struct dm_io *io)
1025 {
1026         bool first_requeue;
1027
1028         /*
1029          * Only dm_io that has been split needs two stage requeue, otherwise
1030          * we may run into long bio clone chain during suspend and OOM could
1031          * be triggered.
1032          *
1033          * Also flush data dm_io won't be marked as DM_IO_WAS_SPLIT, so they
1034          * also aren't handled via the first stage requeue.
1035          */
1036         if (dm_io_flagged(io, DM_IO_WAS_SPLIT))
1037                 first_requeue = true;
1038         else
1039                 first_requeue = false;
1040
1041         __dm_io_complete(io, first_requeue);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
1046  * cloned into, completing the original io if necc.
1047  */
1048 static inline void __dm_io_dec_pending(struct dm_io *io)
1049 {
1050         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count))
1051                 dm_io_complete(io);
1052 }
1053
1054 static void dm_io_set_error(struct dm_io *io, blk_status_t error)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057
1058         /* Push-back supersedes any I/O errors */
1059         spin_lock_irqsave(&io->lock, flags);
1060         if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE &&
1061               __noflush_suspending(io->md))) {
1062                 io->status = error;
1063         }
1064         spin_unlock_irqrestore(&io->lock, flags);
1065 }
1066
1067 static void dm_io_dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
1068 {
1069         if (unlikely(error))
1070                 dm_io_set_error(io, error);
1071
1072         __dm_io_dec_pending(io);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
1077  * count on 'md'. But _not_ imposing verification to avoid atomic_read(),
1078  */
1079 static inline struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
1080 {
1081         return &md->queue->limits;
1082 }
1083
1084 void disable_discard(struct mapped_device *md)
1085 {
1086         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
1087
1088         /* device doesn't really support DISCARD, disable it */
1089         limits->max_discard_sectors = 0;
1090 }
1091
1092 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
1093 {
1094         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
1095
1096         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
1097         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
1098 }
1099
1100 static bool swap_bios_limit(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
1101 {
1102         return unlikely((bio->bi_opf & REQ_SWAP) != 0) && unlikely(ti->limit_swap_bios);
1103 }
1104
1105 static void clone_endio(struct bio *bio)
1106 {
1107         blk_status_t error = bio->bi_status;
1108         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(bio);
1109         struct dm_target *ti = tio->ti;
1110         dm_endio_fn endio = ti->type->end_io;
1111         struct dm_io *io = tio->io;
1112         struct mapped_device *md = io->md;
1113
1114         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET)) {
1115                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD &&
1116                     !bdev_max_discard_sectors(bio->bi_bdev))
1117                         disable_discard(md);
1118                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
1119                          !bdev_write_zeroes_sectors(bio->bi_bdev))
1120                         disable_write_zeroes(md);
1121         }
1122
1123         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled) &&
1124             unlikely(bdev_is_zoned(bio->bi_bdev)))
1125                 dm_zone_endio(io, bio);
1126
1127         if (endio) {
1128                 int r = endio(ti, bio, &error);
1129
1130                 switch (r) {
1131                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
1132                         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled)) {
1133                                 /*
1134                                  * Requeuing writes to a sequential zone of a zoned
1135                                  * target will break the sequential write pattern:
1136                                  * fail such IO.
1137                                  */
1138                                 if (WARN_ON_ONCE(dm_is_zone_write(md, bio)))
1139                                         error = BLK_STS_IOERR;
1140                                 else
1141                                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1142                         } else
1143                                 error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1144                         fallthrough;
1145                 case DM_ENDIO_DONE:
1146                         break;
1147                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
1148                         /* The target will handle the io */
1149                         return;
1150                 default:
1151                         DMCRIT("unimplemented target endio return value: %d", r);
1152                         BUG();
1153                 }
1154         }
1155
1156         if (static_branch_unlikely(&swap_bios_enabled) &&
1157             unlikely(swap_bios_limit(ti, bio)))
1158                 up(&md->swap_bios_semaphore);
1159
1160         free_tio(bio);
1161         dm_io_dec_pending(io, error);
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1166  * target boundary.
1167  */
1168 static inline sector_t max_io_len_target_boundary(struct dm_target *ti,
1169                                                   sector_t target_offset)
1170 {
1171         return ti->len - target_offset;
1172 }
1173
1174 static sector_t __max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t sector,
1175                              unsigned int max_granularity)
1176 {
1177         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1178         sector_t len = max_io_len_target_boundary(ti, target_offset);
1179
1180         /*
1181          * Does the target need to split IO even further?
1182          * - varied (per target) IO splitting is a tenet of DM; this
1183          *   explains why stacked chunk_sectors based splitting via
1184          *   bio_split_to_limits() isn't possible here.
1185          */
1186         if (!max_granularity)
1187                 return len;
1188         return min_t(sector_t, len,
1189                 min(queue_max_sectors(ti->table->md->queue),
1190                     blk_chunk_sectors_left(target_offset, max_granularity)));
1191 }
1192
1193 static inline sector_t max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t sector)
1194 {
1195         return __max_io_len(ti, sector, ti->max_io_len);
1196 }
1197
1198 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1199 {
1200         if (len > UINT_MAX) {
1201                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1202                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1203                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1204                 return -EINVAL;
1205         }
1206
1207         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1208
1209         return 0;
1210 }
1211 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1212
1213 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1214                                                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1215         __acquires(md->io_barrier)
1216 {
1217         struct dm_table *map;
1218         struct dm_target *ti;
1219
1220         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1221         if (!map)
1222                 return NULL;
1223
1224         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1225         if (!ti)
1226                 return NULL;
1227
1228         return ti;
1229 }
1230
1231 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1232                 long nr_pages, enum dax_access_mode mode, void **kaddr,
1233                 pfn_t *pfn)
1234 {
1235         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1236         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1237         struct dm_target *ti;
1238         long len, ret = -EIO;
1239         int srcu_idx;
1240
1241         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1242
1243         if (!ti)
1244                 goto out;
1245         if (!ti->type->direct_access)
1246                 goto out;
1247         len = max_io_len(ti, sector) / PAGE_SECTORS;
1248         if (len < 1)
1249                 goto out;
1250         nr_pages = min(len, nr_pages);
1251         ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, mode, kaddr, pfn);
1252
1253  out:
1254         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1255
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 static int dm_dax_zero_page_range(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1260                                   size_t nr_pages)
1261 {
1262         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1263         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1264         struct dm_target *ti;
1265         int ret = -EIO;
1266         int srcu_idx;
1267
1268         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1269
1270         if (!ti)
1271                 goto out;
1272         if (WARN_ON(!ti->type->dax_zero_page_range)) {
1273                 /*
1274                  * ->zero_page_range() is mandatory dax operation. If we are
1275                  *  here, something is wrong.
1276                  */
1277                 goto out;
1278         }
1279         ret = ti->type->dax_zero_page_range(ti, pgoff, nr_pages);
1280  out:
1281         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1282
1283         return ret;
1284 }
1285
1286 static size_t dm_dax_recovery_write(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1287                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1288 {
1289         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1290         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1291         struct dm_target *ti;
1292         int srcu_idx;
1293         long ret = 0;
1294
1295         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1296         if (!ti || !ti->type->dax_recovery_write)
1297                 goto out;
1298
1299         ret = ti->type->dax_recovery_write(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1300 out:
1301         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1307  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH, REQ_OP_ZONE_* zone management
1308  * operations, REQ_OP_ZONE_APPEND (zone append writes) and any bio serviced by
1309  * __send_duplicate_bios().
1310  *
1311  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1312  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1313  * sent in a next bio.
1314  *
1315  * A diagram that explains the arithmetics:
1316  * +--------------------+---------------+-------+
1317  * |         1          |       2       |   3   |
1318  * +--------------------+---------------+-------+
1319  *
1320  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1321  *                      <----- bio_sectors ----->
1322  *                      <-- n_sectors -->
1323  *
1324  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1325  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1326  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1327  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1328  *       to make it empty)
1329  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1330  *
1331  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1332  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1333  * copies of the bio.
1334  */
1335 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned int n_sectors)
1336 {
1337         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(bio);
1338         struct dm_io *io = tio->io;
1339         unsigned int bio_sectors = bio_sectors(bio);
1340
1341         BUG_ON(dm_tio_flagged(tio, DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO));
1342         BUG_ON(op_is_zone_mgmt(bio_op(bio)));
1343         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND);
1344         BUG_ON(bio_sectors > *tio->len_ptr);
1345         BUG_ON(n_sectors > bio_sectors);
1346
1347         *tio->len_ptr -= bio_sectors - n_sectors;
1348         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1349
1350         /*
1351          * __split_and_process_bio() may have already saved mapped part
1352          * for accounting but it is being reduced so update accordingly.
1353          */
1354         dm_io_set_flag(io, DM_IO_WAS_SPLIT);
1355         io->sectors = n_sectors;
1356         io->sector_offset = bio_sectors(io->orig_bio);
1357 }
1358 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1359
1360 /*
1361  * @clone: clone bio that DM core passed to target's .map function
1362  * @tgt_clone: clone of @clone bio that target needs submitted
1363  *
1364  * Targets should use this interface to submit bios they take
1365  * ownership of when returning DM_MAPIO_SUBMITTED.
1366  *
1367  * Target should also enable ti->accounts_remapped_io
1368  */
1369 void dm_submit_bio_remap(struct bio *clone, struct bio *tgt_clone)
1370 {
1371         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(clone);
1372         struct dm_io *io = tio->io;
1373
1374         /* establish bio that will get submitted */
1375         if (!tgt_clone)
1376                 tgt_clone = clone;
1377
1378         /*
1379          * Account io->origin_bio to DM dev on behalf of target
1380          * that took ownership of IO with DM_MAPIO_SUBMITTED.
1381          */
1382         dm_start_io_acct(io, clone);
1383
1384         trace_block_bio_remap(tgt_clone, disk_devt(io->md->disk),
1385                               tio->old_sector);
1386         submit_bio_noacct(tgt_clone);
1387 }
1388 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_submit_bio_remap);
1389
1390 static noinline void __set_swap_bios_limit(struct mapped_device *md, int latch)
1391 {
1392         mutex_lock(&md->swap_bios_lock);
1393         while (latch < md->swap_bios) {
1394                 cond_resched();
1395                 down(&md->swap_bios_semaphore);
1396                 md->swap_bios--;
1397         }
1398         while (latch > md->swap_bios) {
1399                 cond_resched();
1400                 up(&md->swap_bios_semaphore);
1401                 md->swap_bios++;
1402         }
1403         mutex_unlock(&md->swap_bios_lock);
1404 }
1405
1406 static void __map_bio(struct bio *clone)
1407 {
1408         struct dm_target_io *tio = clone_to_tio(clone);
1409         struct dm_target *ti = tio->ti;
1410         struct dm_io *io = tio->io;
1411         struct mapped_device *md = io->md;
1412         int r;
1413
1414         clone->bi_end_io = clone_endio;
1415
1416         /*
1417          * Map the clone.
1418          */
1419         tio->old_sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1420
1421         if (static_branch_unlikely(&swap_bios_enabled) &&
1422             unlikely(swap_bios_limit(ti, clone))) {
1423                 int latch = get_swap_bios();
1424
1425                 if (unlikely(latch != md->swap_bios))
1426                         __set_swap_bios_limit(md, latch);
1427                 down(&md->swap_bios_semaphore);
1428         }
1429
1430         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled)) {
1431                 /*
1432                  * Check if the IO needs a special mapping due to zone append
1433                  * emulation on zoned target. In this case, dm_zone_map_bio()
1434                  * calls the target map operation.
1435                  */
1436                 if (unlikely(dm_emulate_zone_append(md)))
1437                         r = dm_zone_map_bio(tio);
1438                 else
1439                         r = ti->type->map(ti, clone);
1440         } else
1441                 r = ti->type->map(ti, clone);
1442
1443         switch (r) {
1444         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1445                 /* target has assumed ownership of this io */
1446                 if (!ti->accounts_remapped_io)
1447                         dm_start_io_acct(io, clone);
1448                 break;
1449         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1450                 dm_submit_bio_remap(clone, NULL);
1451                 break;
1452         case DM_MAPIO_KILL:
1453         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1454                 if (static_branch_unlikely(&swap_bios_enabled) &&
1455                     unlikely(swap_bios_limit(ti, clone)))
1456                         up(&md->swap_bios_semaphore);
1457                 free_tio(clone);
1458                 if (r == DM_MAPIO_KILL)
1459                         dm_io_dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1460                 else
1461                         dm_io_dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1462                 break;
1463         default:
1464                 DMCRIT("unimplemented target map return value: %d", r);
1465                 BUG();
1466         }
1467 }
1468
1469 static void setup_split_accounting(struct clone_info *ci, unsigned int len)
1470 {
1471         struct dm_io *io = ci->io;
1472
1473         if (ci->sector_count > len) {
1474                 /*
1475                  * Split needed, save the mapped part for accounting.
1476                  * NOTE: dm_accept_partial_bio() will update accordingly.
1477                  */
1478                 dm_io_set_flag(io, DM_IO_WAS_SPLIT);
1479                 io->sectors = len;
1480                 io->sector_offset = bio_sectors(ci->bio);
1481         }
1482 }
1483
1484 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1485                                 struct dm_target *ti, unsigned int num_bios,
1486                                 unsigned *len)
1487 {
1488         struct bio *bio;
1489         int try;
1490
1491         for (try = 0; try < 2; try++) {
1492                 int bio_nr;
1493
1494                 if (try)
1495                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1496                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1497                         bio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, len,
1498                                         try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1499                         if (!bio)
1500                                 break;
1501
1502                         bio_list_add(blist, bio);
1503                 }
1504                 if (try)
1505                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1506                 if (bio_nr == num_bios)
1507                         return;
1508
1509                 while ((bio = bio_list_pop(blist)))
1510                         free_tio(bio);
1511         }
1512 }
1513
1514 static int __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1515                                  unsigned int num_bios, unsigned int *len)
1516 {
1517         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1518         struct bio *clone;
1519         unsigned int ret = 0;
1520
1521         switch (num_bios) {
1522         case 0:
1523                 break;
1524         case 1:
1525                 if (len)
1526                         setup_split_accounting(ci, *len);
1527                 clone = alloc_tio(ci, ti, 0, len, GFP_NOIO);
1528                 __map_bio(clone);
1529                 ret = 1;
1530                 break;
1531         default:
1532                 if (len)
1533                         setup_split_accounting(ci, *len);
1534                 /* dm_accept_partial_bio() is not supported with shared tio->len_ptr */
1535                 alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios, len);
1536                 while ((clone = bio_list_pop(&blist))) {
1537                         dm_tio_set_flag(clone_to_tio(clone), DM_TIO_IS_DUPLICATE_BIO);
1538                         __map_bio(clone);
1539                         ret += 1;
1540                 }
1541                 break;
1542         }
1543
1544         return ret;
1545 }
1546
1547 static void __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1548 {
1549         struct dm_table *t = ci->map;
1550         struct bio flush_bio;
1551
1552         /*
1553          * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1554          * need to reference it after submit. It's just used as
1555          * the basis for the clone(s).
1556          */
1557         bio_init(&flush_bio, ci->io->md->disk->part0, NULL, 0,
1558                  REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC);
1559
1560         ci->bio = &flush_bio;
1561         ci->sector_count = 0;
1562         ci->io->tio.clone.bi_iter.bi_size = 0;
1563
1564         for (unsigned int i = 0; i < t->num_targets; i++) {
1565                 unsigned int bios;
1566                 struct dm_target *ti = dm_table_get_target(t, i);
1567
1568                 atomic_add(ti->num_flush_bios, &ci->io->io_count);
1569                 bios = __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1570                 atomic_sub(ti->num_flush_bios - bios, &ci->io->io_count);
1571         }
1572
1573         /*
1574          * alloc_io() takes one extra reference for submission, so the
1575          * reference won't reach 0 without the following subtraction
1576          */
1577         atomic_sub(1, &ci->io->io_count);
1578
1579         bio_uninit(ci->bio);
1580 }
1581
1582 static void __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1583                                         unsigned int num_bios,
1584                                         unsigned int max_granularity)
1585 {
1586         unsigned int len, bios;
1587
1588         len = min_t(sector_t, ci->sector_count,
1589                     __max_io_len(ti, ci->sector, max_granularity));
1590
1591         atomic_add(num_bios, &ci->io->io_count);
1592         bios = __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1593         /*
1594          * alloc_io() takes one extra reference for submission, so the
1595          * reference won't reach 0 without the following (+1) subtraction
1596          */
1597         atomic_sub(num_bios - bios + 1, &ci->io->io_count);
1598
1599         ci->sector += len;
1600         ci->sector_count -= len;
1601 }
1602
1603 static bool is_abnormal_io(struct bio *bio)
1604 {
1605         enum req_op op = bio_op(bio);
1606
1607         if (op != REQ_OP_READ && op != REQ_OP_WRITE && op != REQ_OP_FLUSH) {
1608                 switch (op) {
1609                 case REQ_OP_DISCARD:
1610                 case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1611                 case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1612                         return true;
1613                 default:
1614                         break;
1615                 }
1616         }
1617
1618         return false;
1619 }
1620
1621 static blk_status_t __process_abnormal_io(struct clone_info *ci,
1622                                           struct dm_target *ti)
1623 {
1624         unsigned int num_bios = 0;
1625         unsigned int max_granularity = 0;
1626         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(ti->table->md);
1627
1628         switch (bio_op(ci->bio)) {
1629         case REQ_OP_DISCARD:
1630                 num_bios = ti->num_discard_bios;
1631                 if (ti->max_discard_granularity)
1632                         max_granularity = limits->max_discard_sectors;
1633                 break;
1634         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1635                 num_bios = ti->num_secure_erase_bios;
1636                 if (ti->max_secure_erase_granularity)
1637                         max_granularity = limits->max_secure_erase_sectors;
1638                 break;
1639         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1640                 num_bios = ti->num_write_zeroes_bios;
1641                 if (ti->max_write_zeroes_granularity)
1642                         max_granularity = limits->max_write_zeroes_sectors;
1643                 break;
1644         default:
1645                 break;
1646         }
1647
1648         /*
1649          * Even though the device advertised support for this type of
1650          * request, that does not mean every target supports it, and
1651          * reconfiguration might also have changed that since the
1652          * check was performed.
1653          */
1654         if (unlikely(!num_bios))
1655                 return BLK_STS_NOTSUPP;
1656
1657         __send_changing_extent_only(ci, ti, num_bios, max_granularity);
1658         return BLK_STS_OK;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Reuse ->bi_private as dm_io list head for storing all dm_io instances
1663  * associated with this bio, and this bio's bi_private needs to be
1664  * stored in dm_io->data before the reuse.
1665  *
1666  * bio->bi_private is owned by fs or upper layer, so block layer won't
1667  * touch it after splitting. Meantime it won't be changed by anyone after
1668  * bio is submitted. So this reuse is safe.
1669  */
1670 static inline struct dm_io **dm_poll_list_head(struct bio *bio)
1671 {
1672         return (struct dm_io **)&bio->bi_private;
1673 }
1674
1675 static void dm_queue_poll_io(struct bio *bio, struct dm_io *io)
1676 {
1677         struct dm_io **head = dm_poll_list_head(bio);
1678
1679         if (!(bio->bi_opf & REQ_DM_POLL_LIST)) {
1680                 bio->bi_opf |= REQ_DM_POLL_LIST;
1681                 /*
1682                  * Save .bi_private into dm_io, so that we can reuse
1683                  * .bi_private as dm_io list head for storing dm_io list
1684                  */
1685                 io->data = bio->bi_private;
1686
1687                 /* tell block layer to poll for completion */
1688                 bio->bi_cookie = ~BLK_QC_T_NONE;
1689
1690                 io->next = NULL;
1691         } else {
1692                 /*
1693                  * bio recursed due to split, reuse original poll list,
1694                  * and save bio->bi_private too.
1695                  */
1696                 io->data = (*head)->data;
1697                 io->next = *head;
1698         }
1699
1700         *head = io;
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1705  */
1706 static blk_status_t __split_and_process_bio(struct clone_info *ci)
1707 {
1708         struct bio *clone;
1709         struct dm_target *ti;
1710         unsigned int len;
1711
1712         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1713         if (unlikely(!ti))
1714                 return BLK_STS_IOERR;
1715
1716         if (unlikely((ci->bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) != 0) &&
1717             unlikely(!dm_target_supports_nowait(ti->type)))
1718                 return BLK_STS_NOTSUPP;
1719
1720         if (unlikely(ci->is_abnormal_io))
1721                 return __process_abnormal_io(ci, ti);
1722
1723         /*
1724          * Only support bio polling for normal IO, and the target io is
1725          * exactly inside the dm_io instance (verified in dm_poll_dm_io)
1726          */
1727         ci->submit_as_polled = !!(ci->bio->bi_opf & REQ_POLLED);
1728
1729         len = min_t(sector_t, max_io_len(ti, ci->sector), ci->sector_count);
1730         setup_split_accounting(ci, len);
1731         clone = alloc_tio(ci, ti, 0, &len, GFP_NOIO);
1732         __map_bio(clone);
1733
1734         ci->sector += len;
1735         ci->sector_count -= len;
1736
1737         return BLK_STS_OK;
1738 }
1739
1740 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1741                             struct dm_table *map, struct bio *bio, bool is_abnormal)
1742 {
1743         ci->map = map;
1744         ci->io = alloc_io(md, bio);
1745         ci->bio = bio;
1746         ci->is_abnormal_io = is_abnormal;
1747         ci->submit_as_polled = false;
1748         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1749         ci->sector_count = bio_sectors(bio);
1750
1751         /* Shouldn't happen but sector_count was being set to 0 so... */
1752         if (static_branch_unlikely(&zoned_enabled) &&
1753             WARN_ON_ONCE(op_is_zone_mgmt(bio_op(bio)) && ci->sector_count))
1754                 ci->sector_count = 0;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1759  */
1760 static void dm_split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1761                                      struct dm_table *map, struct bio *bio)
1762 {
1763         struct clone_info ci;
1764         struct dm_io *io;
1765         blk_status_t error = BLK_STS_OK;
1766         bool is_abnormal;
1767
1768         is_abnormal = is_abnormal_io(bio);
1769         if (unlikely(is_abnormal)) {
1770                 /*
1771                  * Use bio_split_to_limits() for abnormal IO (e.g. discard, etc)
1772                  * otherwise associated queue_limits won't be imposed.
1773                  */
1774                 bio = bio_split_to_limits(bio);
1775                 if (!bio)
1776                         return;
1777         }
1778
1779         init_clone_info(&ci, md, map, bio, is_abnormal);
1780         io = ci.io;
1781
1782         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1783                 __send_empty_flush(&ci);
1784                 /* dm_io_complete submits any data associated with flush */
1785                 goto out;
1786         }
1787
1788         error = __split_and_process_bio(&ci);
1789         if (error || !ci.sector_count)
1790                 goto out;
1791         /*
1792          * Remainder must be passed to submit_bio_noacct() so it gets handled
1793          * *after* bios already submitted have been completely processed.
1794          */
1795         bio_trim(bio, io->sectors, ci.sector_count);
1796         trace_block_split(bio, bio->bi_iter.bi_sector);
1797         bio_inc_remaining(bio);
1798         submit_bio_noacct(bio);
1799 out:
1800         /*
1801          * Drop the extra reference count for non-POLLED bio, and hold one
1802          * reference for POLLED bio, which will be released in dm_poll_bio
1803          *
1804          * Add every dm_io instance into the dm_io list head which is stored
1805          * in bio->bi_private, so that dm_poll_bio can poll them all.
1806          */
1807         if (error || !ci.submit_as_polled) {
1808                 /*
1809                  * In case of submission failure, the extra reference for
1810                  * submitting io isn't consumed yet
1811                  */
1812                 if (error)
1813                         atomic_dec(&io->io_count);
1814                 dm_io_dec_pending(io, error);
1815         } else
1816                 dm_queue_poll_io(bio, io);
1817 }
1818
1819 static void dm_submit_bio(struct bio *bio)
1820 {
1821         struct mapped_device *md = bio->bi_bdev->bd_disk->private_data;
1822         int srcu_idx;
1823         struct dm_table *map;
1824         blk_opf_t bio_opf = bio->bi_opf;
1825
1826         map = dm_get_live_table_bio(md, &srcu_idx, bio_opf);
1827
1828         /* If suspended, or map not yet available, queue this IO for later */
1829         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) ||
1830             unlikely(!map)) {
1831                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1832                         bio_wouldblock_error(bio);
1833                 else if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1834                         bio_io_error(bio);
1835                 else
1836                         queue_io(md, bio);
1837                 goto out;
1838         }
1839
1840         dm_split_and_process_bio(md, map, bio);
1841 out:
1842         dm_put_live_table_bio(md, srcu_idx, bio_opf);
1843 }
1844
1845 static bool dm_poll_dm_io(struct dm_io *io, struct io_comp_batch *iob,
1846                           unsigned int flags)
1847 {
1848         WARN_ON_ONCE(!dm_tio_is_normal(&io->tio));
1849
1850         /* don't poll if the mapped io is done */
1851         if (atomic_read(&io->io_count) > 1)
1852                 bio_poll(&io->tio.clone, iob, flags);
1853
1854         /* bio_poll holds the last reference */
1855         return atomic_read(&io->io_count) == 1;
1856 }
1857
1858 static int dm_poll_bio(struct bio *bio, struct io_comp_batch *iob,
1859                        unsigned int flags)
1860 {
1861         struct dm_io **head = dm_poll_list_head(bio);
1862         struct dm_io *list = *head;
1863         struct dm_io *tmp = NULL;
1864         struct dm_io *curr, *next;
1865
1866         /* Only poll normal bio which was marked as REQ_DM_POLL_LIST */
1867         if (!(bio->bi_opf & REQ_DM_POLL_LIST))
1868                 return 0;
1869
1870         WARN_ON_ONCE(!list);
1871
1872         /*
1873          * Restore .bi_private before possibly completing dm_io.
1874          *
1875          * bio_poll() is only possible once @bio has been completely
1876          * submitted via submit_bio_noacct()'s depth-first submission.
1877          * So there is no dm_queue_poll_io() race associated with
1878          * clearing REQ_DM_POLL_LIST here.
1879          */
1880         bio->bi_opf &= ~REQ_DM_POLL_LIST;
1881         bio->bi_private = list->data;
1882
1883         for (curr = list, next = curr->next; curr; curr = next, next =
1884                         curr ? curr->next : NULL) {
1885                 if (dm_poll_dm_io(curr, iob, flags)) {
1886                         /*
1887                          * clone_endio() has already occurred, so no
1888                          * error handling is needed here.
1889                          */
1890                         __dm_io_dec_pending(curr);
1891                 } else {
1892                         curr->next = tmp;
1893                         tmp = curr;
1894                 }
1895         }
1896
1897         /* Not done? */
1898         if (tmp) {
1899                 bio->bi_opf |= REQ_DM_POLL_LIST;
1900                 /* Reset bio->bi_private to dm_io list head */
1901                 *head = tmp;
1902                 return 0;
1903         }
1904         return 1;
1905 }
1906
1907 /*
1908  *---------------------------------------------------------------
1909  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1910  *---------------------------------------------------------------
1911  */
1912 static void free_minor(int minor)
1913 {
1914         spin_lock(&_minor_lock);
1915         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1916         spin_unlock(&_minor_lock);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * See if the device with a specific minor # is free.
1921  */
1922 static int specific_minor(int minor)
1923 {
1924         int r;
1925
1926         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1927                 return -EINVAL;
1928
1929         idr_preload(GFP_KERNEL);
1930         spin_lock(&_minor_lock);
1931
1932         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1933
1934         spin_unlock(&_minor_lock);
1935         idr_preload_end();
1936         if (r < 0)
1937                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1938         return 0;
1939 }
1940
1941 static int next_free_minor(int *minor)
1942 {
1943         int r;
1944
1945         idr_preload(GFP_KERNEL);
1946         spin_lock(&_minor_lock);
1947
1948         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1949
1950         spin_unlock(&_minor_lock);
1951         idr_preload_end();
1952         if (r < 0)
1953                 return r;
1954         *minor = r;
1955         return 0;
1956 }
1957
1958 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1959 static const struct block_device_operations dm_rq_blk_dops;
1960 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1961
1962 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1963
1964 #ifdef CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION
1965 static void dm_queue_destroy_crypto_profile(struct request_queue *q)
1966 {
1967         dm_destroy_crypto_profile(q->crypto_profile);
1968 }
1969
1970 #else /* CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION */
1971
1972 static inline void dm_queue_destroy_crypto_profile(struct request_queue *q)
1973 {
1974 }
1975 #endif /* !CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION */
1976
1977 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1978 {
1979         if (md->wq)
1980                 destroy_workqueue(md->wq);
1981         dm_free_md_mempools(md->mempools);
1982
1983         if (md->dax_dev) {
1984                 dax_remove_host(md->disk);
1985                 kill_dax(md->dax_dev);
1986                 put_dax(md->dax_dev);
1987                 md->dax_dev = NULL;
1988         }
1989
1990         dm_cleanup_zoned_dev(md);
1991         if (md->disk) {
1992                 spin_lock(&_minor_lock);
1993                 md->disk->private_data = NULL;
1994                 spin_unlock(&_minor_lock);
1995                 if (dm_get_md_type(md) != DM_TYPE_NONE) {
1996                         struct table_device *td;
1997
1998                         dm_sysfs_exit(md);
1999                         list_for_each_entry(td, &md->table_devices, list) {
2000                                 bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev,
2001                                                       md->disk);
2002                         }
2003
2004                         /*
2005                          * Hold lock to make sure del_gendisk() won't concurrent
2006                          * with open/close_table_device().
2007                          */
2008                         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
2009                         del_gendisk(md->disk);
2010                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
2011                 }
2012                 dm_queue_destroy_crypto_profile(md->queue);
2013                 put_disk(md->disk);
2014         }
2015
2016         if (md->pending_io) {
2017                 free_percpu(md->pending_io);
2018                 md->pending_io = NULL;
2019         }
2020
2021         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
2022
2023         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
2024         mutex_destroy(&md->type_lock);
2025         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
2026         mutex_destroy(&md->swap_bios_lock);
2027
2028         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
2033  */
2034 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
2035 {
2036         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
2037         struct mapped_device *md;
2038         void *old_md;
2039
2040         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
2041         if (!md) {
2042                 DMERR("unable to allocate device, out of memory.");
2043                 return NULL;
2044         }
2045
2046         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
2047                 goto bad_module_get;
2048
2049         /* get a minor number for the dev */
2050         if (minor == DM_ANY_MINOR)
2051                 r = next_free_minor(&minor);
2052         else
2053                 r = specific_minor(minor);
2054         if (r < 0)
2055                 goto bad_minor;
2056
2057         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
2058         if (r < 0)
2059                 goto bad_io_barrier;
2060
2061         md->numa_node_id = numa_node_id;
2062         md->init_tio_pdu = false;
2063         md->type = DM_TYPE_NONE;
2064         mutex_init(&md->suspend_lock);
2065         mutex_init(&md->type_lock);
2066         mutex_init(&md->table_devices_lock);
2067         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
2068         atomic_set(&md->holders, 1);
2069         atomic_set(&md->open_count, 0);
2070         atomic_set(&md->event_nr, 0);
2071         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
2072         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
2073         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
2074         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
2075
2076         /*
2077          * default to bio-based until DM table is loaded and md->type
2078          * established. If request-based table is loaded: blk-mq will
2079          * override accordingly.
2080          */
2081         md->disk = blk_alloc_disk(md->numa_node_id);
2082         if (!md->disk)
2083                 goto bad;
2084         md->queue = md->disk->queue;
2085
2086         init_waitqueue_head(&md->wait);
2087         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
2088         INIT_WORK(&md->requeue_work, dm_wq_requeue_work);
2089         init_waitqueue_head(&md->eventq);
2090         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
2091
2092         md->requeue_list = NULL;
2093         md->swap_bios = get_swap_bios();
2094         sema_init(&md->swap_bios_semaphore, md->swap_bios);
2095         mutex_init(&md->swap_bios_lock);
2096
2097         md->disk->major = _major;
2098         md->disk->first_minor = minor;
2099         md->disk->minors = 1;
2100         md->disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART;
2101         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
2102         md->disk->private_data = md;
2103         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
2104
2105         if (IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX)) {
2106                 md->dax_dev = alloc_dax(md, &dm_dax_ops);
2107                 if (IS_ERR(md->dax_dev)) {
2108                         md->dax_dev = NULL;
2109                         goto bad;
2110                 }
2111                 set_dax_nocache(md->dax_dev);
2112                 set_dax_nomc(md->dax_dev);
2113                 if (dax_add_host(md->dax_dev, md->disk))
2114                         goto bad;
2115         }
2116
2117         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
2118
2119         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush/%s", WQ_MEM_RECLAIM, 0, md->name);
2120         if (!md->wq)
2121                 goto bad;
2122
2123         md->pending_io = alloc_percpu(unsigned long);
2124         if (!md->pending_io)
2125                 goto bad;
2126
2127         r = dm_stats_init(&md->stats);
2128         if (r < 0)
2129                 goto bad;
2130
2131         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
2132         spin_lock(&_minor_lock);
2133         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
2134         spin_unlock(&_minor_lock);
2135
2136         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
2137
2138         return md;
2139
2140 bad:
2141         cleanup_mapped_device(md);
2142 bad_io_barrier:
2143         free_minor(minor);
2144 bad_minor:
2145         module_put(THIS_MODULE);
2146 bad_module_get:
2147         kvfree(md);
2148         return NULL;
2149 }
2150
2151 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
2152
2153 static void free_dev(struct mapped_device *md)
2154 {
2155         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
2156
2157         unlock_fs(md);
2158
2159         cleanup_mapped_device(md);
2160
2161         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&md->table_devices));
2162         dm_stats_cleanup(&md->stats);
2163         free_minor(minor);
2164
2165         module_put(THIS_MODULE);
2166         kvfree(md);
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Bind a table to the device.
2171  */
2172 static void event_callback(void *context)
2173 {
2174         unsigned long flags;
2175         LIST_HEAD(uevents);
2176         struct mapped_device *md = context;
2177
2178         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2179         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2180         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2181
2182         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2183
2184         atomic_inc(&md->event_nr);
2185         wake_up(&md->eventq);
2186         dm_issue_global_event();
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Returns old map, which caller must destroy.
2191  */
2192 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2193                                struct queue_limits *limits)
2194 {
2195         struct dm_table *old_map;
2196         sector_t size;
2197         int ret;
2198
2199         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2200
2201         size = dm_table_get_size(t);
2202
2203         /*
2204          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2205          */
2206         if (size != dm_get_size(md))
2207                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2208
2209         set_capacity(md->disk, size);
2210
2211         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2212
2213         if (dm_table_request_based(t)) {
2214                 /*
2215                  * Leverage the fact that request-based DM targets are
2216                  * immutable singletons - used to optimize dm_mq_queue_rq.
2217                  */
2218                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2219
2220                 /*
2221                  * There is no need to reload with request-based dm because the
2222                  * size of front_pad doesn't change.
2223                  *
2224                  * Note for future: If you are to reload bioset, prep-ed
2225                  * requests in the queue may refer to bio from the old bioset,
2226                  * so you must walk through the queue to unprep.
2227                  */
2228                 if (!md->mempools) {
2229                         md->mempools = t->mempools;
2230                         t->mempools = NULL;
2231                 }
2232         } else {
2233                 /*
2234                  * The md may already have mempools that need changing.
2235                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
2236                  * because a different table was loaded.
2237                  */
2238                 dm_free_md_mempools(md->mempools);
2239                 md->mempools = t->mempools;
2240                 t->mempools = NULL;
2241         }
2242
2243         ret = dm_table_set_restrictions(t, md->queue, limits);
2244         if (ret) {
2245                 old_map = ERR_PTR(ret);
2246                 goto out;
2247         }
2248
2249         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2250         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2251         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2252
2253         if (old_map)
2254                 dm_sync_table(md);
2255 out:
2256         return old_map;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Returns unbound table for the caller to free.
2261  */
2262 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2263 {
2264         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2265
2266         if (!map)
2267                 return NULL;
2268
2269         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2270         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2271         dm_sync_table(md);
2272
2273         return map;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Constructor for a new device.
2278  */
2279 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2280 {
2281         struct mapped_device *md;
2282
2283         md = alloc_dev(minor);
2284         if (!md)
2285                 return -ENXIO;
2286
2287         dm_ima_reset_data(md);
2288
2289         *result = md;
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Functions to manage md->type.
2295  * All are required to hold md->type_lock.
2296  */
2297 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2298 {
2299         mutex_lock(&md->type_lock);
2300 }
2301
2302 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2303 {
2304         mutex_unlock(&md->type_lock);
2305 }
2306
2307 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2308 {
2309         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2310         md->type = type;
2311 }
2312
2313 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2314 {
2315         return md->type;
2316 }
2317
2318 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2319 {
2320         return md->immutable_target_type;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Setup the DM device's queue based on md's type
2325  */
2326 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2327 {
2328         enum dm_queue_mode type = dm_table_get_type(t);
2329         struct queue_limits limits;
2330         struct table_device *td;
2331         int r;
2332
2333         switch (type) {
2334         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2335                 md->disk->fops = &dm_rq_blk_dops;
2336                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2337                 if (r) {
2338                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm mapped device");
2339                         return r;
2340                 }
2341                 break;
2342         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2343         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2344                 break;
2345         case DM_TYPE_NONE:
2346                 WARN_ON_ONCE(true);
2347                 break;
2348         }
2349
2350         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2351         if (r) {
2352                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2353                 return r;
2354         }
2355         r = dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2356         if (r)
2357                 return r;
2358
2359         /*
2360          * Hold lock to make sure add_disk() and del_gendisk() won't concurrent
2361          * with open_table_device() and close_table_device().
2362          */
2363         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
2364         r = add_disk(md->disk);
2365         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
2366         if (r)
2367                 return r;
2368
2369         /*
2370          * Register the holder relationship for devices added before the disk
2371          * was live.
2372          */
2373         list_for_each_entry(td, &md->table_devices, list) {
2374                 r = bd_link_disk_holder(td->dm_dev.bdev, md->disk);
2375                 if (r)
2376                         goto out_undo_holders;
2377         }
2378
2379         r = dm_sysfs_init(md);
2380         if (r)
2381                 goto out_undo_holders;
2382
2383         md->type = type;
2384         return 0;
2385
2386 out_undo_holders:
2387         list_for_each_entry_continue_reverse(td, &md->table_devices, list)
2388                 bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, md->disk);
2389         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
2390         del_gendisk(md->disk);
2391         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
2392         return r;
2393 }
2394
2395 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2396 {
2397         struct mapped_device *md;
2398         unsigned int minor = MINOR(dev);
2399
2400         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2401                 return NULL;
2402
2403         spin_lock(&_minor_lock);
2404
2405         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2406         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2407             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2408                 md = NULL;
2409                 goto out;
2410         }
2411         dm_get(md);
2412 out:
2413         spin_unlock(&_minor_lock);
2414
2415         return md;
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2418
2419 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2420 {
2421         return md->interface_ptr;
2422 }
2423
2424 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2425 {
2426         md->interface_ptr = ptr;
2427 }
2428
2429 void dm_get(struct mapped_device *md)
2430 {
2431         atomic_inc(&md->holders);
2432         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2433 }
2434
2435 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2436 {
2437         spin_lock(&_minor_lock);
2438         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2439                 spin_unlock(&_minor_lock);
2440                 return -EBUSY;
2441         }
2442         dm_get(md);
2443         spin_unlock(&_minor_lock);
2444         return 0;
2445 }
2446 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2447
2448 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2449 {
2450         return md->name;
2451 }
2452 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2453
2454 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2455 {
2456         struct dm_table *map;
2457         int srcu_idx;
2458
2459         might_sleep();
2460
2461         spin_lock(&_minor_lock);
2462         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2463         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2464         spin_unlock(&_minor_lock);
2465
2466         blk_mark_disk_dead(md->disk);
2467
2468         /*
2469          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2470          * do not race with internal suspend.
2471          */
2472         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2473         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2474         if (!dm_suspended_md(md)) {
2475                 dm_table_presuspend_targets(map);
2476                 set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2477                 set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2478                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2479         }
2480         /* dm_put_live_table must be before fsleep, otherwise deadlock is possible */
2481         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2482         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2483
2484         /*
2485          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2486          * for example.  Wait for all references to disappear.
2487          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2488          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2489          */
2490         if (wait)
2491                 while (atomic_read(&md->holders))
2492                         fsleep(1000);
2493         else if (atomic_read(&md->holders))
2494                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2495                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2496
2497         dm_table_destroy(__unbind(md));
2498         free_dev(md);
2499 }
2500
2501 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2502 {
2503         __dm_destroy(md, true);
2504 }
2505
2506 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2507 {
2508         __dm_destroy(md, false);
2509 }
2510
2511 void dm_put(struct mapped_device *md)
2512 {
2513         atomic_dec(&md->holders);
2514 }
2515 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2516
2517 static bool dm_in_flight_bios(struct mapped_device *md)
2518 {
2519         int cpu;
2520         unsigned long sum = 0;
2521
2522         for_each_possible_cpu(cpu)
2523                 sum += *per_cpu_ptr(md->pending_io, cpu);
2524
2525         return sum != 0;
2526 }
2527
2528 static int dm_wait_for_bios_completion(struct mapped_device *md, unsigned int task_state)
2529 {
2530         int r = 0;
2531         DEFINE_WAIT(wait);
2532
2533         while (true) {
2534                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2535
2536                 if (!dm_in_flight_bios(md))
2537                         break;
2538
2539                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2540                         r = -EINTR;
2541                         break;
2542                 }
2543
2544                 io_schedule();
2545         }
2546         finish_wait(&md->wait, &wait);
2547
2548         smp_rmb();
2549
2550         return r;
2551 }
2552
2553 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, unsigned int task_state)
2554 {
2555         int r = 0;
2556
2557         if (!queue_is_mq(md->queue))
2558                 return dm_wait_for_bios_completion(md, task_state);
2559
2560         while (true) {
2561                 if (!blk_mq_queue_inflight(md->queue))
2562                         break;
2563
2564                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2565                         r = -EINTR;
2566                         break;
2567                 }
2568
2569                 fsleep(5000);
2570         }
2571
2572         return r;
2573 }
2574
2575 /*
2576  * Process the deferred bios
2577  */
2578 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2579 {
2580         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device, work);
2581         struct bio *bio;
2582
2583         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2584                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2585                 bio = bio_list_pop(&md->deferred);
2586                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2587
2588                 if (!bio)
2589                         break;
2590
2591                 submit_bio_noacct(bio);
2592                 cond_resched();
2593         }
2594 }
2595
2596 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2597 {
2598         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2599         smp_mb__after_atomic();
2600         queue_work(md->wq, &md->work);
2601 }
2602
2603 /*
2604  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2605  */
2606 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2607 {
2608         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2609         struct queue_limits limits;
2610         int r;
2611
2612         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2613
2614         /* device must be suspended */
2615         if (!dm_suspended_md(md))
2616                 goto out;
2617
2618         /*
2619          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2620          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2621          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2622          * reappear.
2623          */
2624         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2625                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2626                 if (live_map)
2627                         limits = md->queue->limits;
2628                 dm_put_live_table_fast(md);
2629         }
2630
2631         if (!live_map) {
2632                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2633                 if (r) {
2634                         map = ERR_PTR(r);
2635                         goto out;
2636                 }
2637         }
2638
2639         map = __bind(md, table, &limits);
2640         dm_issue_global_event();
2641
2642 out:
2643         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2644         return map;
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2649  * device.
2650  */
2651 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2652 {
2653         int r;
2654
2655         WARN_ON(test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags));
2656
2657         r = freeze_bdev(md->disk->part0);
2658         if (!r)
2659                 set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2660         return r;
2661 }
2662
2663 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2664 {
2665         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2666                 return;
2667         thaw_bdev(md->disk->part0);
2668         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2669 }
2670
2671 /*
2672  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2673  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2674  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2675  *
2676  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2677  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2678  * are being added to md->deferred list.
2679  */
2680 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2681                         unsigned int suspend_flags, unsigned int task_state,
2682                         int dmf_suspended_flag)
2683 {
2684         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2685         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2686         int r;
2687
2688         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2689
2690         /*
2691          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2692          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2693          */
2694         if (noflush)
2695                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2696         else
2697                 DMDEBUG("%s: suspending with flush", dm_device_name(md));
2698
2699         /*
2700          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2701          * provide the .presuspend_undo hook.
2702          */
2703         dm_table_presuspend_targets(map);
2704
2705         /*
2706          * Flush I/O to the device.
2707          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2708          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2709          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2710          */
2711         if (!noflush && do_lockfs) {
2712                 r = lock_fs(md);
2713                 if (r) {
2714                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2715                         return r;
2716                 }
2717         }
2718
2719         /*
2720          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2721          * to target drivers i.e. no one may be executing
2722          * dm_split_and_process_bio from dm_submit_bio.
2723          *
2724          * To get all processes out of dm_split_and_process_bio in dm_submit_bio,
2725          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2726          * dm_split_and_process_bio from dm_submit_bio and quiesce the thread
2727          * (dm_wq_work), we set DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2728          * flush_workqueue(md->wq).
2729          */
2730         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2731         if (map)
2732                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2733
2734         /*
2735          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2736          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2737          */
2738         if (dm_request_based(md))
2739                 dm_stop_queue(md->queue);
2740
2741         flush_workqueue(md->wq);
2742
2743         /*
2744          * At this point no more requests are entering target request routines.
2745          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2746          * to finish.
2747          */
2748         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2749         if (!r)
2750                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2751
2752         if (noflush)
2753                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2754         if (map)
2755                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2756
2757         /* were we interrupted ? */
2758         if (r < 0) {
2759                 dm_queue_flush(md);
2760
2761                 if (dm_request_based(md))
2762                         dm_start_queue(md->queue);
2763
2764                 unlock_fs(md);
2765                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2766                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2767         }
2768
2769         return r;
2770 }
2771
2772 /*
2773  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2774  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2775  * the background.  Before the table can be swapped with
2776  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2777  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2778  */
2779 /*
2780  * Suspend mechanism in request-based dm.
2781  *
2782  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2783  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2784  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2785  *
2786  * To abort suspend, start the request_queue.
2787  */
2788 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned int suspend_flags)
2789 {
2790         struct dm_table *map = NULL;
2791         int r = 0;
2792
2793 retry:
2794         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2795
2796         if (dm_suspended_md(md)) {
2797                 r = -EINVAL;
2798                 goto out_unlock;
2799         }
2800
2801         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2802                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2803                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2804                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2805                 if (r)
2806                         return r;
2807                 goto retry;
2808         }
2809
2810         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2811
2812         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2813         if (r)
2814                 goto out_unlock;
2815
2816         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2817         dm_table_postsuspend_targets(map);
2818         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2819
2820 out_unlock:
2821         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2822         return r;
2823 }
2824
2825 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2826 {
2827         if (map) {
2828                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2829
2830                 if (r)
2831                         return r;
2832         }
2833
2834         dm_queue_flush(md);
2835
2836         /*
2837          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2838          * so that mapping of targets can work correctly.
2839          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2840          */
2841         if (dm_request_based(md))
2842                 dm_start_queue(md->queue);
2843
2844         unlock_fs(md);
2845
2846         return 0;
2847 }
2848
2849 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2850 {
2851         int r;
2852         struct dm_table *map = NULL;
2853
2854 retry:
2855         r = -EINVAL;
2856         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2857
2858         if (!dm_suspended_md(md))
2859                 goto out;
2860
2861         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2862                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2863                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2864                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2865                 if (r)
2866                         return r;
2867                 goto retry;
2868         }
2869
2870         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2871         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2872                 goto out;
2873
2874         r = __dm_resume(md, map);
2875         if (r)
2876                 goto out;
2877
2878         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2879 out:
2880         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2881
2882         return r;
2883 }
2884
2885 /*
2886  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2887  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2888  * It may be used only from the kernel.
2889  */
2890
2891 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned int suspend_flags)
2892 {
2893         struct dm_table *map = NULL;
2894
2895         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2896
2897         if (md->internal_suspend_count++)
2898                 return; /* nested internal suspend */
2899
2900         if (dm_suspended_md(md)) {
2901                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2902                 return; /* nest suspend */
2903         }
2904
2905         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2906
2907         /*
2908          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2909          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2910          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2911          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2912          */
2913         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2914                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2915
2916         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2917         dm_table_postsuspend_targets(map);
2918         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2919 }
2920
2921 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2922 {
2923         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2924
2925         if (--md->internal_suspend_count)
2926                 return; /* resume from nested internal suspend */
2927
2928         if (dm_suspended_md(md))
2929                 goto done; /* resume from nested suspend */
2930
2931         /*
2932          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2933          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2934          */
2935         (void) __dm_resume(md, NULL);
2936
2937 done:
2938         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2939         smp_mb__after_atomic();
2940         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2941 }
2942
2943 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2944 {
2945         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2946         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2947         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2948 }
2949 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2950
2951 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2952 {
2953         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2954         __dm_internal_resume(md);
2955         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2958
2959 /*
2960  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2961  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2962  */
2963
2964 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2965 {
2966         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2967         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2968                 return;
2969
2970         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2971         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2972         flush_workqueue(md->wq);
2973         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2974 }
2975 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2976
2977 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2978 {
2979         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2980                 goto done;
2981
2982         dm_queue_flush(md);
2983
2984 done:
2985         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2986 }
2987 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2988
2989 /*
2990  *---------------------------------------------------------------
2991  * Event notification.
2992  *---------------------------------------------------------------
2993  */
2994 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2995                       unsigned int cookie, bool need_resize_uevent)
2996 {
2997         int r;
2998         unsigned int noio_flag;
2999         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
3000         char *envp[3] = { NULL, NULL, NULL };
3001         char **envpp = envp;
3002         if (cookie) {
3003                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
3004                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
3005                 *envpp++ = udev_cookie;
3006         }
3007         if (need_resize_uevent) {
3008                 *envpp++ = "RESIZE=1";
3009         }
3010
3011         noio_flag = memalloc_noio_save();
3012
3013         r = kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action, envp);
3014
3015         memalloc_noio_restore(noio_flag);
3016
3017         return r;
3018 }
3019
3020 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
3021 {
3022         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
3023 }
3024
3025 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
3026 {
3027         return atomic_read(&md->event_nr);
3028 }
3029
3030 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
3031 {
3032         return wait_event_interruptible(md->eventq,
3033                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
3034 }
3035
3036 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
3037 {
3038         unsigned long flags;
3039
3040         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
3041         list_add(elist, &md->uevent_list);
3042         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
3043 }
3044
3045 /*
3046  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
3047  * count on 'md'.
3048  */
3049 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
3050 {
3051         return md->disk;
3052 }
3053 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
3054
3055 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
3056 {
3057         return &md->kobj_holder.kobj;
3058 }
3059
3060 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
3061 {
3062         struct mapped_device *md;
3063
3064         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
3065
3066         spin_lock(&_minor_lock);
3067         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
3068                 md = NULL;
3069                 goto out;
3070         }
3071         dm_get(md);
3072 out:
3073         spin_unlock(&_minor_lock);
3074
3075         return md;
3076 }
3077
3078 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
3079 {
3080         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
3081 }
3082
3083 static int dm_post_suspending_md(struct mapped_device *md)
3084 {
3085         return test_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
3086 }
3087
3088 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
3089 {
3090         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
3091 }
3092
3093 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
3094 {
3095         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
3096 }
3097
3098 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
3099 {
3100         return dm_suspended_md(ti->table->md);
3101 }
3102 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
3103
3104 int dm_post_suspending(struct dm_target *ti)
3105 {
3106         return dm_post_suspending_md(ti->table->md);
3107 }
3108 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_post_suspending);
3109
3110 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
3111 {
3112         return __noflush_suspending(ti->table->md);
3113 }
3114 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
3115
3116 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
3117 {
3118         if (!pools)
3119                 return;
3120
3121         bioset_exit(&pools->bs);
3122         bioset_exit(&pools->io_bs);
3123
3124         kfree(pools);
3125 }
3126
3127 struct dm_pr {
3128         u64     old_key;
3129         u64     new_key;
3130         u32     flags;
3131         bool    abort;
3132         bool    fail_early;
3133         int     ret;
3134         enum pr_type type;
3135         struct pr_keys *read_keys;
3136         struct pr_held_reservation *rsv;
3137 };
3138
3139 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
3140                       struct dm_pr *pr)
3141 {
3142         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3143         struct dm_table *table;
3144         struct dm_target *ti;
3145         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
3146
3147         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
3148         if (!table || !dm_table_get_size(table))
3149                 goto out;
3150
3151         /* We only support devices that have a single target */
3152         if (table->num_targets != 1)
3153                 goto out;
3154         ti = dm_table_get_target(table, 0);
3155
3156         if (dm_suspended_md(md)) {
3157                 ret = -EAGAIN;
3158                 goto out;
3159         }
3160
3161         ret = -EINVAL;
3162         if (!ti->type->iterate_devices)
3163                 goto out;
3164
3165         ti->type->iterate_devices(ti, fn, pr);
3166         ret = 0;
3167 out:
3168         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
3169         return ret;
3170 }
3171
3172 /*
3173  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
3174  */
3175 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3176                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3177 {
3178         struct dm_pr *pr = data;
3179         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3180         int ret;
3181
3182         if (!ops || !ops->pr_register) {
3183                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3184                 return -1;
3185         }
3186
3187         ret = ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3188         if (!ret)
3189                 return 0;
3190
3191         if (!pr->ret)
3192                 pr->ret = ret;
3193
3194         if (pr->fail_early)
3195                 return -1;
3196
3197         return 0;
3198 }
3199
3200 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3201                           u32 flags)
3202 {
3203         struct dm_pr pr = {
3204                 .old_key        = old_key,
3205                 .new_key        = new_key,
3206                 .flags          = flags,
3207                 .fail_early     = true,
3208                 .ret            = 0,
3209         };
3210         int ret;
3211
3212         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3213         if (ret) {
3214                 /* Didn't even get to register a path */
3215                 return ret;
3216         }
3217
3218         if (!pr.ret)
3219                 return 0;
3220         ret = pr.ret;
3221
3222         if (!new_key)
3223                 return ret;
3224
3225         /* unregister all paths if we failed to register any path */
3226         pr.old_key = new_key;
3227         pr.new_key = 0;
3228         pr.flags = 0;
3229         pr.fail_early = false;
3230         (void) dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3231         return ret;
3232 }
3233
3234
3235 static int __dm_pr_reserve(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3236                            sector_t start, sector_t len, void *data)
3237 {
3238         struct dm_pr *pr = data;
3239         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3240
3241         if (!ops || !ops->pr_reserve) {
3242                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3243                 return -1;
3244         }
3245
3246         pr->ret = ops->pr_reserve(dev->bdev, pr->old_key, pr->type, pr->flags);
3247         if (!pr->ret)
3248                 return -1;
3249
3250         return 0;
3251 }
3252
3253 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3254                          u32 flags)
3255 {
3256         struct dm_pr pr = {
3257                 .old_key        = key,
3258                 .flags          = flags,
3259                 .type           = type,
3260                 .fail_early     = false,
3261                 .ret            = 0,
3262         };
3263         int ret;
3264
3265         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_reserve, &pr);
3266         if (ret)
3267                 return ret;
3268
3269         return pr.ret;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * If there is a non-All Registrants type of reservation, the release must be
3274  * sent down the holding path. For the cases where there is no reservation or
3275  * the path is not the holder the device will also return success, so we must
3276  * try each path to make sure we got the correct path.
3277  */
3278 static int __dm_pr_release(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3279                            sector_t start, sector_t len, void *data)
3280 {
3281         struct dm_pr *pr = data;
3282         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3283
3284         if (!ops || !ops->pr_release) {
3285                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3286                 return -1;
3287         }
3288
3289         pr->ret = ops->pr_release(dev->bdev, pr->old_key, pr->type);
3290         if (pr->ret)
3291                 return -1;
3292
3293         return 0;
3294 }
3295
3296 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3297 {
3298         struct dm_pr pr = {
3299                 .old_key        = key,
3300                 .type           = type,
3301                 .fail_early     = false,
3302         };
3303         int ret;
3304
3305         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_release, &pr);
3306         if (ret)
3307                 return ret;
3308
3309         return pr.ret;
3310 }
3311
3312 static int __dm_pr_preempt(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3313                            sector_t start, sector_t len, void *data)
3314 {
3315         struct dm_pr *pr = data;
3316         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3317
3318         if (!ops || !ops->pr_preempt) {
3319                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3320                 return -1;
3321         }
3322
3323         pr->ret = ops->pr_preempt(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->type,
3324                                   pr->abort);
3325         if (!pr->ret)
3326                 return -1;
3327
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3332                          enum pr_type type, bool abort)
3333 {
3334         struct dm_pr pr = {
3335                 .new_key        = new_key,
3336                 .old_key        = old_key,
3337                 .type           = type,
3338                 .fail_early     = false,
3339         };
3340         int ret;
3341
3342         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_preempt, &pr);
3343         if (ret)
3344                 return ret;
3345
3346         return pr.ret;
3347 }
3348
3349 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3350 {
3351         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3352         const struct pr_ops *ops;
3353         int r, srcu_idx;
3354
3355         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3356         if (r < 0)
3357                 goto out;
3358
3359         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3360         if (ops && ops->pr_clear)
3361                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3362         else
3363                 r = -EOPNOTSUPP;
3364 out:
3365         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3366         return r;
3367 }
3368
3369 static int __dm_pr_read_keys(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3370                              sector_t start, sector_t len, void *data)
3371 {
3372         struct dm_pr *pr = data;
3373         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3374
3375         if (!ops || !ops->pr_read_keys) {
3376                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3377                 return -1;
3378         }
3379
3380         pr->ret = ops->pr_read_keys(dev->bdev, pr->read_keys);
3381         if (!pr->ret)
3382                 return -1;
3383
3384         return 0;
3385 }
3386
3387 static int dm_pr_read_keys(struct block_device *bdev, struct pr_keys *keys)
3388 {
3389         struct dm_pr pr = {
3390                 .read_keys = keys,
3391         };
3392         int ret;
3393
3394         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_read_keys, &pr);
3395         if (ret)
3396                 return ret;
3397
3398         return pr.ret;
3399 }
3400
3401 static int __dm_pr_read_reservation(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3402                                     sector_t start, sector_t len, void *data)
3403 {
3404         struct dm_pr *pr = data;
3405         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3406
3407         if (!ops || !ops->pr_read_reservation) {
3408                 pr->ret = -EOPNOTSUPP;
3409                 return -1;
3410         }
3411
3412         pr->ret = ops->pr_read_reservation(dev->bdev, pr->rsv);
3413         if (!pr->ret)
3414                 return -1;
3415
3416         return 0;
3417 }
3418
3419 static int dm_pr_read_reservation(struct block_device *bdev,
3420                                   struct pr_held_reservation *rsv)
3421 {
3422         struct dm_pr pr = {
3423                 .rsv = rsv,
3424         };
3425         int ret;
3426
3427         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_read_reservation, &pr);
3428         if (ret)
3429                 return ret;
3430
3431         return pr.ret;
3432 }
3433
3434 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3435         .pr_register    = dm_pr_register,
3436         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3437         .pr_release     = dm_pr_release,
3438         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3439         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3440         .pr_read_keys   = dm_pr_read_keys,
3441         .pr_read_reservation = dm_pr_read_reservation,
3442 };
3443
3444 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3445         .submit_bio = dm_submit_bio,
3446         .poll_bio = dm_poll_bio,
3447         .open = dm_blk_open,
3448         .release = dm_blk_close,
3449         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3450         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3451         .report_zones = dm_blk_report_zones,
3452         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3453         .owner = THIS_MODULE
3454 };
3455
3456 static const struct block_device_operations dm_rq_blk_dops = {
3457         .open = dm_blk_open,
3458         .release = dm_blk_close,
3459         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3460         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3461         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3462         .owner = THIS_MODULE
3463 };
3464
3465 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3466         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3467         .zero_page_range = dm_dax_zero_page_range,
3468         .recovery_write = dm_dax_recovery_write,
3469 };
3470
3471 /*
3472  * module hooks
3473  */
3474 module_init(dm_init);
3475 module_exit(dm_exit);
3476
3477 module_param(major, uint, 0);
3478 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3479
3480 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, 0644);
3481 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3482
3483 module_param(dm_numa_node, int, 0644);
3484 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3485
3486 module_param(swap_bios, int, 0644);
3487 MODULE_PARM_DESC(swap_bios, "Maximum allowed inflight swap IOs");
3488
3489 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3490 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3491 MODULE_LICENSE("GPL");