drivers/md/dm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
   3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * This file is released under the GPL.
   6  */
   7
   8 #include "dm-core.h"
   9 #include "dm-rq.h"
  10 #include "dm-uevent.h"
  11
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/mutex.h>
  15 #include <linux/sched/signal.h>
  16 #include <linux/blkpg.h>
  17 #include <linux/bio.h>
  18 #include <linux/mempool.h>
  19 #include <linux/dax.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/idr.h>
  22 #include <linux/uio.h>
  23 #include <linux/hdreg.h>
  24 #include <linux/delay.h>
  25 #include <linux/wait.h>
  26 #include <linux/pr.h>
  27 #include <linux/refcount.h>
  28
  29 #define DM_MSG_PREFIX "core"
  30
  31 /*
  32  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
  33  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
  34  */
  35 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
  36 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
  37
  38 static const char *_name = DM_NAME;
  39
  40 static unsigned int major = 0;
  41 static unsigned int _major = 0;
  42
  43 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
  44
  45 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
  46
  47 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
  48
  49 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
  50
  51 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
  52
  53 atomic_t dm_global_event_nr = ATOMIC_INIT(0);
  54 DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dm_global_eventq);
  55
  56 void dm_issue_global_event(void)
  57 {
  58         atomic_inc(&dm_global_event_nr);
  59         wake_up(&dm_global_eventq);
  60 }
  61
  62 /*
  63  * One of these is allocated (on-stack) per original bio.
  64  */
  65 struct clone_info {
  66         struct dm_table *map;
  67         struct bio *bio;
  68         struct dm_io *io;
  69         sector_t sector;
  70         unsigned sector_count;
  71 };
  72
  73 /*
  74  * One of these is allocated per clone bio.
  75  */
  76 #define DM_TIO_MAGIC 7282014
  77 struct dm_target_io {
  78         unsigned magic;
  79         struct dm_io *io;
  80         struct dm_target *ti;
  81         unsigned target_bio_nr;
  82         unsigned *len_ptr;
  83         bool inside_dm_io;
  84         struct bio clone;
  85 };
  86
  87 /*
  88  * One of these is allocated per original bio.
  89  * It contains the first clone used for that original.
  90  */
  91 #define DM_IO_MAGIC 5191977
  92 struct dm_io {
  93         unsigned magic;
  94         struct mapped_device *md;
  95         blk_status_t status;
  96         atomic_t io_count;
  97         struct bio *orig_bio;
  98         unsigned long start_time;
  99         spinlock_t endio_lock;
 100         struct dm_stats_aux stats_aux;
 101         /* last member of dm_target_io is 'struct bio' */
 102         struct dm_target_io tio;
 103 };
 104
 105 void *dm_per_bio_data(struct bio *bio, size_t data_size)
 106 {
 107         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 108         if (!tio->inside_dm_io)
 109                 return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - data_size;
 110         return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - offsetof(struct dm_io, tio) - data_size;
 111 }
 112 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_per_bio_data);
 113
 114 struct bio *dm_bio_from_per_bio_data(void *data, size_t data_size)
 115 {
 116         struct dm_io *io = (struct dm_io *)((char *)data + data_size);
 117         if (io->magic == DM_IO_MAGIC)
 118                 return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_io, tio) + offsetof(struct dm_target_io, clone));
 119         BUG_ON(io->magic != DM_TIO_MAGIC);
 120         return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_target_io, clone));
 121 }
 122 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_from_per_bio_data);
 123
 124 unsigned dm_bio_get_target_bio_nr(const struct bio *bio)
 125 {
 126         return container_of(bio, struct dm_target_io, clone)->target_bio_nr;
 127 }
 128 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_get_target_bio_nr);
 129
 130 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
 131
 132 /*
 133  * Bits for the md->flags field.
 134  */
 135 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
 136 #define DMF_SUSPENDED 1
 137 #define DMF_FROZEN 2
 138 #define DMF_FREEING 3
 139 #define DMF_DELETING 4
 140 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
 141 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 6
 142 #define DMF_SUSPENDED_INTERNALLY 7
 143
 144 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
 145 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
 146
 147 /*
 148  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
 149  */
 150 struct dm_md_mempools {
 151         struct bio_set bs;
 152         struct bio_set io_bs;
 153 };
 154
 155 struct table_device {
 156         struct list_head list;
 157         refcount_t count;
 158         struct dm_dev dm_dev;
 159 };
 160
 161 static struct kmem_cache *_rq_tio_cache;
 162 static struct kmem_cache *_rq_cache;
 163
 164 /*
 165  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
 166  */
 167 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
 168 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
 169
 170 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
 171 {
 172         int param = READ_ONCE(*module_param);
 173         int modified_param = 0;
 174         bool modified = true;
 175
 176         if (param < min)
 177                 modified_param = min;
 178         else if (param > max)
 179                 modified_param = max;
 180         else
 181                 modified = false;
 182
 183         if (modified) {
 184                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 185                 param = modified_param;
 186         }
 187
 188         return param;
 189 }
 190
 191 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
 192                                unsigned def, unsigned max)
 193 {
 194         unsigned param = READ_ONCE(*module_param);
 195         unsigned modified_param = 0;
 196
 197         if (!param)
 198                 modified_param = def;
 199         else if (param > max)
 200                 modified_param = max;
 201
 202         if (modified_param) {
 203                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 204                 param = modified_param;
 205         }
 206
 207         return param;
 208 }
 209
 210 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
 211 {
 212         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
 213                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
 214 }
 215 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
 216
 217 static unsigned dm_get_numa_node(void)
 218 {
 219         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
 220                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
 221 }
 222
 223 static int __init local_init(void)
 224 {
 225         int r = -ENOMEM;
 226
 227         _rq_tio_cache = KMEM_CACHE(dm_rq_target_io, 0);
 228         if (!_rq_tio_cache)
 229                 return r;
 230
 231         _rq_cache = kmem_cache_create("dm_old_clone_request", sizeof(struct request),
 232                                       __alignof__(struct request), 0, NULL);
 233         if (!_rq_cache)
 234                 goto out_free_rq_tio_cache;
 235
 236         r = dm_uevent_init();
 237         if (r)
 238                 goto out_free_rq_cache;
 239
 240         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
 241         if (!deferred_remove_workqueue) {
 242                 r = -ENOMEM;
 243                 goto out_uevent_exit;
 244         }
 245
 246         _major = major;
 247         r = register_blkdev(_major, _name);
 248         if (r < 0)
 249                 goto out_free_workqueue;
 250
 251         if (!_major)
 252                 _major = r;
 253
 254         return 0;
 255
 256 out_free_workqueue:
 257         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 258 out_uevent_exit:
 259         dm_uevent_exit();
 260 out_free_rq_cache:
 261         kmem_cache_destroy(_rq_cache);
 262 out_free_rq_tio_cache:
 263         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
 264
 265         return r;
 266 }
 267
 268 static void local_exit(void)
 269 {
 270         flush_scheduled_work();
 271         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 272
 273         kmem_cache_destroy(_rq_cache);
 274         kmem_cache_destroy(_rq_tio_cache);
 275         unregister_blkdev(_major, _name);
 276         dm_uevent_exit();
 277
 278         _major = 0;
 279
 280         DMINFO("cleaned up");
 281 }
 282
 283 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
 284         local_init,
 285         dm_target_init,
 286         dm_linear_init,
 287         dm_stripe_init,
 288         dm_io_init,
 289         dm_kcopyd_init,
 290         dm_interface_init,
 291         dm_statistics_init,
 292 };
 293
 294 static void (*_exits[])(void) = {
 295         local_exit,
 296         dm_target_exit,
 297         dm_linear_exit,
 298         dm_stripe_exit,
 299         dm_io_exit,
 300         dm_kcopyd_exit,
 301         dm_interface_exit,
 302         dm_statistics_exit,
 303 };
 304
 305 static int __init dm_init(void)
 306 {
 307         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
 308
 309         int r, i;
 310
 311         for (i = 0; i < count; i++) {
 312                 r = _inits[i]();
 313                 if (r)
 314                         goto bad;
 315         }
 316
 317         return 0;
 318
 319       bad:
 320         while (i--)
 321                 _exits[i]();
 322
 323         return r;
 324 }
 325
 326 static void __exit dm_exit(void)
 327 {
 328         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
 329
 330         while (i--)
 331                 _exits[i]();
 332
 333         /*
 334          * Should be empty by this point.
 335          */
 336         idr_destroy(&_minor_idr);
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Block device functions
 341  */
 342 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
 343 {
 344         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 345 }
 346
 347 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 348 {
 349         struct mapped_device *md;
 350
 351         spin_lock(&_minor_lock);
 352
 353         md = bdev->bd_disk->private_data;
 354         if (!md)
 355                 goto out;
 356
 357         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
 358             dm_deleting_md(md)) {
 359                 md = NULL;
 360                 goto out;
 361         }
 362
 363         dm_get(md);
 364         atomic_inc(&md->open_count);
 365 out:
 366         spin_unlock(&_minor_lock);
 367
 368         return md ? 0 : -ENXIO;
 369 }
 370
 371 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
 372 {
 373         struct mapped_device *md;
 374
 375         spin_lock(&_minor_lock);
 376
 377         md = disk->private_data;
 378         if (WARN_ON(!md))
 379                 goto out;
 380
 381         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
 382             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
 383                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
 384
 385         dm_put(md);
 386 out:
 387         spin_unlock(&_minor_lock);
 388 }
 389
 390 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
 391 {
 392         return atomic_read(&md->open_count);
 393 }
 394
 395 /*
 396  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
 397  */
 398 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
 399 {
 400         int r = 0;
 401
 402         spin_lock(&_minor_lock);
 403
 404         if (dm_open_count(md)) {
 405                 r = -EBUSY;
 406                 if (mark_deferred)
 407                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 408         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
 409                 r = -EEXIST;
 410         else
 411                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 412
 413         spin_unlock(&_minor_lock);
 414
 415         return r;
 416 }
 417
 418 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
 419 {
 420         int r = 0;
 421
 422         spin_lock(&_minor_lock);
 423
 424         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
 425                 r = -EBUSY;
 426         else
 427                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 428
 429         spin_unlock(&_minor_lock);
 430
 431         return r;
 432 }
 433
 434 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
 435 {
 436         dm_deferred_remove();
 437 }
 438
 439 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
 440 {
 441         return get_capacity(md->disk);
 442 }
 443
 444 struct request_queue *dm_get_md_queue(struct mapped_device *md)
 445 {
 446         return md->queue;
 447 }
 448
 449 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
 450 {
 451         return &md->stats;
 452 }
 453
 454 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 455 {
 456         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 457
 458         return dm_get_geometry(md, geo);
 459 }
 460
 461 static int dm_blk_report_zones(struct gendisk *disk, sector_t sector,
 462                                struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones,
 463                                gfp_t gfp_mask)
 464 {
 465 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 466         struct mapped_device *md = disk->private_data;
 467         struct dm_target *tgt;
 468         struct dm_table *map;
 469         int srcu_idx, ret;
 470
 471         if (dm_suspended_md(md))
 472                 return -EAGAIN;
 473
 474         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
 475         if (!map)
 476                 return -EIO;
 477
 478         tgt = dm_table_find_target(map, sector);
 479         if (!dm_target_is_valid(tgt)) {
 480                 ret = -EIO;
 481                 goto out;
 482         }
 483
 484         /*
 485          * If we are executing this, we already know that the block device
 486          * is a zoned device and so each target should have support for that
 487          * type of drive. A missing report_zones method means that the target
 488          * driver has a problem.
 489          */
 490         if (WARN_ON(!tgt->type->report_zones)) {
 491                 ret = -EIO;
 492                 goto out;
 493         }
 494
 495         /*
 496          * blkdev_report_zones() will loop and call this again to cover all the
 497          * zones of the target, eventually moving on to the next target.
 498          * So there is no need to loop here trying to fill the entire array
 499          * of zones.
 500          */
 501         ret = tgt->type->report_zones(tgt, sector, zones,
 502                                       nr_zones, gfp_mask);
 503
 504 out:
 505         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 506         return ret;
 507 #else
 508         return -ENOTSUPP;
 509 #endif
 510 }
 511
 512 static int dm_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
 513                             struct block_device **bdev)
 514         __acquires(md->io_barrier)
 515 {
 516         struct dm_target *tgt;
 517         struct dm_table *map;
 518         int r;
 519
 520 retry:
 521         r = -ENOTTY;
 522         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
 523         if (!map || !dm_table_get_size(map))
 524                 return r;
 525
 526         /* We only support devices that have a single target */
 527         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
 528                 return r;
 529
 530         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
 531         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
 532                 return r;
 533
 534         if (dm_suspended_md(md))
 535                 return -EAGAIN;
 536
 537         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev);
 538         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
 539                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
 540                 msleep(10);
 541                 goto retry;
 542         }
 543
 544         return r;
 545 }
 546
 547 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
 548         __releases(md->io_barrier)
 549 {
 550         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 551 }
 552
 553 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 554                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
 555 {
 556         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 557         int r, srcu_idx;
 558
 559         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
 560         if (r < 0)
 561                 goto out;
 562
 563         if (r > 0) {
 564                 /*
 565                  * Target determined this ioctl is being issued against a
 566                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
 567                  */
 568                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
 569                         DMWARN_LIMIT(
 570         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
 571                                 current->comm, cmd);
 572                         r = -ENOIOCTLCMD;
 573                         goto out;
 574                 }
 575         }
 576
 577         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
 578 out:
 579         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
 580         return r;
 581 }
 582
 583 static void start_io_acct(struct dm_io *io);
 584
 585 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 586 {
 587         struct dm_io *io;
 588         struct dm_target_io *tio;
 589         struct bio *clone;
 590
 591         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, &md->io_bs);
 592         if (!clone)
 593                 return NULL;
 594
 595         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
 596         tio->inside_dm_io = true;
 597         tio->io = NULL;
 598
 599         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
 600         io->magic = DM_IO_MAGIC;
 601         io->status = 0;
 602         atomic_set(&io->io_count, 1);
 603         io->orig_bio = bio;
 604         io->md = md;
 605         spin_lock_init(&io->endio_lock);
 606
 607         start_io_acct(io);
 608
 609         return io;
 610 }
 611
 612 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
 613 {
 614         bio_put(&io->tio.clone);
 615 }
 616
 617 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
 618                                       unsigned target_bio_nr, gfp_t gfp_mask)
 619 {
 620         struct dm_target_io *tio;
 621
 622         if (!ci->io->tio.io) {
 623                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
 624                 tio = &ci->io->tio;
 625         } else {
 626                 struct bio *clone = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, &ci->io->md->bs);
 627                 if (!clone)
 628                         return NULL;
 629
 630                 tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
 631                 tio->inside_dm_io = false;
 632         }
 633
 634         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
 635         tio->io = ci->io;
 636         tio->ti = ti;
 637         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
 638
 639         return tio;
 640 }
 641
 642 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
 643 {
 644         if (tio->inside_dm_io)
 645                 return;
 646         bio_put(&tio->clone);
 647 }
 648
 649 int md_in_flight(struct mapped_device *md)
 650 {
 651         return atomic_read(&md->pending[READ]) +
 652                atomic_read(&md->pending[WRITE]);
 653 }
 654
 655 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
 656 {
 657         struct mapped_device *md = io->md;
 658         struct bio *bio = io->orig_bio;
 659         int rw = bio_data_dir(bio);
 660
 661         io->start_time = jiffies;
 662
 663         generic_start_io_acct(md->queue, bio_op(bio), bio_sectors(bio),
 664                               &dm_disk(md)->part0);
 665
 666         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw],
 667                    atomic_inc_return(&md->pending[rw]));
 668
 669         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 670                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 671                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 672                                     false, 0, &io->stats_aux);
 673 }
 674
 675 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
 676 {
 677         struct mapped_device *md = io->md;
 678         struct bio *bio = io->orig_bio;
 679         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
 680         int pending;
 681         int rw = bio_data_dir(bio);
 682
 683         generic_end_io_acct(md->queue, bio_op(bio), &dm_disk(md)->part0,
 684                             io->start_time);
 685
 686         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 687                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 688                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 689                                     true, duration, &io->stats_aux);
 690
 691         /*
 692          * After this is decremented the bio must not be touched if it is
 693          * a flush.
 694          */
 695         pending = atomic_dec_return(&md->pending[rw]);
 696         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw], pending);
 697         pending += atomic_read(&md->pending[rw^0x1]);
 698
 699         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
 700         if (!pending)
 701                 wake_up(&md->wait);
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Add the bio to the list of deferred io.
 706  */
 707 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 708 {
 709         unsigned long flags;
 710
 711         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 712         bio_list_add(&md->deferred, bio);
 713         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 714         queue_work(md->wq, &md->work);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * Everyone (including functions in this file), should use this
 719  * function to access the md->map field, and make sure they call
 720  * dm_put_live_table() when finished.
 721  */
 722 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
 723 {
 724         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
 725
 726         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
 727 }
 728
 729 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
 730 {
 731         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
 732 }
 733
 734 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
 735 {
 736         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
 737         synchronize_rcu_expedited();
 738 }
 739
 740 /*
 741  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
 742  * The caller must not block between these two functions.
 743  */
 744 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
 745 {
 746         rcu_read_lock();
 747         return rcu_dereference(md->map);
 748 }
 749
 750 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
 751 {
 752         rcu_read_unlock();
 753 }
 754
 755 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
 756
 757 /*
 758  * Open a table device so we can use it as a map destination.
 759  */
 760 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
 761                              struct mapped_device *md)
 762 {
 763         struct block_device *bdev;
 764
 765         int r;
 766
 767         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
 768
 769         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
 770         if (IS_ERR(bdev))
 771                 return PTR_ERR(bdev);
 772
 773         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
 774         if (r) {
 775                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 776                 return r;
 777         }
 778
 779         td->dm_dev.bdev = bdev;
 780         td->dm_dev.dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
 781         return 0;
 782 }
 783
 784 /*
 785  * Close a table device that we've been using.
 786  */
 787 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
 788 {
 789         if (!td->dm_dev.bdev)
 790                 return;
 791
 792         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
 793         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 794         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
 795         td->dm_dev.bdev = NULL;
 796         td->dm_dev.dax_dev = NULL;
 797 }
 798
 799 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
 800                                               fmode_t mode) {
 801         struct table_device *td;
 802
 803         list_for_each_entry(td, l, list)
 804                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
 805                         return td;
 806
 807         return NULL;
 808 }
 809
 810 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
 811                         struct dm_dev **result) {
 812         int r;
 813         struct table_device *td;
 814
 815         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 816         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
 817         if (!td) {
 818                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
 819                 if (!td) {
 820                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 821                         return -ENOMEM;
 822                 }
 823
 824                 td->dm_dev.mode = mode;
 825                 td->dm_dev.bdev = NULL;
 826
 827                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
 828                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 829                         kfree(td);
 830                         return r;
 831                 }
 832
 833                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
 834
 835                 refcount_set(&td->count, 1);
 836                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
 837         } else {
 838                 refcount_inc(&td->count);
 839         }
 840         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 841
 842         *result = &td->dm_dev;
 843         return 0;
 844 }
 845 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
 846
 847 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
 848 {
 849         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
 850
 851         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 852         if (refcount_dec_and_test(&td->count)) {
 853                 close_table_device(td, md);
 854                 list_del(&td->list);
 855                 kfree(td);
 856         }
 857         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 858 }
 859 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
 860
 861 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
 862 {
 863         struct list_head *tmp, *next;
 864
 865         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
 866                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
 867
 868                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
 869                        td->dm_dev.name, refcount_read(&td->count));
 870                 kfree(td);
 871         }
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Get the geometry associated with a dm device
 876  */
 877 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 878 {
 879         *geo = md->geometry;
 880
 881         return 0;
 882 }
 883
 884 /*
 885  * Set the geometry of a device.
 886  */
 887 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 888 {
 889         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
 890
 891         if (geo->start > sz) {
 892                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
 893                 return -EINVAL;
 894         }
 895
 896         md->geometry = *geo;
 897
 898         return 0;
 899 }
 900
 901 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
 902 {
 903         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
 904 }
 905
 906 /*
 907  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
 908  * cloned into, completing the original io if necc.
 909  */
 910 static void dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
 911 {
 912         unsigned long flags;
 913         blk_status_t io_error;
 914         struct bio *bio;
 915         struct mapped_device *md = io->md;
 916
 917         /* Push-back supersedes any I/O errors */
 918         if (unlikely(error)) {
 919                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
 920                 if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE && __noflush_suspending(md)))
 921                         io->status = error;
 922                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
 923         }
 924
 925         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
 926                 if (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE) {
 927                         /*
 928                          * Target requested pushing back the I/O.
 929                          */
 930                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 931                         if (__noflush_suspending(md))
 932                                 /* NOTE early return due to BLK_STS_DM_REQUEUE below */
 933                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
 934                         else
 935                                 /* noflush suspend was interrupted. */
 936                                 io->status = BLK_STS_IOERR;
 937                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 938                 }
 939
 940                 io_error = io->status;
 941                 bio = io->orig_bio;
 942                 end_io_acct(io);
 943                 free_io(md, io);
 944
 945                 if (io_error == BLK_STS_DM_REQUEUE)
 946                         return;
 947
 948                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
 949                         /*
 950                          * Preflush done for flush with data, reissue
 951                          * without REQ_PREFLUSH.
 952                          */
 953                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
 954                         queue_io(md, bio);
 955                 } else {
 956                         /* done with normal IO or empty flush */
 957                         if (io_error)
 958                                 bio->bi_status = io_error;
 959                         bio_endio(bio);
 960                 }
 961         }
 962 }
 963
 964 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
 965 {
 966         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 967
 968         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
 969         limits->max_write_same_sectors = 0;
 970 }
 971
 972 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
 973 {
 974         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 975
 976         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
 977         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
 978 }
 979
 980 static void clone_endio(struct bio *bio)
 981 {
 982         blk_status_t error = bio->bi_status;
 983         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 984         struct dm_io *io = tio->io;
 985         struct mapped_device *md = tio->io->md;
 986         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
 987
 988         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET) && md->type != DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
 989                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 990                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_same_sectors)
 991                         disable_write_same(md);
 992                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
 993                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_zeroes_sectors)
 994                         disable_write_zeroes(md);
 995         }
 996
 997         if (endio) {
 998                 int r = endio(tio->ti, bio, &error);
 999                 switch (r) {
1000                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
1001                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1002                         /*FALLTHRU*/
1003                 case DM_ENDIO_DONE:
1004                         break;
1005                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
1006                         /* The target will handle the io */
1007                         return;
1008                 default:
1009                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
1010                         BUG();
1011                 }
1012         }
1013
1014         free_tio(tio);
1015         dec_pending(io, error);
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1020  * target boundary.
1021  */
1022 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1023 {
1024         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1025
1026         return ti->len - target_offset;
1027 }
1028
1029 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1030 {
1031         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
1032         sector_t offset, max_len;
1033
1034         /*
1035          * Does the target need to split even further?
1036          */
1037         if (ti->max_io_len) {
1038                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
1039                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
1040                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
1041                 else
1042                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
1043                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
1044
1045                 if (len > max_len)
1046                         len = max_len;
1047         }
1048
1049         return len;
1050 }
1051
1052 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1053 {
1054         if (len > UINT_MAX) {
1055                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1056                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1057                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1058                 return -EINVAL;
1059         }
1060
1061         /*
1062          * BIO based queue uses its own splitting. When multipage bvecs
1063          * is switched on, size of the incoming bio may be too big to
1064          * be handled in some targets, such as crypt.
1065          *
1066          * When these targets are ready for the big bio, we can remove
1067          * the limit.
1068          */
1069         ti->max_io_len = min_t(uint32_t, len, BIO_MAX_PAGES * PAGE_SIZE);
1070
1071         return 0;
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1074
1075 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1076                                                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1077         __acquires(md->io_barrier)
1078 {
1079         struct dm_table *map;
1080         struct dm_target *ti;
1081
1082         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1083         if (!map)
1084                 return NULL;
1085
1086         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1087         if (!dm_target_is_valid(ti))
1088                 return NULL;
1089
1090         return ti;
1091 }
1092
1093 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1094                                  long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
1095 {
1096         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1097         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1098         struct dm_target *ti;
1099         long len, ret = -EIO;
1100         int srcu_idx;
1101
1102         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1103
1104         if (!ti)
1105                 goto out;
1106         if (!ti->type->direct_access)
1107                 goto out;
1108         len = max_io_len(sector, ti) / PAGE_SECTORS;
1109         if (len < 1)
1110                 goto out;
1111         nr_pages = min(len, nr_pages);
1112         ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, kaddr, pfn);
1113
1114  out:
1115         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1116
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 static size_t dm_dax_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1121                                     void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1122 {
1123         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1124         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1125         struct dm_target *ti;
1126         long ret = 0;
1127         int srcu_idx;
1128
1129         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1130
1131         if (!ti)
1132                 goto out;
1133         if (!ti->type->dax_copy_from_iter) {
1134                 ret = copy_from_iter(addr, bytes, i);
1135                 goto out;
1136         }
1137         ret = ti->type->dax_copy_from_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1138  out:
1139         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1140
1141         return ret;
1142 }
1143
1144 static size_t dm_dax_copy_to_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1145                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1146 {
1147         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1148         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1149         struct dm_target *ti;
1150         long ret = 0;
1151         int srcu_idx;
1152
1153         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1154
1155         if (!ti)
1156                 goto out;
1157         if (!ti->type->dax_copy_to_iter) {
1158                 ret = copy_to_iter(addr, bytes, i);
1159                 goto out;
1160         }
1161         ret = ti->type->dax_copy_to_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1162  out:
1163         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1164
1165         return ret;
1166 }
1167
1168 /*
1169  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1170  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH and REQ_OP_ZONE_RESET.
1171  *
1172  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1173  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1174  * sent in a next bio.
1175  *
1176  * A diagram that explains the arithmetics:
1177  * +--------------------+---------------+-------+
1178  * |         1          |       2       |   3   |
1179  * +--------------------+---------------+-------+
1180  *
1181  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1182  *                      <------- bi_size ------->
1183  *                      <-- n_sectors -->
1184  *
1185  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1186  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1187  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1188  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1189  *       to make it empty)
1190  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1191  *
1192  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1193  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1194  * copies of the bio.
1195  */
1196 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1197 {
1198         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1199         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1200         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
1201         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1202         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1203         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1204         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1205 }
1206 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1207
1208 /*
1209  * The zone descriptors obtained with a zone report indicate
1210  * zone positions within the underlying device of the target. The zone
1211  * descriptors must be remapped to match their position within the dm device.
1212  * The caller target should obtain the zones information using
1213  * blkdev_report_zones() to ensure that remapping for partition offset is
1214  * already handled.
1215  */
1216 void dm_remap_zone_report(struct dm_target *ti, sector_t start,
1217                           struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones)
1218 {
1219 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
1220         struct blk_zone *zone;
1221         unsigned int nrz = *nr_zones;
1222         int i;
1223
1224         /*
1225          * Remap the start sector and write pointer position of the zones in
1226          * the array. Since we may have obtained from the target underlying
1227          * device more zones that the target size, also adjust the number
1228          * of zones.
1229          */
1230         for (i = 0; i < nrz; i++) {
1231                 zone = zones + i;
1232                 if (zone->start >= start + ti->len) {
1233                         memset(zone, 0, sizeof(struct blk_zone) * (nrz - i));
1234                         break;
1235                 }
1236
1237                 zone->start = zone->start + ti->begin - start;
1238                 if (zone->type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
1239                         continue;
1240
1241                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL)
1242                         zone->wp = zone->start + zone->len;
1243                 else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
1244                         zone->wp = zone->start;
1245                 else
1246                         zone->wp = zone->wp + ti->begin - start;
1247         }
1248
1249         *nr_zones = i;
1250 #else /* !CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
1251         *nr_zones = 0;
1252 #endif
1253 }
1254 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_remap_zone_report);
1255
1256 static blk_qc_t __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1257 {
1258         int r;
1259         sector_t sector;
1260         struct bio *clone = &tio->clone;
1261         struct dm_io *io = tio->io;
1262         struct mapped_device *md = io->md;
1263         struct dm_target *ti = tio->ti;
1264         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1265
1266         clone->bi_end_io = clone_endio;
1267
1268         /*
1269          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1270          * anything, the target has assumed ownership of
1271          * this io.
1272          */
1273         atomic_inc(&io->io_count);
1274         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1275
1276         r = ti->type->map(ti, clone);
1277         switch (r) {
1278         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1279                 break;
1280         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1281                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1282                 trace_block_bio_remap(clone->bi_disk->queue, clone,
1283                                       bio_dev(io->orig_bio), sector);
1284                 if (md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED)
1285                         ret = direct_make_request(clone);
1286                 else
1287                         ret = generic_make_request(clone);
1288                 break;
1289         case DM_MAPIO_KILL:
1290                 free_tio(tio);
1291                 dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1292                 break;
1293         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1294                 free_tio(tio);
1295                 dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1296                 break;
1297         default:
1298                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1299                 BUG();
1300         }
1301
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1306 {
1307         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1308         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1313  */
1314 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1315                      sector_t sector, unsigned len)
1316 {
1317         struct bio *clone = &tio->clone;
1318
1319         __bio_clone_fast(clone, bio);
1320
1321         if (unlikely(bio_integrity(bio) != NULL)) {
1322                 int r;
1323
1324                 if (unlikely(!dm_target_has_integrity(tio->ti->type) &&
1325                              !dm_target_passes_integrity(tio->ti->type))) {
1326                         DMWARN("%s: the target %s doesn't support integrity data.",
1327                                 dm_device_name(tio->io->md),
1328                                 tio->ti->type->name);
1329                         return -EIO;
1330                 }
1331
1332                 r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1333                 if (r < 0)
1334                         return r;
1335         }
1336
1337         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1338         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1339
1340         if (unlikely(bio_integrity(bio) != NULL))
1341                 bio_integrity_trim(clone);
1342
1343         return 0;
1344 }
1345
1346 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1347                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1348 {
1349         struct dm_target_io *tio;
1350         int try;
1351
1352         if (!num_bios)
1353                 return;
1354
1355         if (num_bios == 1) {
1356                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1357                 bio_list_add(blist, &tio->clone);
1358                 return;
1359         }
1360
1361         for (try = 0; try < 2; try++) {
1362                 int bio_nr;
1363                 struct bio *bio;
1364
1365                 if (try)
1366                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1367                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1368                         tio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1369                         if (!tio)
1370                                 break;
1371
1372                         bio_list_add(blist, &tio->clone);
1373                 }
1374                 if (try)
1375                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1376                 if (bio_nr == num_bios)
1377                         return;
1378
1379                 while ((bio = bio_list_pop(blist))) {
1380                         tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1381                         free_tio(tio);
1382                 }
1383         }
1384 }
1385
1386 static blk_qc_t __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1387                                            struct dm_target_io *tio, unsigned *len)
1388 {
1389         struct bio *clone = &tio->clone;
1390
1391         tio->len_ptr = len;
1392
1393         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1394         if (len)
1395                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1396
1397         return __map_bio(tio);
1398 }
1399
1400 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1401                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1402 {
1403         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1404         struct bio *bio;
1405         struct dm_target_io *tio;
1406
1407         alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1408
1409         while ((bio = bio_list_pop(&blist))) {
1410                 tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1411                 (void) __clone_and_map_simple_bio(ci, tio, len);
1412         }
1413 }
1414
1415 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1416 {
1417         unsigned target_nr = 0;
1418         struct dm_target *ti;
1419
1420         /*
1421          * Empty flush uses a statically initialized bio, &md->flush_bio, as
1422          * the base for cloning.  However, blkg association requires that a
1423          * bdev is associated with a gendisk, which doesn't happen until the
1424          * bdev is opened.  So, blkg association is done at issue time of the
1425          * flush rather than when the device is created in alloc_dev().
1426          */
1427         bio_set_dev(ci->bio, ci->io->md->bdev);
1428
1429         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1430         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1431                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1432
1433         bio_disassociate_blkg(ci->bio);
1434
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1439                                     sector_t sector, unsigned *len)
1440 {
1441         struct bio *bio = ci->bio;
1442         struct dm_target_io *tio;
1443         int r;
1444
1445         tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1446         tio->len_ptr = len;
1447         r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1448         if (r < 0) {
1449                 free_tio(tio);
1450                 return r;
1451         }
1452         (void) __map_bio(tio);
1453
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1458
1459 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1460 {
1461         return ti->num_discard_bios;
1462 }
1463
1464 static unsigned get_num_secure_erase_bios(struct dm_target *ti)
1465 {
1466         return ti->num_secure_erase_bios;
1467 }
1468
1469 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1470 {
1471         return ti->num_write_same_bios;
1472 }
1473
1474 static unsigned get_num_write_zeroes_bios(struct dm_target *ti)
1475 {
1476         return ti->num_write_zeroes_bios;
1477 }
1478
1479 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1480
1481 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1482 {
1483         return ti->split_discard_bios;
1484 }
1485
1486 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1487                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1488                                        is_split_required_fn is_split_required)
1489 {
1490         unsigned len;
1491         unsigned num_bios;
1492
1493         /*
1494          * Even though the device advertised support for this type of
1495          * request, that does not mean every target supports it, and
1496          * reconfiguration might also have changed that since the
1497          * check was performed.
1498          */
1499         num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1500         if (!num_bios)
1501                 return -EOPNOTSUPP;
1502
1503         if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1504                 len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1505         else
1506                 len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1507
1508         __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1509
1510         ci->sector += len;
1511         ci->sector_count -= len;
1512
1513         return 0;
1514 }
1515
1516 static int __send_discard(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1517 {
1518         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_discard_bios,
1519                                            is_split_required_for_discard);
1520 }
1521
1522 static int __send_secure_erase(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1523 {
1524         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_secure_erase_bios, NULL);
1525 }
1526
1527 static int __send_write_same(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1528 {
1529         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_same_bios, NULL);
1530 }
1531
1532 static int __send_write_zeroes(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1533 {
1534         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_zeroes_bios, NULL);
1535 }
1536
1537 static bool __process_abnormal_io(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1538                                   int *result)
1539 {
1540         struct bio *bio = ci->bio;
1541
1542         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1543                 *result = __send_discard(ci, ti);
1544         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1545                 *result = __send_secure_erase(ci, ti);
1546         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
1547                 *result = __send_write_same(ci, ti);
1548         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
1549                 *result = __send_write_zeroes(ci, ti);
1550         else
1551                 return false;
1552
1553         return true;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1558  */
1559 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1560 {
1561         struct dm_target *ti;
1562         unsigned len;
1563         int r;
1564
1565         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1566         if (!dm_target_is_valid(ti))
1567                 return -EIO;
1568
1569         if (unlikely(__process_abnormal_io(ci, ti, &r)))
1570                 return r;
1571
1572         len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti), ci->sector_count);
1573
1574         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1575         if (r < 0)
1576                 return r;
1577
1578         ci->sector += len;
1579         ci->sector_count -= len;
1580
1581         return 0;
1582 }
1583
1584 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1585                             struct dm_table *map, struct bio *bio)
1586 {
1587         ci->map = map;
1588         ci->io = alloc_io(md, bio);
1589         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1594  */
1595 static blk_qc_t __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1596                                         struct dm_table *map, struct bio *bio)
1597 {
1598         struct clone_info ci;
1599         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1600         int error = 0;
1601
1602         if (unlikely(!map)) {
1603                 bio_io_error(bio);
1604                 return ret;
1605         }
1606
1607         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1608
1609         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1610                 ci.bio = &ci.io->md->flush_bio;
1611                 ci.sector_count = 0;
1612                 error = __send_empty_flush(&ci);
1613                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1614         } else if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
1615                 ci.bio = bio;
1616                 ci.sector_count = 0;
1617                 error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1618         } else {
1619                 ci.bio = bio;
1620                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1621                 while (ci.sector_count && !error) {
1622                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1623                         if (current->bio_list && ci.sector_count && !error) {
1624                                 /*
1625                                  * Remainder must be passed to generic_make_request()
1626                                  * so that it gets handled *after* bios already submitted
1627                                  * have been completely processed.
1628                                  * We take a clone of the original to store in
1629                                  * ci.io->orig_bio to be used by end_io_acct() and
1630                                  * for dec_pending to use for completion handling.
1631                                  */
1632                                 struct bio *b = bio_split(bio, bio_sectors(bio) - ci.sector_count,
1633                                                           GFP_NOIO, &md->queue->bio_split);
1634                                 ci.io->orig_bio = b;
1635                                 bio_chain(b, bio);
1636                                 ret = generic_make_request(bio);
1637                                 break;
1638                         }
1639                 }
1640         }
1641
1642         /* drop the extra reference count */
1643         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1644         return ret;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Optimized variant of __split_and_process_bio that leverages the
1649  * fact that targets that use it do _not_ have a need to split bios.
1650  */
1651 static blk_qc_t __process_bio(struct mapped_device *md,
1652                               struct dm_table *map, struct bio *bio)
1653 {
1654         struct clone_info ci;
1655         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1656         int error = 0;
1657
1658         if (unlikely(!map)) {
1659                 bio_io_error(bio);
1660                 return ret;
1661         }
1662
1663         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1664
1665         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1666                 ci.bio = &ci.io->md->flush_bio;
1667                 ci.sector_count = 0;
1668                 error = __send_empty_flush(&ci);
1669                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1670         } else {
1671                 struct dm_target *ti = md->immutable_target;
1672                 struct dm_target_io *tio;
1673
1674                 /*
1675                  * Defend against IO still getting in during teardown
1676                  * - as was seen for a time with nvme-fcloop
1677                  */
1678                 if (WARN_ON_ONCE(!ti || !dm_target_is_valid(ti))) {
1679                         error = -EIO;
1680                         goto out;
1681                 }
1682
1683                 ci.bio = bio;
1684                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1685                 if (unlikely(__process_abnormal_io(&ci, ti, &error)))
1686                         goto out;
1687
1688                 tio = alloc_tio(&ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1689                 ret = __clone_and_map_simple_bio(&ci, tio, NULL);
1690         }
1691 out:
1692         /* drop the extra reference count */
1693         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1694         return ret;
1695 }
1696
1697 typedef blk_qc_t (process_bio_fn)(struct mapped_device *, struct dm_table *, struct bio *);
1698
1699 static blk_qc_t __dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1700                                   process_bio_fn process_bio)
1701 {
1702         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1703         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1704         int srcu_idx;
1705         struct dm_table *map;
1706
1707         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1708
1709         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1710         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1711                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1712
1713                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1714                         queue_io(md, bio);
1715                 else
1716                         bio_io_error(bio);
1717                 return ret;
1718         }
1719
1720         ret = process_bio(md, map, bio);
1721
1722         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1723         return ret;
1724 }
1725
1726 /*
1727  * The request function that remaps the bio to one target and
1728  * splits off any remainder.
1729  */
1730 static blk_qc_t dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1731 {
1732         return __dm_make_request(q, bio, __split_and_process_bio);
1733 }
1734
1735 static blk_qc_t dm_make_request_nvme(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1736 {
1737         return __dm_make_request(q, bio, __process_bio);
1738 }
1739
1740 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1741 {
1742         int r = bdi_bits;
1743         struct mapped_device *md = congested_data;
1744         struct dm_table *map;
1745
1746         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1747                 if (dm_request_based(md)) {
1748                         /*
1749                          * With request-based DM we only need to check the
1750                          * top-level queue for congestion.
1751                          */
1752                         r = md->queue->backing_dev_info->wb.state & bdi_bits;
1753                 } else {
1754                         map = dm_get_live_table_fast(md);
1755                         if (map)
1756                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1757                         dm_put_live_table_fast(md);
1758                 }
1759         }
1760
1761         return r;
1762 }
1763
1764 /*-----------------------------------------------------------------
1765  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1766  *---------------------------------------------------------------*/
1767 static void free_minor(int minor)
1768 {
1769         spin_lock(&_minor_lock);
1770         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1771         spin_unlock(&_minor_lock);
1772 }
1773
1774 /*
1775  * See if the device with a specific minor # is free.
1776  */
1777 static int specific_minor(int minor)
1778 {
1779         int r;
1780
1781         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1782                 return -EINVAL;
1783
1784         idr_preload(GFP_KERNEL);
1785         spin_lock(&_minor_lock);
1786
1787         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1788
1789         spin_unlock(&_minor_lock);
1790         idr_preload_end();
1791         if (r < 0)
1792                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1793         return 0;
1794 }
1795
1796 static int next_free_minor(int *minor)
1797 {
1798         int r;
1799
1800         idr_preload(GFP_KERNEL);
1801         spin_lock(&_minor_lock);
1802
1803         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1804
1805         spin_unlock(&_minor_lock);
1806         idr_preload_end();
1807         if (r < 0)
1808                 return r;
1809         *minor = r;
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1814 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1815
1816 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1817
1818 static void dm_init_normal_md_queue(struct mapped_device *md)
1819 {
1820         /*
1821          * Initialize aspects of queue that aren't relevant for blk-mq
1822          */
1823         md->queue->backing_dev_info->congested_fn = dm_any_congested;
1824 }
1825
1826 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1827 {
1828         if (md->wq)
1829                 destroy_workqueue(md->wq);
1830         bioset_exit(&md->bs);
1831         bioset_exit(&md->io_bs);
1832
1833         if (md->dax_dev) {
1834                 kill_dax(md->dax_dev);
1835                 put_dax(md->dax_dev);
1836                 md->dax_dev = NULL;
1837         }
1838
1839         if (md->disk) {
1840                 spin_lock(&_minor_lock);
1841                 md->disk->private_data = NULL;
1842                 spin_unlock(&_minor_lock);
1843                 del_gendisk(md->disk);
1844                 put_disk(md->disk);
1845         }
1846
1847         if (md->queue)
1848                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1849
1850         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1851
1852         if (md->bdev) {
1853                 bdput(md->bdev);
1854                 md->bdev = NULL;
1855         }
1856
1857         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1858         mutex_destroy(&md->type_lock);
1859         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1860
1861         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1866  */
1867 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1868 {
1869         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1870         struct dax_device *dax_dev = NULL;
1871         struct mapped_device *md;
1872         void *old_md;
1873
1874         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1875         if (!md) {
1876                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1877                 return NULL;
1878         }
1879
1880         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1881                 goto bad_module_get;
1882
1883         /* get a minor number for the dev */
1884         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1885                 r = next_free_minor(&minor);
1886         else
1887                 r = specific_minor(minor);
1888         if (r < 0)
1889                 goto bad_minor;
1890
1891         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1892         if (r < 0)
1893                 goto bad_io_barrier;
1894
1895         md->numa_node_id = numa_node_id;
1896         md->init_tio_pdu = false;
1897         md->type = DM_TYPE_NONE;
1898         mutex_init(&md->suspend_lock);
1899         mutex_init(&md->type_lock);
1900         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1901         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1902         atomic_set(&md->holders, 1);
1903         atomic_set(&md->open_count, 0);
1904         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1905         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1906         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1907         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1908         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1909
1910         md->queue = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, numa_node_id);
1911         if (!md->queue)
1912                 goto bad;
1913         md->queue->queuedata = md;
1914         md->queue->backing_dev_info->congested_data = md;
1915
1916         md->disk = alloc_disk_node(1, md->numa_node_id);
1917         if (!md->disk)
1918                 goto bad;
1919
1920         atomic_set(&md->pending[0], 0);
1921         atomic_set(&md->pending[1], 0);
1922         init_waitqueue_head(&md->wait);
1923         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1924         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1925         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1926
1927         md->disk->major = _major;
1928         md->disk->first_minor = minor;
1929         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1930         md->disk->queue = md->queue;
1931         md->disk->private_data = md;
1932         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1933
1934         if (IS_ENABLED(CONFIG_DAX_DRIVER)) {
1935                 dax_dev = alloc_dax(md, md->disk->disk_name, &dm_dax_ops);
1936                 if (!dax_dev)
1937                         goto bad;
1938         }
1939         md->dax_dev = dax_dev;
1940
1941         add_disk_no_queue_reg(md->disk);
1942         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1943
1944         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1945         if (!md->wq)
1946                 goto bad;
1947
1948         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1949         if (!md->bdev)
1950                 goto bad;
1951
1952         bio_init(&md->flush_bio, NULL, 0);
1953         md->flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1954
1955         dm_stats_init(&md->stats);
1956
1957         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1958         spin_lock(&_minor_lock);
1959         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1960         spin_unlock(&_minor_lock);
1961
1962         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1963
1964         return md;
1965
1966 bad:
1967         cleanup_mapped_device(md);
1968 bad_io_barrier:
1969         free_minor(minor);
1970 bad_minor:
1971         module_put(THIS_MODULE);
1972 bad_module_get:
1973         kvfree(md);
1974         return NULL;
1975 }
1976
1977 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1978
1979 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1980 {
1981         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
1982
1983         unlock_fs(md);
1984
1985         cleanup_mapped_device(md);
1986
1987         free_table_devices(&md->table_devices);
1988         dm_stats_cleanup(&md->stats);
1989         free_minor(minor);
1990
1991         module_put(THIS_MODULE);
1992         kvfree(md);
1993 }
1994
1995 static int __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1996 {
1997         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
1998         int ret = 0;
1999
2000         if (dm_table_bio_based(t)) {
2001                 /*
2002                  * The md may already have mempools that need changing.
2003                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
2004                  * because a different table was loaded.
2005                  */
2006                 bioset_exit(&md->bs);
2007                 bioset_exit(&md->io_bs);
2008
2009         } else if (bioset_initialized(&md->bs)) {
2010                 /*
2011                  * There's no need to reload with request-based dm
2012                  * because the size of front_pad doesn't change.
2013                  * Note for future: If you are to reload bioset,
2014                  * prep-ed requests in the queue may refer
2015                  * to bio from the old bioset, so you must walk
2016                  * through the queue to unprep.
2017                  */
2018                 goto out;
2019         }
2020
2021         BUG_ON(!p ||
2022                bioset_initialized(&md->bs) ||
2023                bioset_initialized(&md->io_bs));
2024
2025         ret = bioset_init_from_src(&md->bs, &p->bs);
2026         if (ret)
2027                 goto out;
2028         ret = bioset_init_from_src(&md->io_bs, &p->io_bs);
2029         if (ret)
2030                 bioset_exit(&md->bs);
2031 out:
2032         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
2033         dm_table_free_md_mempools(t);
2034         return ret;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Bind a table to the device.
2039  */
2040 static void event_callback(void *context)
2041 {
2042         unsigned long flags;
2043         LIST_HEAD(uevents);
2044         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2045
2046         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2047         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2048         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2049
2050         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2051
2052         atomic_inc(&md->event_nr);
2053         wake_up(&md->eventq);
2054         dm_issue_global_event();
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2059  */
2060 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2061 {
2062         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2063
2064         set_capacity(md->disk, size);
2065
2066         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Returns old map, which caller must destroy.
2071  */
2072 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2073                                struct queue_limits *limits)
2074 {
2075         struct dm_table *old_map;
2076         struct request_queue *q = md->queue;
2077         bool request_based = dm_table_request_based(t);
2078         sector_t size;
2079         int ret;
2080
2081         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2082
2083         size = dm_table_get_size(t);
2084
2085         /*
2086          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2087          */
2088         if (size != dm_get_size(md))
2089                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2090
2091         __set_size(md, size);
2092
2093         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2094
2095         /*
2096          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2097          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2098          * I/O mapping before resume.
2099          * This must be done before setting the queue restrictions,
2100          * because request-based dm may be run just after the setting.
2101          */
2102         if (request_based)
2103                 dm_stop_queue(q);
2104
2105         if (request_based || md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
2106                 /*
2107                  * Leverage the fact that request-based DM targets and
2108                  * NVMe bio based targets are immutable singletons
2109                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq;
2110                  *   and __process_bio.
2111                  */
2112                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2113         }
2114
2115         ret = __bind_mempools(md, t);
2116         if (ret) {
2117                 old_map = ERR_PTR(ret);
2118                 goto out;
2119         }
2120
2121         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2122         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2123         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2124
2125         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2126         if (old_map)
2127                 dm_sync_table(md);
2128
2129 out:
2130         return old_map;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Returns unbound table for the caller to free.
2135  */
2136 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2137 {
2138         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2139
2140         if (!map)
2141                 return NULL;
2142
2143         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2144         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2145         dm_sync_table(md);
2146
2147         return map;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Constructor for a new device.
2152  */
2153 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2154 {
2155         int r;
2156         struct mapped_device *md;
2157
2158         md = alloc_dev(minor);
2159         if (!md)
2160                 return -ENXIO;
2161
2162         r = dm_sysfs_init(md);
2163         if (r) {
2164                 free_dev(md);
2165                 return r;
2166         }
2167
2168         *result = md;
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Functions to manage md->type.
2174  * All are required to hold md->type_lock.
2175  */
2176 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2177 {
2178         mutex_lock(&md->type_lock);
2179 }
2180
2181 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2182 {
2183         mutex_unlock(&md->type_lock);
2184 }
2185
2186 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2187 {
2188         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2189         md->type = type;
2190 }
2191
2192 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2193 {
2194         return md->type;
2195 }
2196
2197 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2198 {
2199         return md->immutable_target_type;
2200 }
2201
2202 /*
2203  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2204  * count on 'md'.
2205  */
2206 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2207 {
2208         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2209         return &md->queue->limits;
2210 }
2211 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2212
2213 /*
2214  * Setup the DM device's queue based on md's type
2215  */
2216 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2217 {
2218         int r;
2219         struct queue_limits limits;
2220         enum dm_queue_mode type = dm_get_md_type(md);
2221
2222         switch (type) {
2223         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2224                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2225                 if (r) {
2226                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
2227                         return r;
2228                 }
2229                 break;
2230         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2231         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2232                 dm_init_normal_md_queue(md);
2233                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request);
2234                 break;
2235         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2236                 dm_init_normal_md_queue(md);
2237                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request_nvme);
2238                 break;
2239         case DM_TYPE_NONE:
2240                 WARN_ON_ONCE(true);
2241                 break;
2242         }
2243
2244         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2245         if (r) {
2246                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2247                 return r;
2248         }
2249         dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2250         blk_register_queue(md->disk);
2251
2252         return 0;
2253 }
2254
2255 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2256 {
2257         struct mapped_device *md;
2258         unsigned minor = MINOR(dev);
2259
2260         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2261                 return NULL;
2262
2263         spin_lock(&_minor_lock);
2264
2265         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2266         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2267             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2268                 md = NULL;
2269                 goto out;
2270         }
2271         dm_get(md);
2272 out:
2273         spin_unlock(&_minor_lock);
2274
2275         return md;
2276 }
2277 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2278
2279 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2280 {
2281         return md->interface_ptr;
2282 }
2283
2284 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2285 {
2286         md->interface_ptr = ptr;
2287 }
2288
2289 void dm_get(struct mapped_device *md)
2290 {
2291         atomic_inc(&md->holders);
2292         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2293 }
2294
2295 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2296 {
2297         spin_lock(&_minor_lock);
2298         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2299                 spin_unlock(&_minor_lock);
2300                 return -EBUSY;
2301         }
2302         dm_get(md);
2303         spin_unlock(&_minor_lock);
2304         return 0;
2305 }
2306 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2307
2308 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2309 {
2310         return md->name;
2311 }
2312 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2313
2314 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2315 {
2316         struct dm_table *map;
2317         int srcu_idx;
2318
2319         might_sleep();
2320
2321         spin_lock(&_minor_lock);
2322         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2323         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2324         spin_unlock(&_minor_lock);
2325
2326         blk_set_queue_dying(md->queue);
2327
2328         /*
2329          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2330          * do not race with internal suspend.
2331          */
2332         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2333         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2334         if (!dm_suspended_md(md)) {
2335                 dm_table_presuspend_targets(map);
2336                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2337         }
2338         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2339         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2340         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2341
2342         /*
2343          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2344          * for example.  Wait for all references to disappear.
2345          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2346          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2347          */
2348         if (wait)
2349                 while (atomic_read(&md->holders))
2350                         msleep(1);
2351         else if (atomic_read(&md->holders))
2352                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2353                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2354
2355         dm_sysfs_exit(md);
2356         dm_table_destroy(__unbind(md));
2357         free_dev(md);
2358 }
2359
2360 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2361 {
2362         __dm_destroy(md, true);
2363 }
2364
2365 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2366 {
2367         __dm_destroy(md, false);
2368 }
2369
2370 void dm_put(struct mapped_device *md)
2371 {
2372         atomic_dec(&md->holders);
2373 }
2374 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2375
2376 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2377 {
2378         int r = 0;
2379         DEFINE_WAIT(wait);
2380
2381         while (1) {
2382                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2383
2384                 if (!md_in_flight(md))
2385                         break;
2386
2387                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2388                         r = -EINTR;
2389                         break;
2390                 }
2391
2392                 io_schedule();
2393         }
2394         finish_wait(&md->wait, &wait);
2395
2396         return r;
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Process the deferred bios
2401  */
2402 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2403 {
2404         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2405                                                 work);
2406         struct bio *c;
2407         int srcu_idx;
2408         struct dm_table *map;
2409
2410         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2411
2412         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2413                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2414                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2415                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2416
2417                 if (!c)
2418                         break;
2419
2420                 if (dm_request_based(md))
2421                         generic_make_request(c);
2422                 else
2423                         __split_and_process_bio(md, map, c);
2424         }
2425
2426         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2427 }
2428
2429 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2430 {
2431         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2432         smp_mb__after_atomic();
2433         queue_work(md->wq, &md->work);
2434 }
2435
2436 /*
2437  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2438  */
2439 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2440 {
2441         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2442         struct queue_limits limits;
2443         int r;
2444
2445         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2446
2447         /* device must be suspended */
2448         if (!dm_suspended_md(md))
2449                 goto out;
2450
2451         /*
2452          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2453          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2454          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2455          * reappear.
2456          */
2457         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2458                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2459                 if (live_map)
2460                         limits = md->queue->limits;
2461                 dm_put_live_table_fast(md);
2462         }
2463
2464         if (!live_map) {
2465                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2466                 if (r) {
2467                         map = ERR_PTR(r);
2468                         goto out;
2469                 }
2470         }
2471
2472         map = __bind(md, table, &limits);
2473         dm_issue_global_event();
2474
2475 out:
2476         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2477         return map;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2482  * device.
2483  */
2484 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2485 {
2486         int r;
2487
2488         WARN_ON(md->frozen_sb);
2489
2490         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2491         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2492                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2493                 md->frozen_sb = NULL;
2494                 return r;
2495         }
2496
2497         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2498
2499         return 0;
2500 }
2501
2502 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2503 {
2504         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2505                 return;
2506
2507         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2508         md->frozen_sb = NULL;
2509         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2510 }
2511
2512 /*
2513  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2514  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2515  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2516  *
2517  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2518  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2519  * are being added to md->deferred list.
2520  */
2521 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2522                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2523                         int dmf_suspended_flag)
2524 {
2525         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2526         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2527         int r;
2528
2529         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2530
2531         /*
2532          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2533          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2534          */
2535         if (noflush)
2536                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2537         else
2538                 pr_debug("%s: suspending with flush\n", dm_device_name(md));
2539
2540         /*
2541          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2542          * provide the .presuspend_undo hook.
2543          */
2544         dm_table_presuspend_targets(map);
2545
2546         /*
2547          * Flush I/O to the device.
2548          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2549          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2550          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2551          */
2552         if (!noflush && do_lockfs) {
2553                 r = lock_fs(md);
2554                 if (r) {
2555                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2556                         return r;
2557                 }
2558         }
2559
2560         /*
2561          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2562          * to target drivers i.e. no one may be executing
2563          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2564          * dm_wq_work.
2565          *
2566          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2567          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2568          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2569          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2570          * flush_workqueue(md->wq).
2571          */
2572         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2573         if (map)
2574                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2575
2576         /*
2577          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2578          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2579          */
2580         if (dm_request_based(md))
2581                 dm_stop_queue(md->queue);
2582
2583         flush_workqueue(md->wq);
2584
2585         /*
2586          * At this point no more requests are entering target request routines.
2587          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2588          * to finish.
2589          */
2590         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2591         if (!r)
2592                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2593
2594         if (noflush)
2595                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2596         if (map)
2597                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2598
2599         /* were we interrupted ? */
2600         if (r < 0) {
2601                 dm_queue_flush(md);
2602
2603                 if (dm_request_based(md))
2604                         dm_start_queue(md->queue);
2605
2606                 unlock_fs(md);
2607                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2608                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2609         }
2610
2611         return r;
2612 }
2613
2614 /*
2615  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2616  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2617  * the background.  Before the table can be swapped with
2618  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2619  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2620  */
2621 /*
2622  * Suspend mechanism in request-based dm.
2623  *
2624  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2625  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2626  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2627  *
2628  * To abort suspend, start the request_queue.
2629  */
2630 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2631 {
2632         struct dm_table *map = NULL;
2633         int r = 0;
2634
2635 retry:
2636         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2637
2638         if (dm_suspended_md(md)) {
2639                 r = -EINVAL;
2640                 goto out_unlock;
2641         }
2642
2643         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2644                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2645                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2646                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2647                 if (r)
2648                         return r;
2649                 goto retry;
2650         }
2651
2652         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2653
2654         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2655         if (r)
2656                 goto out_unlock;
2657
2658         dm_table_postsuspend_targets(map);
2659
2660 out_unlock:
2661         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2662         return r;
2663 }
2664
2665 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2666 {
2667         if (map) {
2668                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2669                 if (r)
2670                         return r;
2671         }
2672
2673         dm_queue_flush(md);
2674
2675         /*
2676          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2677          * so that mapping of targets can work correctly.
2678          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2679          */
2680         if (dm_request_based(md))
2681                 dm_start_queue(md->queue);
2682
2683         unlock_fs(md);
2684
2685         return 0;
2686 }
2687
2688 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2689 {
2690         int r;
2691         struct dm_table *map = NULL;
2692
2693 retry:
2694         r = -EINVAL;
2695         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2696
2697         if (!dm_suspended_md(md))
2698                 goto out;
2699
2700         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2701                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2702                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2703                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2704                 if (r)
2705                         return r;
2706                 goto retry;
2707         }
2708
2709         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2710         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2711                 goto out;
2712
2713         r = __dm_resume(md, map);
2714         if (r)
2715                 goto out;
2716
2717         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2718 out:
2719         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2720
2721         return r;
2722 }
2723
2724 /*
2725  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2726  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2727  * It may be used only from the kernel.
2728  */
2729
2730 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2731 {
2732         struct dm_table *map = NULL;
2733
2734         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2735
2736         if (md->internal_suspend_count++)
2737                 return; /* nested internal suspend */
2738
2739         if (dm_suspended_md(md)) {
2740                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2741                 return; /* nest suspend */
2742         }
2743
2744         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2745
2746         /*
2747          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2748          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2749          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2750          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2751          */
2752         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2753                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2754
2755         dm_table_postsuspend_targets(map);
2756 }
2757
2758 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2759 {
2760         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2761
2762         if (--md->internal_suspend_count)
2763                 return; /* resume from nested internal suspend */
2764
2765         if (dm_suspended_md(md))
2766                 goto done; /* resume from nested suspend */
2767
2768         /*
2769          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2770          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2771          */
2772         (void) __dm_resume(md, NULL);
2773
2774 done:
2775         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2776         smp_mb__after_atomic();
2777         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2778 }
2779
2780 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2781 {
2782         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2783         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2784         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2785 }
2786 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2787
2788 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2789 {
2790         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2791         __dm_internal_resume(md);
2792         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2793 }
2794 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2795
2796 /*
2797  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2798  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2799  */
2800
2801 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2802 {
2803         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2804         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2805                 return;
2806
2807         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2808         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2809         flush_workqueue(md->wq);
2810         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2811 }
2812 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2813
2814 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2815 {
2816         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2817                 goto done;
2818
2819         dm_queue_flush(md);
2820
2821 done:
2822         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2823 }
2824 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2825
2826 /*-----------------------------------------------------------------
2827  * Event notification.
2828  *---------------------------------------------------------------*/
2829 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2830                        unsigned cookie)
2831 {
2832         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2833         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2834
2835         if (!cookie)
2836                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2837         else {
2838                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2839                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2840                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2841                                           action, envp);
2842         }
2843 }
2844
2845 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2846 {
2847         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2848 }
2849
2850 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2851 {
2852         return atomic_read(&md->event_nr);
2853 }
2854
2855 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2856 {
2857         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2858                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2859 }
2860
2861 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2862 {
2863         unsigned long flags;
2864
2865         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2866         list_add(elist, &md->uevent_list);
2867         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2868 }
2869
2870 /*
2871  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2872  * count on 'md'.
2873  */
2874 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2875 {
2876         return md->disk;
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2879
2880 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2881 {
2882         return &md->kobj_holder.kobj;
2883 }
2884
2885 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2886 {
2887         struct mapped_device *md;
2888
2889         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2890
2891         spin_lock(&_minor_lock);
2892         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2893                 md = NULL;
2894                 goto out;
2895         }
2896         dm_get(md);
2897 out:
2898         spin_unlock(&_minor_lock);
2899
2900         return md;
2901 }
2902
2903 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2904 {
2905         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2906 }
2907
2908 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2909 {
2910         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2911 }
2912
2913 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2914 {
2915         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2916 }
2917
2918 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2919 {
2920         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2921 }
2922 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2923
2924 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2925 {
2926         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2927 }
2928 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2929
2930 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type,
2931                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size,
2932                                             unsigned min_pool_size)
2933 {
2934         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2935         unsigned int pool_size = 0;
2936         unsigned int front_pad, io_front_pad;
2937         int ret;
2938
2939         if (!pools)
2940                 return NULL;
2941
2942         switch (type) {
2943         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2944         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2945         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2946                 pool_size = max(dm_get_reserved_bio_based_ios(), min_pool_size);
2947                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2948                 io_front_pad = roundup(front_pad,  __alignof__(struct dm_io)) + offsetof(struct dm_io, tio);
2949                 ret = bioset_init(&pools->io_bs, pool_size, io_front_pad, 0);
2950                 if (ret)
2951                         goto out;
2952                 if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->io_bs, pool_size))
2953                         goto out;
2954                 break;
2955         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2956                 pool_size = max(dm_get_reserved_rq_based_ios(), min_pool_size);
2957                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2958                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2959                 break;
2960         default:
2961                 BUG();
2962         }
2963
2964         ret = bioset_init(&pools->bs, pool_size, front_pad, 0);
2965         if (ret)
2966                 goto out;
2967
2968         if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->bs, pool_size))
2969                 goto out;
2970
2971         return pools;
2972
2973 out:
2974         dm_free_md_mempools(pools);
2975
2976         return NULL;
2977 }
2978
2979 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2980 {
2981         if (!pools)
2982                 return;
2983
2984         bioset_exit(&pools->bs);
2985         bioset_exit(&pools->io_bs);
2986
2987         kfree(pools);
2988 }
2989
2990 struct dm_pr {
2991         u64     old_key;
2992         u64     new_key;
2993         u32     flags;
2994         bool    fail_early;
2995 };
2996
2997 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
2998                       void *data)
2999 {
3000         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3001         struct dm_table *table;
3002         struct dm_target *ti;
3003         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
3004
3005         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
3006         if (!table || !dm_table_get_size(table))
3007                 goto out;
3008
3009         /* We only support devices that have a single target */
3010         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
3011                 goto out;
3012         ti = dm_table_get_target(table, 0);
3013
3014         ret = -EINVAL;
3015         if (!ti->type->iterate_devices)
3016                 goto out;
3017
3018         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
3019 out:
3020         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
3021         return ret;
3022 }
3023
3024 /*
3025  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
3026  */
3027 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3028                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3029 {
3030         struct dm_pr *pr = data;
3031         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3032
3033         if (!ops || !ops->pr_register)
3034                 return -EOPNOTSUPP;
3035         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3036 }
3037
3038 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3039                           u32 flags)
3040 {
3041         struct dm_pr pr = {
3042                 .old_key        = old_key,
3043                 .new_key        = new_key,
3044                 .flags          = flags,
3045                 .fail_early     = true,
3046         };
3047         int ret;
3048
3049         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3050         if (ret && new_key) {
3051                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
3052                 pr.old_key = new_key;
3053                 pr.new_key = 0;
3054                 pr.flags = 0;
3055                 pr.fail_early = false;
3056                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3057         }
3058
3059         return ret;
3060 }
3061
3062 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3063                          u32 flags)
3064 {
3065         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3066         const struct pr_ops *ops;
3067         int r, srcu_idx;
3068
3069         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3070         if (r < 0)
3071                 goto out;
3072
3073         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3074         if (ops && ops->pr_reserve)
3075                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
3076         else
3077                 r = -EOPNOTSUPP;
3078 out:
3079         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3080         return r;
3081 }
3082
3083 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3084 {
3085         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3086         const struct pr_ops *ops;
3087         int r, srcu_idx;
3088
3089         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3090         if (r < 0)
3091                 goto out;
3092
3093         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3094         if (ops && ops->pr_release)
3095                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
3096         else
3097                 r = -EOPNOTSUPP;
3098 out:
3099         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3100         return r;
3101 }
3102
3103 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3104                          enum pr_type type, bool abort)
3105 {
3106         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3107         const struct pr_ops *ops;
3108         int r, srcu_idx;
3109
3110         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3111         if (r < 0)
3112                 goto out;
3113
3114         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3115         if (ops && ops->pr_preempt)
3116                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
3117         else
3118                 r = -EOPNOTSUPP;
3119 out:
3120         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3121         return r;
3122 }
3123
3124 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3125 {
3126         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3127         const struct pr_ops *ops;
3128         int r, srcu_idx;
3129
3130         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3131         if (r < 0)
3132                 goto out;
3133
3134         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3135         if (ops && ops->pr_clear)
3136                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3137         else
3138                 r = -EOPNOTSUPP;
3139 out:
3140         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3141         return r;
3142 }
3143
3144 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3145         .pr_register    = dm_pr_register,
3146         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3147         .pr_release     = dm_pr_release,
3148         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3149         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3150 };
3151
3152 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3153         .open = dm_blk_open,
3154         .release = dm_blk_close,
3155         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3156         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3157         .report_zones = dm_blk_report_zones,
3158         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3159         .owner = THIS_MODULE
3160 };
3161
3162 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3163         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3164         .copy_from_iter = dm_dax_copy_from_iter,
3165         .copy_to_iter = dm_dax_copy_to_iter,
3166 };
3167
3168 /*
3169  * module hooks
3170  */
3171 module_init(dm_init);
3172 module_exit(dm_exit);
3173
3174 module_param(major, uint, 0);
3175 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3176
3177 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3178 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3179
3180 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3181 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3182
3183 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3184 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3185 MODULE_LICENSE("GPL");