Merge tag 'libnvdimm-for-4.17' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nvdim...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / md / dm.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include "dm-core.h"
9 #include "dm-rq.h"
10 #include "dm-uevent.h"
11
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/mutex.h>
15 #include <linux/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_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
462                             struct block_device **bdev)
463         __acquires(md->io_barrier)
464 {
465         struct dm_target *tgt;
466         struct dm_table *map;
467         int r;
468
469 retry:
470         r = -ENOTTY;
471         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
472         if (!map || !dm_table_get_size(map))
473                 return r;
474
475         /* We only support devices that have a single target */
476         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
477                 return r;
478
479         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
480         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
481                 return r;
482
483         if (dm_suspended_md(md))
484                 return -EAGAIN;
485
486         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev);
487         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
488                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
489                 msleep(10);
490                 goto retry;
491         }
492
493         return r;
494 }
495
496 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
497         __releases(md->io_barrier)
498 {
499         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
500 }
501
502 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
503                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
504 {
505         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
506         int r, srcu_idx;
507
508         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
509         if (r < 0)
510                 goto out;
511
512         if (r > 0) {
513                 /*
514                  * Target determined this ioctl is being issued against a
515                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
516                  */
517                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
518                         DMWARN_LIMIT(
519         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
520                                 current->comm, cmd);
521                         r = -ENOIOCTLCMD;
522                         goto out;
523                 }
524         }
525
526         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
527 out:
528         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
529         return r;
530 }
531
532 static void start_io_acct(struct dm_io *io);
533
534 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
535 {
536         struct dm_io *io;
537         struct dm_target_io *tio;
538         struct bio *clone;
539
540         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, md->io_bs);
541         if (!clone)
542                 return NULL;
543
544         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
545         tio->inside_dm_io = true;
546         tio->io = NULL;
547
548         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
549         io->magic = DM_IO_MAGIC;
550         io->status = 0;
551         atomic_set(&io->io_count, 1);
552         io->orig_bio = bio;
553         io->md = md;
554         spin_lock_init(&io->endio_lock);
555
556         start_io_acct(io);
557
558         return io;
559 }
560
561 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
562 {
563         bio_put(&io->tio.clone);
564 }
565
566 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
567                                       unsigned target_bio_nr, gfp_t gfp_mask)
568 {
569         struct dm_target_io *tio;
570
571         if (!ci->io->tio.io) {
572                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
573                 tio = &ci->io->tio;
574         } else {
575                 struct bio *clone = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, ci->io->md->bs);
576                 if (!clone)
577                         return NULL;
578
579                 tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
580                 tio->inside_dm_io = false;
581         }
582
583         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
584         tio->io = ci->io;
585         tio->ti = ti;
586         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
587
588         return tio;
589 }
590
591 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
592 {
593         if (tio->inside_dm_io)
594                 return;
595         bio_put(&tio->clone);
596 }
597
598 int md_in_flight(struct mapped_device *md)
599 {
600         return atomic_read(&md->pending[READ]) +
601                atomic_read(&md->pending[WRITE]);
602 }
603
604 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
605 {
606         struct mapped_device *md = io->md;
607         struct bio *bio = io->orig_bio;
608         int rw = bio_data_dir(bio);
609
610         io->start_time = jiffies;
611
612         generic_start_io_acct(md->queue, rw, bio_sectors(bio), &dm_disk(md)->part0);
613
614         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw],
615                    atomic_inc_return(&md->pending[rw]));
616
617         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
618                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
619                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
620                                     false, 0, &io->stats_aux);
621 }
622
623 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
624 {
625         struct mapped_device *md = io->md;
626         struct bio *bio = io->orig_bio;
627         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
628         int pending;
629         int rw = bio_data_dir(bio);
630
631         generic_end_io_acct(md->queue, rw, &dm_disk(md)->part0, io->start_time);
632
633         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
634                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
635                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
636                                     true, duration, &io->stats_aux);
637
638         /*
639          * After this is decremented the bio must not be touched if it is
640          * a flush.
641          */
642         pending = atomic_dec_return(&md->pending[rw]);
643         atomic_set(&dm_disk(md)->part0.in_flight[rw], pending);
644         pending += atomic_read(&md->pending[rw^0x1]);
645
646         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
647         if (!pending)
648                 wake_up(&md->wait);
649 }
650
651 /*
652  * Add the bio to the list of deferred io.
653  */
654 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
655 {
656         unsigned long flags;
657
658         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
659         bio_list_add(&md->deferred, bio);
660         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
661         queue_work(md->wq, &md->work);
662 }
663
664 /*
665  * Everyone (including functions in this file), should use this
666  * function to access the md->map field, and make sure they call
667  * dm_put_live_table() when finished.
668  */
669 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
670 {
671         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
672
673         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
674 }
675
676 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
677 {
678         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
679 }
680
681 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
682 {
683         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
684         synchronize_rcu_expedited();
685 }
686
687 /*
688  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
689  * The caller must not block between these two functions.
690  */
691 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
692 {
693         rcu_read_lock();
694         return rcu_dereference(md->map);
695 }
696
697 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
698 {
699         rcu_read_unlock();
700 }
701
702 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
703
704 /*
705  * Open a table device so we can use it as a map destination.
706  */
707 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
708                              struct mapped_device *md)
709 {
710         struct block_device *bdev;
711
712         int r;
713
714         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
715
716         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
717         if (IS_ERR(bdev))
718                 return PTR_ERR(bdev);
719
720         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
721         if (r) {
722                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
723                 return r;
724         }
725
726         td->dm_dev.bdev = bdev;
727         td->dm_dev.dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
728         return 0;
729 }
730
731 /*
732  * Close a table device that we've been using.
733  */
734 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
735 {
736         if (!td->dm_dev.bdev)
737                 return;
738
739         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
740         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
741         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
742         td->dm_dev.bdev = NULL;
743         td->dm_dev.dax_dev = NULL;
744 }
745
746 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
747                                               fmode_t mode) {
748         struct table_device *td;
749
750         list_for_each_entry(td, l, list)
751                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
752                         return td;
753
754         return NULL;
755 }
756
757 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
758                         struct dm_dev **result) {
759         int r;
760         struct table_device *td;
761
762         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
763         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
764         if (!td) {
765                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
766                 if (!td) {
767                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
768                         return -ENOMEM;
769                 }
770
771                 td->dm_dev.mode = mode;
772                 td->dm_dev.bdev = NULL;
773
774                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
775                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
776                         kfree(td);
777                         return r;
778                 }
779
780                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
781
782                 refcount_set(&td->count, 1);
783                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
784         } else {
785                 refcount_inc(&td->count);
786         }
787         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
788
789         *result = &td->dm_dev;
790         return 0;
791 }
792 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
793
794 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
795 {
796         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
797
798         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
799         if (refcount_dec_and_test(&td->count)) {
800                 close_table_device(td, md);
801                 list_del(&td->list);
802                 kfree(td);
803         }
804         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
805 }
806 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
807
808 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
809 {
810         struct list_head *tmp, *next;
811
812         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
813                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
814
815                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
816                        td->dm_dev.name, refcount_read(&td->count));
817                 kfree(td);
818         }
819 }
820
821 /*
822  * Get the geometry associated with a dm device
823  */
824 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
825 {
826         *geo = md->geometry;
827
828         return 0;
829 }
830
831 /*
832  * Set the geometry of a device.
833  */
834 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
835 {
836         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
837
838         if (geo->start > sz) {
839                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
840                 return -EINVAL;
841         }
842
843         md->geometry = *geo;
844
845         return 0;
846 }
847
848 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
849 {
850         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
851 }
852
853 /*
854  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
855  * cloned into, completing the original io if necc.
856  */
857 static void dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
858 {
859         unsigned long flags;
860         blk_status_t io_error;
861         struct bio *bio;
862         struct mapped_device *md = io->md;
863
864         /* Push-back supersedes any I/O errors */
865         if (unlikely(error)) {
866                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
867                 if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE && __noflush_suspending(md)))
868                         io->status = error;
869                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
870         }
871
872         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
873                 if (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE) {
874                         /*
875                          * Target requested pushing back the I/O.
876                          */
877                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
878                         if (__noflush_suspending(md))
879                                 /* NOTE early return due to BLK_STS_DM_REQUEUE below */
880                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
881                         else
882                                 /* noflush suspend was interrupted. */
883                                 io->status = BLK_STS_IOERR;
884                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
885                 }
886
887                 io_error = io->status;
888                 bio = io->orig_bio;
889                 end_io_acct(io);
890                 free_io(md, io);
891
892                 if (io_error == BLK_STS_DM_REQUEUE)
893                         return;
894
895                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
896                         /*
897                          * Preflush done for flush with data, reissue
898                          * without REQ_PREFLUSH.
899                          */
900                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
901                         queue_io(md, bio);
902                 } else {
903                         /* done with normal IO or empty flush */
904                         if (io_error)
905                                 bio->bi_status = io_error;
906                         bio_endio(bio);
907                 }
908         }
909 }
910
911 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
912 {
913         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
914
915         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
916         limits->max_write_same_sectors = 0;
917 }
918
919 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
920 {
921         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
922
923         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
924         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
925 }
926
927 static void clone_endio(struct bio *bio)
928 {
929         blk_status_t error = bio->bi_status;
930         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
931         struct dm_io *io = tio->io;
932         struct mapped_device *md = tio->io->md;
933         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
934
935         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET) && md->type != DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
936                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
937                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_same_sectors)
938                         disable_write_same(md);
939                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
940                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_zeroes_sectors)
941                         disable_write_zeroes(md);
942         }
943
944         if (endio) {
945                 int r = endio(tio->ti, bio, &error);
946                 switch (r) {
947                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
948                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
949                         /*FALLTHRU*/
950                 case DM_ENDIO_DONE:
951                         break;
952                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
953                         /* The target will handle the io */
954                         return;
955                 default:
956                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
957                         BUG();
958                 }
959         }
960
961         free_tio(tio);
962         dec_pending(io, error);
963 }
964
965 /*
966  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
967  * target boundary.
968  */
969 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
970 {
971         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
972
973         return ti->len - target_offset;
974 }
975
976 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
977 {
978         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
979         sector_t offset, max_len;
980
981         /*
982          * Does the target need to split even further?
983          */
984         if (ti->max_io_len) {
985                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
986                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
987                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
988                 else
989                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
990                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
991
992                 if (len > max_len)
993                         len = max_len;
994         }
995
996         return len;
997 }
998
999 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1000 {
1001         if (len > UINT_MAX) {
1002                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1003                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1004                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1005                 return -EINVAL;
1006         }
1007
1008         /*
1009          * BIO based queue uses its own splitting. When multipage bvecs
1010          * is switched on, size of the incoming bio may be too big to
1011          * be handled in some targets, such as crypt.
1012          *
1013          * When these targets are ready for the big bio, we can remove
1014          * the limit.
1015          */
1016         ti->max_io_len = min_t(uint32_t, len, BIO_MAX_PAGES * PAGE_SIZE);
1017
1018         return 0;
1019 }
1020 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1021
1022 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1023                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1024 {
1025         struct dm_table *map;
1026         struct dm_target *ti;
1027
1028         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1029         if (!map)
1030                 return NULL;
1031
1032         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1033         if (!dm_target_is_valid(ti))
1034                 return NULL;
1035
1036         return ti;
1037 }
1038
1039 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1040                 long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
1041 {
1042         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1043         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1044         struct dm_target *ti;
1045         long len, ret = -EIO;
1046         int srcu_idx;
1047
1048         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1049
1050         if (!ti)
1051                 goto out;
1052         if (!ti->type->direct_access)
1053                 goto out;
1054         len = max_io_len(sector, ti) / PAGE_SECTORS;
1055         if (len < 1)
1056                 goto out;
1057         nr_pages = min(len, nr_pages);
1058         if (ti->type->direct_access)
1059                 ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, kaddr, pfn);
1060
1061  out:
1062         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1063
1064         return ret;
1065 }
1066
1067 static size_t dm_dax_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1068                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1069 {
1070         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1071         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1072         struct dm_target *ti;
1073         long ret = 0;
1074         int srcu_idx;
1075
1076         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1077
1078         if (!ti)
1079                 goto out;
1080         if (!ti->type->dax_copy_from_iter) {
1081                 ret = copy_from_iter(addr, bytes, i);
1082                 goto out;
1083         }
1084         ret = ti->type->dax_copy_from_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1085  out:
1086         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1087
1088         return ret;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1093  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH and REQ_OP_ZONE_RESET.
1094  *
1095  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1096  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1097  * sent in a next bio.
1098  *
1099  * A diagram that explains the arithmetics:
1100  * +--------------------+---------------+-------+
1101  * |         1          |       2       |   3   |
1102  * +--------------------+---------------+-------+
1103  *
1104  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1105  *                      <------- bi_size ------->
1106  *                      <-- n_sectors -->
1107  *
1108  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1109  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1110  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1111  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1112  *       to make it empty)
1113  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1114  *
1115  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1116  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1117  * copies of the bio.
1118  */
1119 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1120 {
1121         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1122         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1123         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
1124         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1125         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1126         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1127         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1130
1131 /*
1132  * The zone descriptors obtained with a zone report indicate
1133  * zone positions within the target device. The zone descriptors
1134  * must be remapped to match their position within the dm device.
1135  * A target may call dm_remap_zone_report after completion of a
1136  * REQ_OP_ZONE_REPORT bio to remap the zone descriptors obtained
1137  * from the target device mapping to the dm device.
1138  */
1139 void dm_remap_zone_report(struct dm_target *ti, struct bio *bio, sector_t start)
1140 {
1141 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
1142         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1143         struct bio *report_bio = tio->io->orig_bio;
1144         struct blk_zone_report_hdr *hdr = NULL;
1145         struct blk_zone *zone;
1146         unsigned int nr_rep = 0;
1147         unsigned int ofst;
1148         struct bio_vec bvec;
1149         struct bvec_iter iter;
1150         void *addr;
1151
1152         if (bio->bi_status)
1153                 return;
1154
1155         /*
1156          * Remap the start sector of the reported zones. For sequential zones,
1157          * also remap the write pointer position.
1158          */
1159         bio_for_each_segment(bvec, report_bio, iter) {
1160                 addr = kmap_atomic(bvec.bv_page);
1161
1162                 /* Remember the report header in the first page */
1163                 if (!hdr) {
1164                         hdr = addr;
1165                         ofst = sizeof(struct blk_zone_report_hdr);
1166                 } else
1167                         ofst = 0;
1168
1169                 /* Set zones start sector */
1170                 while (hdr->nr_zones && ofst < bvec.bv_len) {
1171                         zone = addr + ofst;
1172                         if (zone->start >= start + ti->len) {
1173                                 hdr->nr_zones = 0;
1174                                 break;
1175                         }
1176                         zone->start = zone->start + ti->begin - start;
1177                         if (zone->type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
1178                                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL)
1179                                         zone->wp = zone->start + zone->len;
1180                                 else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
1181                                         zone->wp = zone->start;
1182                                 else
1183                                         zone->wp = zone->wp + ti->begin - start;
1184                         }
1185                         ofst += sizeof(struct blk_zone);
1186                         hdr->nr_zones--;
1187                         nr_rep++;
1188                 }
1189
1190                 if (addr != hdr)
1191                         kunmap_atomic(addr);
1192
1193                 if (!hdr->nr_zones)
1194                         break;
1195         }
1196
1197         if (hdr) {
1198                 hdr->nr_zones = nr_rep;
1199                 kunmap_atomic(hdr);
1200         }
1201
1202         bio_advance(report_bio, report_bio->bi_iter.bi_size);
1203
1204 #else /* !CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
1205         bio->bi_status = BLK_STS_NOTSUPP;
1206 #endif
1207 }
1208 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_remap_zone_report);
1209
1210 static blk_qc_t __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1211 {
1212         int r;
1213         sector_t sector;
1214         struct bio *clone = &tio->clone;
1215         struct dm_io *io = tio->io;
1216         struct mapped_device *md = io->md;
1217         struct dm_target *ti = tio->ti;
1218         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1219
1220         clone->bi_end_io = clone_endio;
1221
1222         /*
1223          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1224          * anything, the target has assumed ownership of
1225          * this io.
1226          */
1227         atomic_inc(&io->io_count);
1228         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1229
1230         r = ti->type->map(ti, clone);
1231         switch (r) {
1232         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1233                 break;
1234         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1235                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1236                 trace_block_bio_remap(clone->bi_disk->queue, clone,
1237                                       bio_dev(io->orig_bio), sector);
1238                 if (md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED)
1239                         ret = direct_make_request(clone);
1240                 else
1241                         ret = generic_make_request(clone);
1242                 break;
1243         case DM_MAPIO_KILL:
1244                 free_tio(tio);
1245                 dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1246                 break;
1247         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1248                 free_tio(tio);
1249                 dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1250                 break;
1251         default:
1252                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1253                 BUG();
1254         }
1255
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1260 {
1261         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1262         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1267  */
1268 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1269                      sector_t sector, unsigned len)
1270 {
1271         struct bio *clone = &tio->clone;
1272
1273         __bio_clone_fast(clone, bio);
1274
1275         if (unlikely(bio_integrity(bio) != NULL)) {
1276                 int r;
1277
1278                 if (unlikely(!dm_target_has_integrity(tio->ti->type) &&
1279                              !dm_target_passes_integrity(tio->ti->type))) {
1280                         DMWARN("%s: the target %s doesn't support integrity data.",
1281                                 dm_device_name(tio->io->md),
1282                                 tio->ti->type->name);
1283                         return -EIO;
1284                 }
1285
1286                 r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1287                 if (r < 0)
1288                         return r;
1289         }
1290
1291         if (bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_REPORT)
1292                 bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1293         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1294
1295         if (unlikely(bio_integrity(bio) != NULL))
1296                 bio_integrity_trim(clone);
1297
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1302                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1303 {
1304         struct dm_target_io *tio;
1305         int try;
1306
1307         if (!num_bios)
1308                 return;
1309
1310         if (num_bios == 1) {
1311                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1312                 bio_list_add(blist, &tio->clone);
1313                 return;
1314         }
1315
1316         for (try = 0; try < 2; try++) {
1317                 int bio_nr;
1318                 struct bio *bio;
1319
1320                 if (try)
1321                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1322                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1323                         tio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1324                         if (!tio)
1325                                 break;
1326
1327                         bio_list_add(blist, &tio->clone);
1328                 }
1329                 if (try)
1330                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1331                 if (bio_nr == num_bios)
1332                         return;
1333
1334                 while ((bio = bio_list_pop(blist))) {
1335                         tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1336                         free_tio(tio);
1337                 }
1338         }
1339 }
1340
1341 static blk_qc_t __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1342                                            struct dm_target_io *tio, unsigned *len)
1343 {
1344         struct bio *clone = &tio->clone;
1345
1346         tio->len_ptr = len;
1347
1348         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1349         if (len)
1350                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1351
1352         return __map_bio(tio);
1353 }
1354
1355 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1356                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1357 {
1358         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1359         struct bio *bio;
1360         struct dm_target_io *tio;
1361
1362         alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1363
1364         while ((bio = bio_list_pop(&blist))) {
1365                 tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1366                 (void) __clone_and_map_simple_bio(ci, tio, len);
1367         }
1368 }
1369
1370 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1371 {
1372         unsigned target_nr = 0;
1373         struct dm_target *ti;
1374
1375         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1376         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1377                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1378
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1383                                     sector_t sector, unsigned *len)
1384 {
1385         struct bio *bio = ci->bio;
1386         struct dm_target_io *tio;
1387         int r;
1388
1389         tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1390         tio->len_ptr = len;
1391         r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1392         if (r < 0) {
1393                 free_tio(tio);
1394                 return r;
1395         }
1396         (void) __map_bio(tio);
1397
1398         return 0;
1399 }
1400
1401 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1402
1403 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1404 {
1405         return ti->num_discard_bios;
1406 }
1407
1408 static unsigned get_num_secure_erase_bios(struct dm_target *ti)
1409 {
1410         return ti->num_secure_erase_bios;
1411 }
1412
1413 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1414 {
1415         return ti->num_write_same_bios;
1416 }
1417
1418 static unsigned get_num_write_zeroes_bios(struct dm_target *ti)
1419 {
1420         return ti->num_write_zeroes_bios;
1421 }
1422
1423 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1424
1425 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1426 {
1427         return ti->split_discard_bios;
1428 }
1429
1430 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1431                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1432                                        is_split_required_fn is_split_required)
1433 {
1434         unsigned len;
1435         unsigned num_bios;
1436
1437         /*
1438          * Even though the device advertised support for this type of
1439          * request, that does not mean every target supports it, and
1440          * reconfiguration might also have changed that since the
1441          * check was performed.
1442          */
1443         num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1444         if (!num_bios)
1445                 return -EOPNOTSUPP;
1446
1447         if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1448                 len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1449         else
1450                 len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1451
1452         __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1453
1454         ci->sector += len;
1455         ci->sector_count -= len;
1456
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 static int __send_discard(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1461 {
1462         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_discard_bios,
1463                                            is_split_required_for_discard);
1464 }
1465
1466 static int __send_secure_erase(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1467 {
1468         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_secure_erase_bios, NULL);
1469 }
1470
1471 static int __send_write_same(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1472 {
1473         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_same_bios, NULL);
1474 }
1475
1476 static int __send_write_zeroes(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1477 {
1478         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_zeroes_bios, NULL);
1479 }
1480
1481 static bool __process_abnormal_io(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1482                                   int *result)
1483 {
1484         struct bio *bio = ci->bio;
1485
1486         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1487                 *result = __send_discard(ci, ti);
1488         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1489                 *result = __send_secure_erase(ci, ti);
1490         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
1491                 *result = __send_write_same(ci, ti);
1492         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
1493                 *result = __send_write_zeroes(ci, ti);
1494         else
1495                 return false;
1496
1497         return true;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1502  */
1503 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1504 {
1505         struct bio *bio = ci->bio;
1506         struct dm_target *ti;
1507         unsigned len;
1508         int r;
1509
1510         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1511         if (!dm_target_is_valid(ti))
1512                 return -EIO;
1513
1514         if (unlikely(__process_abnormal_io(ci, ti, &r)))
1515                 return r;
1516
1517         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_REPORT)
1518                 len = ci->sector_count;
1519         else
1520                 len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti),
1521                             ci->sector_count);
1522
1523         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1524         if (r < 0)
1525                 return r;
1526
1527         ci->sector += len;
1528         ci->sector_count -= len;
1529
1530         return 0;
1531 }
1532
1533 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1534                             struct dm_table *map, struct bio *bio)
1535 {
1536         ci->map = map;
1537         ci->io = alloc_io(md, bio);
1538         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1543  */
1544 static blk_qc_t __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1545                                         struct dm_table *map, struct bio *bio)
1546 {
1547         struct clone_info ci;
1548         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1549         int error = 0;
1550
1551         if (unlikely(!map)) {
1552                 bio_io_error(bio);
1553                 return ret;
1554         }
1555
1556         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1557
1558         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1559                 ci.bio = &ci.io->md->flush_bio;
1560                 ci.sector_count = 0;
1561                 error = __send_empty_flush(&ci);
1562                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1563         } else if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
1564                 ci.bio = bio;
1565                 ci.sector_count = 0;
1566                 error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1567         } else {
1568                 ci.bio = bio;
1569                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1570                 while (ci.sector_count && !error) {
1571                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1572                         if (current->bio_list && ci.sector_count && !error) {
1573                                 /*
1574                                  * Remainder must be passed to generic_make_request()
1575                                  * so that it gets handled *after* bios already submitted
1576                                  * have been completely processed.
1577                                  * We take a clone of the original to store in
1578                                  * ci.io->orig_bio to be used by end_io_acct() and
1579                                  * for dec_pending to use for completion handling.
1580                                  * As this path is not used for REQ_OP_ZONE_REPORT,
1581                                  * the usage of io->orig_bio in dm_remap_zone_report()
1582                                  * won't be affected by this reassignment.
1583                                  */
1584                                 struct bio *b = bio_clone_bioset(bio, GFP_NOIO,
1585                                                                  md->queue->bio_split);
1586                                 ci.io->orig_bio = b;
1587                                 bio_advance(bio, (bio_sectors(bio) - ci.sector_count) << 9);
1588                                 bio_chain(b, bio);
1589                                 ret = generic_make_request(bio);
1590                                 break;
1591                         }
1592                 }
1593         }
1594
1595         /* drop the extra reference count */
1596         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1597         return ret;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Optimized variant of __split_and_process_bio that leverages the
1602  * fact that targets that use it do _not_ have a need to split bios.
1603  */
1604 static blk_qc_t __process_bio(struct mapped_device *md,
1605                               struct dm_table *map, struct bio *bio)
1606 {
1607         struct clone_info ci;
1608         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1609         int error = 0;
1610
1611         if (unlikely(!map)) {
1612                 bio_io_error(bio);
1613                 return ret;
1614         }
1615
1616         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1617
1618         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1619                 ci.bio = &ci.io->md->flush_bio;
1620                 ci.sector_count = 0;
1621                 error = __send_empty_flush(&ci);
1622                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1623         } else {
1624                 struct dm_target *ti = md->immutable_target;
1625                 struct dm_target_io *tio;
1626
1627                 /*
1628                  * Defend against IO still getting in during teardown
1629                  * - as was seen for a time with nvme-fcloop
1630                  */
1631                 if (unlikely(WARN_ON_ONCE(!ti || !dm_target_is_valid(ti)))) {
1632                         error = -EIO;
1633                         goto out;
1634                 }
1635
1636                 ci.bio = bio;
1637                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1638                 if (unlikely(__process_abnormal_io(&ci, ti, &error)))
1639                         goto out;
1640
1641                 tio = alloc_tio(&ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1642                 ret = __clone_and_map_simple_bio(&ci, tio, NULL);
1643         }
1644 out:
1645         /* drop the extra reference count */
1646         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1647         return ret;
1648 }
1649
1650 typedef blk_qc_t (process_bio_fn)(struct mapped_device *, struct dm_table *, struct bio *);
1651
1652 static blk_qc_t __dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1653                                   process_bio_fn process_bio)
1654 {
1655         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1656         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1657         int srcu_idx;
1658         struct dm_table *map;
1659
1660         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1661
1662         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1663         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1664                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1665
1666                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1667                         queue_io(md, bio);
1668                 else
1669                         bio_io_error(bio);
1670                 return ret;
1671         }
1672
1673         ret = process_bio(md, map, bio);
1674
1675         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1676         return ret;
1677 }
1678
1679 /*
1680  * The request function that remaps the bio to one target and
1681  * splits off any remainder.
1682  */
1683 static blk_qc_t dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1684 {
1685         return __dm_make_request(q, bio, __split_and_process_bio);
1686 }
1687
1688 static blk_qc_t dm_make_request_nvme(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1689 {
1690         return __dm_make_request(q, bio, __process_bio);
1691 }
1692
1693 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1694 {
1695         int r = bdi_bits;
1696         struct mapped_device *md = congested_data;
1697         struct dm_table *map;
1698
1699         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1700                 if (dm_request_based(md)) {
1701                         /*
1702                          * With request-based DM we only need to check the
1703                          * top-level queue for congestion.
1704                          */
1705                         r = md->queue->backing_dev_info->wb.state & bdi_bits;
1706                 } else {
1707                         map = dm_get_live_table_fast(md);
1708                         if (map)
1709                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1710                         dm_put_live_table_fast(md);
1711                 }
1712         }
1713
1714         return r;
1715 }
1716
1717 /*-----------------------------------------------------------------
1718  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1719  *---------------------------------------------------------------*/
1720 static void free_minor(int minor)
1721 {
1722         spin_lock(&_minor_lock);
1723         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1724         spin_unlock(&_minor_lock);
1725 }
1726
1727 /*
1728  * See if the device with a specific minor # is free.
1729  */
1730 static int specific_minor(int minor)
1731 {
1732         int r;
1733
1734         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1735                 return -EINVAL;
1736
1737         idr_preload(GFP_KERNEL);
1738         spin_lock(&_minor_lock);
1739
1740         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1741
1742         spin_unlock(&_minor_lock);
1743         idr_preload_end();
1744         if (r < 0)
1745                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1746         return 0;
1747 }
1748
1749 static int next_free_minor(int *minor)
1750 {
1751         int r;
1752
1753         idr_preload(GFP_KERNEL);
1754         spin_lock(&_minor_lock);
1755
1756         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1757
1758         spin_unlock(&_minor_lock);
1759         idr_preload_end();
1760         if (r < 0)
1761                 return r;
1762         *minor = r;
1763         return 0;
1764 }
1765
1766 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1767 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1768
1769 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1770
1771 static void dm_init_normal_md_queue(struct mapped_device *md)
1772 {
1773         md->use_blk_mq = false;
1774
1775         /*
1776          * Initialize aspects of queue that aren't relevant for blk-mq
1777          */
1778         md->queue->backing_dev_info->congested_fn = dm_any_congested;
1779 }
1780
1781 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1782 {
1783         if (md->wq)
1784                 destroy_workqueue(md->wq);
1785         if (md->kworker_task)
1786                 kthread_stop(md->kworker_task);
1787         if (md->bs)
1788                 bioset_free(md->bs);
1789         if (md->io_bs)
1790                 bioset_free(md->io_bs);
1791
1792         if (md->dax_dev) {
1793                 kill_dax(md->dax_dev);
1794                 put_dax(md->dax_dev);
1795                 md->dax_dev = NULL;
1796         }
1797
1798         if (md->disk) {
1799                 spin_lock(&_minor_lock);
1800                 md->disk->private_data = NULL;
1801                 spin_unlock(&_minor_lock);
1802                 del_gendisk(md->disk);
1803                 put_disk(md->disk);
1804         }
1805
1806         if (md->queue)
1807                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1808
1809         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1810
1811         if (md->bdev) {
1812                 bdput(md->bdev);
1813                 md->bdev = NULL;
1814         }
1815
1816         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1817         mutex_destroy(&md->type_lock);
1818         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1819
1820         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1821 }
1822
1823 /*
1824  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1825  */
1826 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1827 {
1828         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1829         struct dax_device *dax_dev = NULL;
1830         struct mapped_device *md;
1831         void *old_md;
1832
1833         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1834         if (!md) {
1835                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1836                 return NULL;
1837         }
1838
1839         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1840                 goto bad_module_get;
1841
1842         /* get a minor number for the dev */
1843         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1844                 r = next_free_minor(&minor);
1845         else
1846                 r = specific_minor(minor);
1847         if (r < 0)
1848                 goto bad_minor;
1849
1850         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1851         if (r < 0)
1852                 goto bad_io_barrier;
1853
1854         md->numa_node_id = numa_node_id;
1855         md->use_blk_mq = dm_use_blk_mq_default();
1856         md->init_tio_pdu = false;
1857         md->type = DM_TYPE_NONE;
1858         mutex_init(&md->suspend_lock);
1859         mutex_init(&md->type_lock);
1860         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1861         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1862         atomic_set(&md->holders, 1);
1863         atomic_set(&md->open_count, 0);
1864         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1865         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1866         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1867         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1868         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1869
1870         md->queue = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, numa_node_id, NULL);
1871         if (!md->queue)
1872                 goto bad;
1873         md->queue->queuedata = md;
1874         md->queue->backing_dev_info->congested_data = md;
1875
1876         md->disk = alloc_disk_node(1, md->numa_node_id);
1877         if (!md->disk)
1878                 goto bad;
1879
1880         atomic_set(&md->pending[0], 0);
1881         atomic_set(&md->pending[1], 0);
1882         init_waitqueue_head(&md->wait);
1883         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1884         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1885         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1886         md->kworker_task = NULL;
1887
1888         md->disk->major = _major;
1889         md->disk->first_minor = minor;
1890         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1891         md->disk->queue = md->queue;
1892         md->disk->private_data = md;
1893         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1894
1895         if (IS_ENABLED(CONFIG_DAX_DRIVER)) {
1896                 dax_dev = alloc_dax(md, md->disk->disk_name, &dm_dax_ops);
1897                 if (!dax_dev)
1898                         goto bad;
1899         }
1900         md->dax_dev = dax_dev;
1901
1902         add_disk_no_queue_reg(md->disk);
1903         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1904
1905         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1906         if (!md->wq)
1907                 goto bad;
1908
1909         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1910         if (!md->bdev)
1911                 goto bad;
1912
1913         bio_init(&md->flush_bio, NULL, 0);
1914         bio_set_dev(&md->flush_bio, md->bdev);
1915         md->flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1916
1917         dm_stats_init(&md->stats);
1918
1919         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1920         spin_lock(&_minor_lock);
1921         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1922         spin_unlock(&_minor_lock);
1923
1924         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1925
1926         return md;
1927
1928 bad:
1929         cleanup_mapped_device(md);
1930 bad_io_barrier:
1931         free_minor(minor);
1932 bad_minor:
1933         module_put(THIS_MODULE);
1934 bad_module_get:
1935         kvfree(md);
1936         return NULL;
1937 }
1938
1939 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1940
1941 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1942 {
1943         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
1944
1945         unlock_fs(md);
1946
1947         cleanup_mapped_device(md);
1948
1949         free_table_devices(&md->table_devices);
1950         dm_stats_cleanup(&md->stats);
1951         free_minor(minor);
1952
1953         module_put(THIS_MODULE);
1954         kvfree(md);
1955 }
1956
1957 static void __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1958 {
1959         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
1960
1961         if (dm_table_bio_based(t)) {
1962                 /*
1963                  * The md may already have mempools that need changing.
1964                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
1965                  * because a different table was loaded.
1966                  */
1967                 if (md->bs) {
1968                         bioset_free(md->bs);
1969                         md->bs = NULL;
1970                 }
1971                 if (md->io_bs) {
1972                         bioset_free(md->io_bs);
1973                         md->io_bs = NULL;
1974                 }
1975
1976         } else if (md->bs) {
1977                 /*
1978                  * There's no need to reload with request-based dm
1979                  * because the size of front_pad doesn't change.
1980                  * Note for future: If you are to reload bioset,
1981                  * prep-ed requests in the queue may refer
1982                  * to bio from the old bioset, so you must walk
1983                  * through the queue to unprep.
1984                  */
1985                 goto out;
1986         }
1987
1988         BUG_ON(!p || md->bs || md->io_bs);
1989
1990         md->bs = p->bs;
1991         p->bs = NULL;
1992         md->io_bs = p->io_bs;
1993         p->io_bs = NULL;
1994 out:
1995         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
1996         dm_table_free_md_mempools(t);
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Bind a table to the device.
2001  */
2002 static void event_callback(void *context)
2003 {
2004         unsigned long flags;
2005         LIST_HEAD(uevents);
2006         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2007
2008         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2009         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2010         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2011
2012         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2013
2014         atomic_inc(&md->event_nr);
2015         wake_up(&md->eventq);
2016         dm_issue_global_event();
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2021  */
2022 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2023 {
2024         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2025
2026         set_capacity(md->disk, size);
2027
2028         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Returns old map, which caller must destroy.
2033  */
2034 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2035                                struct queue_limits *limits)
2036 {
2037         struct dm_table *old_map;
2038         struct request_queue *q = md->queue;
2039         bool request_based = dm_table_request_based(t);
2040         sector_t size;
2041
2042         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2043
2044         size = dm_table_get_size(t);
2045
2046         /*
2047          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2048          */
2049         if (size != dm_get_size(md))
2050                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2051
2052         __set_size(md, size);
2053
2054         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2055
2056         /*
2057          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2058          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2059          * I/O mapping before resume.
2060          * This must be done before setting the queue restrictions,
2061          * because request-based dm may be run just after the setting.
2062          */
2063         if (request_based)
2064                 dm_stop_queue(q);
2065
2066         if (request_based || md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
2067                 /*
2068                  * Leverage the fact that request-based DM targets and
2069                  * NVMe bio based targets are immutable singletons
2070                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq;
2071                  *   and __process_bio.
2072                  */
2073                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2074         }
2075
2076         __bind_mempools(md, t);
2077
2078         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2079         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2080         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2081
2082         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2083         if (old_map)
2084                 dm_sync_table(md);
2085
2086         return old_map;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Returns unbound table for the caller to free.
2091  */
2092 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2093 {
2094         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2095
2096         if (!map)
2097                 return NULL;
2098
2099         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2100         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2101         dm_sync_table(md);
2102
2103         return map;
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Constructor for a new device.
2108  */
2109 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2110 {
2111         int r;
2112         struct mapped_device *md;
2113
2114         md = alloc_dev(minor);
2115         if (!md)
2116                 return -ENXIO;
2117
2118         r = dm_sysfs_init(md);
2119         if (r) {
2120                 free_dev(md);
2121                 return r;
2122         }
2123
2124         *result = md;
2125         return 0;
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Functions to manage md->type.
2130  * All are required to hold md->type_lock.
2131  */
2132 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2133 {
2134         mutex_lock(&md->type_lock);
2135 }
2136
2137 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2138 {
2139         mutex_unlock(&md->type_lock);
2140 }
2141
2142 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2143 {
2144         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2145         md->type = type;
2146 }
2147
2148 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2149 {
2150         return md->type;
2151 }
2152
2153 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2154 {
2155         return md->immutable_target_type;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2160  * count on 'md'.
2161  */
2162 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2163 {
2164         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2165         return &md->queue->limits;
2166 }
2167 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2168
2169 /*
2170  * Setup the DM device's queue based on md's type
2171  */
2172 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2173 {
2174         int r;
2175         struct queue_limits limits;
2176         enum dm_queue_mode type = dm_get_md_type(md);
2177
2178         switch (type) {
2179         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2180                 dm_init_normal_md_queue(md);
2181                 r = dm_old_init_request_queue(md, t);
2182                 if (r) {
2183                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based mapped device");
2184                         return r;
2185                 }
2186                 break;
2187         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
2188                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2189                 if (r) {
2190                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
2191                         return r;
2192                 }
2193                 break;
2194         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2195         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2196                 dm_init_normal_md_queue(md);
2197                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request);
2198                 break;
2199         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2200                 dm_init_normal_md_queue(md);
2201                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request_nvme);
2202                 break;
2203         case DM_TYPE_NONE:
2204                 WARN_ON_ONCE(true);
2205                 break;
2206         }
2207
2208         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2209         if (r) {
2210                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2211                 return r;
2212         }
2213         dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2214         blk_register_queue(md->disk);
2215
2216         return 0;
2217 }
2218
2219 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2220 {
2221         struct mapped_device *md;
2222         unsigned minor = MINOR(dev);
2223
2224         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2225                 return NULL;
2226
2227         spin_lock(&_minor_lock);
2228
2229         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2230         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2231             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2232                 md = NULL;
2233                 goto out;
2234         }
2235         dm_get(md);
2236 out:
2237         spin_unlock(&_minor_lock);
2238
2239         return md;
2240 }
2241 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2242
2243 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2244 {
2245         return md->interface_ptr;
2246 }
2247
2248 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2249 {
2250         md->interface_ptr = ptr;
2251 }
2252
2253 void dm_get(struct mapped_device *md)
2254 {
2255         atomic_inc(&md->holders);
2256         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2257 }
2258
2259 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2260 {
2261         spin_lock(&_minor_lock);
2262         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2263                 spin_unlock(&_minor_lock);
2264                 return -EBUSY;
2265         }
2266         dm_get(md);
2267         spin_unlock(&_minor_lock);
2268         return 0;
2269 }
2270 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2271
2272 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2273 {
2274         return md->name;
2275 }
2276 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2277
2278 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2279 {
2280         struct dm_table *map;
2281         int srcu_idx;
2282
2283         might_sleep();
2284
2285         spin_lock(&_minor_lock);
2286         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2287         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2288         spin_unlock(&_minor_lock);
2289
2290         blk_set_queue_dying(md->queue);
2291
2292         if (dm_request_based(md) && md->kworker_task)
2293                 kthread_flush_worker(&md->kworker);
2294
2295         /*
2296          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2297          * do not race with internal suspend.
2298          */
2299         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2300         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2301         if (!dm_suspended_md(md)) {
2302                 dm_table_presuspend_targets(map);
2303                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2304         }
2305         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2306         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2307         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2308
2309         /*
2310          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2311          * for example.  Wait for all references to disappear.
2312          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2313          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2314          */
2315         if (wait)
2316                 while (atomic_read(&md->holders))
2317                         msleep(1);
2318         else if (atomic_read(&md->holders))
2319                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2320                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2321
2322         dm_sysfs_exit(md);
2323         dm_table_destroy(__unbind(md));
2324         free_dev(md);
2325 }
2326
2327 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2328 {
2329         __dm_destroy(md, true);
2330 }
2331
2332 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2333 {
2334         __dm_destroy(md, false);
2335 }
2336
2337 void dm_put(struct mapped_device *md)
2338 {
2339         atomic_dec(&md->holders);
2340 }
2341 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2342
2343 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2344 {
2345         int r = 0;
2346         DEFINE_WAIT(wait);
2347
2348         while (1) {
2349                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2350
2351                 if (!md_in_flight(md))
2352                         break;
2353
2354                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2355                         r = -EINTR;
2356                         break;
2357                 }
2358
2359                 io_schedule();
2360         }
2361         finish_wait(&md->wait, &wait);
2362
2363         return r;
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Process the deferred bios
2368  */
2369 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2370 {
2371         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2372                                                 work);
2373         struct bio *c;
2374         int srcu_idx;
2375         struct dm_table *map;
2376
2377         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2378
2379         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2380                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2381                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2382                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2383
2384                 if (!c)
2385                         break;
2386
2387                 if (dm_request_based(md))
2388                         generic_make_request(c);
2389                 else
2390                         __split_and_process_bio(md, map, c);
2391         }
2392
2393         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2394 }
2395
2396 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2397 {
2398         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2399         smp_mb__after_atomic();
2400         queue_work(md->wq, &md->work);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2405  */
2406 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2407 {
2408         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2409         struct queue_limits limits;
2410         int r;
2411
2412         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2413
2414         /* device must be suspended */
2415         if (!dm_suspended_md(md))
2416                 goto out;
2417
2418         /*
2419          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2420          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2421          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2422          * reappear.
2423          */
2424         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2425                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2426                 if (live_map)
2427                         limits = md->queue->limits;
2428                 dm_put_live_table_fast(md);
2429         }
2430
2431         if (!live_map) {
2432                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2433                 if (r) {
2434                         map = ERR_PTR(r);
2435                         goto out;
2436                 }
2437         }
2438
2439         map = __bind(md, table, &limits);
2440         dm_issue_global_event();
2441
2442 out:
2443         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2444         return map;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2449  * device.
2450  */
2451 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2452 {
2453         int r;
2454
2455         WARN_ON(md->frozen_sb);
2456
2457         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2458         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2459                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2460                 md->frozen_sb = NULL;
2461                 return r;
2462         }
2463
2464         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2465
2466         return 0;
2467 }
2468
2469 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2470 {
2471         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2472                 return;
2473
2474         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2475         md->frozen_sb = NULL;
2476         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2481  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2482  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2483  *
2484  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2485  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2486  * are being added to md->deferred list.
2487  */
2488 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2489                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2490                         int dmf_suspended_flag)
2491 {
2492         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2493         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2494         int r;
2495
2496         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2497
2498         /*
2499          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2500          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2501          */
2502         if (noflush)
2503                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2504         else
2505                 pr_debug("%s: suspending with flush\n", dm_device_name(md));
2506
2507         /*
2508          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2509          * provide the .presuspend_undo hook.
2510          */
2511         dm_table_presuspend_targets(map);
2512
2513         /*
2514          * Flush I/O to the device.
2515          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2516          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2517          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2518          */
2519         if (!noflush && do_lockfs) {
2520                 r = lock_fs(md);
2521                 if (r) {
2522                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2523                         return r;
2524                 }
2525         }
2526
2527         /*
2528          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2529          * to target drivers i.e. no one may be executing
2530          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2531          * dm_wq_work.
2532          *
2533          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2534          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2535          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2536          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2537          * flush_workqueue(md->wq).
2538          */
2539         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2540         if (map)
2541                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2542
2543         /*
2544          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2545          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2546          */
2547         if (dm_request_based(md)) {
2548                 dm_stop_queue(md->queue);
2549                 if (md->kworker_task)
2550                         kthread_flush_worker(&md->kworker);
2551         }
2552
2553         flush_workqueue(md->wq);
2554
2555         /*
2556          * At this point no more requests are entering target request routines.
2557          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2558          * to finish.
2559          */
2560         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2561         if (!r)
2562                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2563
2564         if (noflush)
2565                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2566         if (map)
2567                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2568
2569         /* were we interrupted ? */
2570         if (r < 0) {
2571                 dm_queue_flush(md);
2572
2573                 if (dm_request_based(md))
2574                         dm_start_queue(md->queue);
2575
2576                 unlock_fs(md);
2577                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2578                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2579         }
2580
2581         return r;
2582 }
2583
2584 /*
2585  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2586  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2587  * the background.  Before the table can be swapped with
2588  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2589  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2590  */
2591 /*
2592  * Suspend mechanism in request-based dm.
2593  *
2594  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2595  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2596  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2597  *
2598  * To abort suspend, start the request_queue.
2599  */
2600 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2601 {
2602         struct dm_table *map = NULL;
2603         int r = 0;
2604
2605 retry:
2606         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2607
2608         if (dm_suspended_md(md)) {
2609                 r = -EINVAL;
2610                 goto out_unlock;
2611         }
2612
2613         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2614                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2615                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2616                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2617                 if (r)
2618                         return r;
2619                 goto retry;
2620         }
2621
2622         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2623
2624         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2625         if (r)
2626                 goto out_unlock;
2627
2628         dm_table_postsuspend_targets(map);
2629
2630 out_unlock:
2631         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2632         return r;
2633 }
2634
2635 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2636 {
2637         if (map) {
2638                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2639                 if (r)
2640                         return r;
2641         }
2642
2643         dm_queue_flush(md);
2644
2645         /*
2646          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2647          * so that mapping of targets can work correctly.
2648          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2649          */
2650         if (dm_request_based(md))
2651                 dm_start_queue(md->queue);
2652
2653         unlock_fs(md);
2654
2655         return 0;
2656 }
2657
2658 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2659 {
2660         int r;
2661         struct dm_table *map = NULL;
2662
2663 retry:
2664         r = -EINVAL;
2665         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2666
2667         if (!dm_suspended_md(md))
2668                 goto out;
2669
2670         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2671                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2672                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2673                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2674                 if (r)
2675                         return r;
2676                 goto retry;
2677         }
2678
2679         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2680         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2681                 goto out;
2682
2683         r = __dm_resume(md, map);
2684         if (r)
2685                 goto out;
2686
2687         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2688 out:
2689         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2690
2691         return r;
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2696  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2697  * It may be used only from the kernel.
2698  */
2699
2700 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2701 {
2702         struct dm_table *map = NULL;
2703
2704         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2705
2706         if (md->internal_suspend_count++)
2707                 return; /* nested internal suspend */
2708
2709         if (dm_suspended_md(md)) {
2710                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2711                 return; /* nest suspend */
2712         }
2713
2714         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2715
2716         /*
2717          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2718          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2719          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2720          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2721          */
2722         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2723                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2724
2725         dm_table_postsuspend_targets(map);
2726 }
2727
2728 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2729 {
2730         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2731
2732         if (--md->internal_suspend_count)
2733                 return; /* resume from nested internal suspend */
2734
2735         if (dm_suspended_md(md))
2736                 goto done; /* resume from nested suspend */
2737
2738         /*
2739          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2740          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2741          */
2742         (void) __dm_resume(md, NULL);
2743
2744 done:
2745         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2746         smp_mb__after_atomic();
2747         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2748 }
2749
2750 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2751 {
2752         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2753         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2754         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2755 }
2756 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2757
2758 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2759 {
2760         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2761         __dm_internal_resume(md);
2762         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2763 }
2764 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2765
2766 /*
2767  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2768  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2769  */
2770
2771 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2772 {
2773         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2774         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2775                 return;
2776
2777         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2778         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2779         flush_workqueue(md->wq);
2780         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2781 }
2782 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2783
2784 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2785 {
2786         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2787                 goto done;
2788
2789         dm_queue_flush(md);
2790
2791 done:
2792         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2793 }
2794 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2795
2796 /*-----------------------------------------------------------------
2797  * Event notification.
2798  *---------------------------------------------------------------*/
2799 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2800                        unsigned cookie)
2801 {
2802         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2803         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2804
2805         if (!cookie)
2806                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2807         else {
2808                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2809                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2810                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2811                                           action, envp);
2812         }
2813 }
2814
2815 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2816 {
2817         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2818 }
2819
2820 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2821 {
2822         return atomic_read(&md->event_nr);
2823 }
2824
2825 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2826 {
2827         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2828                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2829 }
2830
2831 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2832 {
2833         unsigned long flags;
2834
2835         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2836         list_add(elist, &md->uevent_list);
2837         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2842  * count on 'md'.
2843  */
2844 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2845 {
2846         return md->disk;
2847 }
2848 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2849
2850 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2851 {
2852         return &md->kobj_holder.kobj;
2853 }
2854
2855 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2856 {
2857         struct mapped_device *md;
2858
2859         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2860
2861         spin_lock(&_minor_lock);
2862         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2863                 md = NULL;
2864                 goto out;
2865         }
2866         dm_get(md);
2867 out:
2868         spin_unlock(&_minor_lock);
2869
2870         return md;
2871 }
2872
2873 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2874 {
2875         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2876 }
2877
2878 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2879 {
2880         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2881 }
2882
2883 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2884 {
2885         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2886 }
2887
2888 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2889 {
2890         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2891 }
2892 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2893
2894 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2895 {
2896         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2897 }
2898 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2899
2900 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type,
2901                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size,
2902                                             unsigned min_pool_size)
2903 {
2904         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2905         unsigned int pool_size = 0;
2906         unsigned int front_pad, io_front_pad;
2907
2908         if (!pools)
2909                 return NULL;
2910
2911         switch (type) {
2912         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2913         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2914         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2915                 pool_size = max(dm_get_reserved_bio_based_ios(), min_pool_size);
2916                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2917                 io_front_pad = roundup(front_pad,  __alignof__(struct dm_io)) + offsetof(struct dm_io, tio);
2918                 pools->io_bs = bioset_create(pool_size, io_front_pad, 0);
2919                 if (!pools->io_bs)
2920                         goto out;
2921                 if (integrity && bioset_integrity_create(pools->io_bs, pool_size))
2922                         goto out;
2923                 break;
2924         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2925         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
2926                 pool_size = max(dm_get_reserved_rq_based_ios(), min_pool_size);
2927                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2928                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2929                 break;
2930         default:
2931                 BUG();
2932         }
2933
2934         pools->bs = bioset_create(pool_size, front_pad, 0);
2935         if (!pools->bs)
2936                 goto out;
2937
2938         if (integrity && bioset_integrity_create(pools->bs, pool_size))
2939                 goto out;
2940
2941         return pools;
2942
2943 out:
2944         dm_free_md_mempools(pools);
2945
2946         return NULL;
2947 }
2948
2949 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2950 {
2951         if (!pools)
2952                 return;
2953
2954         if (pools->bs)
2955                 bioset_free(pools->bs);
2956         if (pools->io_bs)
2957                 bioset_free(pools->io_bs);
2958
2959         kfree(pools);
2960 }
2961
2962 struct dm_pr {
2963         u64     old_key;
2964         u64     new_key;
2965         u32     flags;
2966         bool    fail_early;
2967 };
2968
2969 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
2970                       void *data)
2971 {
2972         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2973         struct dm_table *table;
2974         struct dm_target *ti;
2975         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
2976
2977         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2978         if (!table || !dm_table_get_size(table))
2979                 goto out;
2980
2981         /* We only support devices that have a single target */
2982         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
2983                 goto out;
2984         ti = dm_table_get_target(table, 0);
2985
2986         ret = -EINVAL;
2987         if (!ti->type->iterate_devices)
2988                 goto out;
2989
2990         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
2991 out:
2992         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2993         return ret;
2994 }
2995
2996 /*
2997  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
2998  */
2999 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3000                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3001 {
3002         struct dm_pr *pr = data;
3003         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3004
3005         if (!ops || !ops->pr_register)
3006                 return -EOPNOTSUPP;
3007         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3008 }
3009
3010 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3011                           u32 flags)
3012 {
3013         struct dm_pr pr = {
3014                 .old_key        = old_key,
3015                 .new_key        = new_key,
3016                 .flags          = flags,
3017                 .fail_early     = true,
3018         };
3019         int ret;
3020
3021         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3022         if (ret && new_key) {
3023                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
3024                 pr.old_key = new_key;
3025                 pr.new_key = 0;
3026                 pr.flags = 0;
3027                 pr.fail_early = false;
3028                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3029         }
3030
3031         return ret;
3032 }
3033
3034 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3035                          u32 flags)
3036 {
3037         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3038         const struct pr_ops *ops;
3039         int r, srcu_idx;
3040
3041         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3042         if (r < 0)
3043                 goto out;
3044
3045         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3046         if (ops && ops->pr_reserve)
3047                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
3048         else
3049                 r = -EOPNOTSUPP;
3050 out:
3051         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3052         return r;
3053 }
3054
3055 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3056 {
3057         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3058         const struct pr_ops *ops;
3059         int r, srcu_idx;
3060
3061         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3062         if (r < 0)
3063                 goto out;
3064
3065         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3066         if (ops && ops->pr_release)
3067                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
3068         else
3069                 r = -EOPNOTSUPP;
3070 out:
3071         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3072         return r;
3073 }
3074
3075 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3076                          enum pr_type type, bool abort)
3077 {
3078         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3079         const struct pr_ops *ops;
3080         int r, srcu_idx;
3081
3082         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3083         if (r < 0)
3084                 goto out;
3085
3086         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3087         if (ops && ops->pr_preempt)
3088                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
3089         else
3090                 r = -EOPNOTSUPP;
3091 out:
3092         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3093         return r;
3094 }
3095
3096 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3097 {
3098         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3099         const struct pr_ops *ops;
3100         int r, srcu_idx;
3101
3102         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3103         if (r < 0)
3104                 goto out;
3105
3106         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3107         if (ops && ops->pr_clear)
3108                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3109         else
3110                 r = -EOPNOTSUPP;
3111 out:
3112         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3113         return r;
3114 }
3115
3116 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3117         .pr_register    = dm_pr_register,
3118         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3119         .pr_release     = dm_pr_release,
3120         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3121         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3122 };
3123
3124 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3125         .open = dm_blk_open,
3126         .release = dm_blk_close,
3127         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3128         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3129         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3130         .owner = THIS_MODULE
3131 };
3132
3133 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3134         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3135         .copy_from_iter = dm_dax_copy_from_iter,
3136 };
3137
3138 /*
3139  * module hooks
3140  */
3141 module_init(dm_init);
3142 module_exit(dm_exit);
3143
3144 module_param(major, uint, 0);
3145 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3146
3147 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3148 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3149
3150 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3151 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3152
3153 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3154 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3155 MODULE_LICENSE("GPL");