Merge branch 'next-tpm' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jmorris...
[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         __acquires(md->io_barrier)
1025 {
1026         struct dm_table *map;
1027         struct dm_target *ti;
1028
1029         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1030         if (!map)
1031                 return NULL;
1032
1033         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1034         if (!dm_target_is_valid(ti))
1035                 return NULL;
1036
1037         return ti;
1038 }
1039
1040 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1041                                  long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
1042 {
1043         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1044         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1045         struct dm_target *ti;
1046         long len, ret = -EIO;
1047         int srcu_idx;
1048
1049         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1050
1051         if (!ti)
1052                 goto out;
1053         if (!ti->type->direct_access)
1054                 goto out;
1055         len = max_io_len(sector, ti) / PAGE_SECTORS;
1056         if (len < 1)
1057                 goto out;
1058         nr_pages = min(len, nr_pages);
1059         if (ti->type->direct_access)
1060                 ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, kaddr, pfn);
1061
1062  out:
1063         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1064
1065         return ret;
1066 }
1067
1068 static size_t dm_dax_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1069                                     void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1070 {
1071         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1072         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1073         struct dm_target *ti;
1074         long ret = 0;
1075         int srcu_idx;
1076
1077         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1078
1079         if (!ti)
1080                 goto out;
1081         if (!ti->type->dax_copy_from_iter) {
1082                 ret = copy_from_iter(addr, bytes, i);
1083                 goto out;
1084         }
1085         ret = ti->type->dax_copy_from_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1086  out:
1087         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1088
1089         return ret;
1090 }
1091
1092 /*
1093  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1094  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH and REQ_OP_ZONE_RESET.
1095  *
1096  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1097  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1098  * sent in a next bio.
1099  *
1100  * A diagram that explains the arithmetics:
1101  * +--------------------+---------------+-------+
1102  * |         1          |       2       |   3   |
1103  * +--------------------+---------------+-------+
1104  *
1105  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1106  *                      <------- bi_size ------->
1107  *                      <-- n_sectors -->
1108  *
1109  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1110  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1111  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1112  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1113  *       to make it empty)
1114  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1115  *
1116  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1117  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1118  * copies of the bio.
1119  */
1120 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1121 {
1122         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1123         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1124         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
1125         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1126         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1127         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1128         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1131
1132 /*
1133  * The zone descriptors obtained with a zone report indicate
1134  * zone positions within the target device. The zone descriptors
1135  * must be remapped to match their position within the dm device.
1136  * A target may call dm_remap_zone_report after completion of a
1137  * REQ_OP_ZONE_REPORT bio to remap the zone descriptors obtained
1138  * from the target device mapping to the dm device.
1139  */
1140 void dm_remap_zone_report(struct dm_target *ti, struct bio *bio, sector_t start)
1141 {
1142 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
1143         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1144         struct bio *report_bio = tio->io->orig_bio;
1145         struct blk_zone_report_hdr *hdr = NULL;
1146         struct blk_zone *zone;
1147         unsigned int nr_rep = 0;
1148         unsigned int ofst;
1149         struct bio_vec bvec;
1150         struct bvec_iter iter;
1151         void *addr;
1152
1153         if (bio->bi_status)
1154                 return;
1155
1156         /*
1157          * Remap the start sector of the reported zones. For sequential zones,
1158          * also remap the write pointer position.
1159          */
1160         bio_for_each_segment(bvec, report_bio, iter) {
1161                 addr = kmap_atomic(bvec.bv_page);
1162
1163                 /* Remember the report header in the first page */
1164                 if (!hdr) {
1165                         hdr = addr;
1166                         ofst = sizeof(struct blk_zone_report_hdr);
1167                 } else
1168                         ofst = 0;
1169
1170                 /* Set zones start sector */
1171                 while (hdr->nr_zones && ofst < bvec.bv_len) {
1172                         zone = addr + ofst;
1173                         if (zone->start >= start + ti->len) {
1174                                 hdr->nr_zones = 0;
1175                                 break;
1176                         }
1177                         zone->start = zone->start + ti->begin - start;
1178                         if (zone->type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
1179                                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL)
1180                                         zone->wp = zone->start + zone->len;
1181                                 else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
1182                                         zone->wp = zone->start;
1183                                 else
1184                                         zone->wp = zone->wp + ti->begin - start;
1185                         }
1186                         ofst += sizeof(struct blk_zone);
1187                         hdr->nr_zones--;
1188                         nr_rep++;
1189                 }
1190
1191                 if (addr != hdr)
1192                         kunmap_atomic(addr);
1193
1194                 if (!hdr->nr_zones)
1195                         break;
1196         }
1197
1198         if (hdr) {
1199                 hdr->nr_zones = nr_rep;
1200                 kunmap_atomic(hdr);
1201         }
1202
1203         bio_advance(report_bio, report_bio->bi_iter.bi_size);
1204
1205 #else /* !CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
1206         bio->bi_status = BLK_STS_NOTSUPP;
1207 #endif
1208 }
1209 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_remap_zone_report);
1210
1211 static blk_qc_t __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1212 {
1213         int r;
1214         sector_t sector;
1215         struct bio *clone = &tio->clone;
1216         struct dm_io *io = tio->io;
1217         struct mapped_device *md = io->md;
1218         struct dm_target *ti = tio->ti;
1219         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1220
1221         clone->bi_end_io = clone_endio;
1222
1223         /*
1224          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1225          * anything, the target has assumed ownership of
1226          * this io.
1227          */
1228         atomic_inc(&io->io_count);
1229         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1230
1231         r = ti->type->map(ti, clone);
1232         switch (r) {
1233         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1234                 break;
1235         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1236                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1237                 trace_block_bio_remap(clone->bi_disk->queue, clone,
1238                                       bio_dev(io->orig_bio), sector);
1239                 if (md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED)
1240                         ret = direct_make_request(clone);
1241                 else
1242                         ret = generic_make_request(clone);
1243                 break;
1244         case DM_MAPIO_KILL:
1245                 free_tio(tio);
1246                 dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1247                 break;
1248         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1249                 free_tio(tio);
1250                 dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1251                 break;
1252         default:
1253                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1254                 BUG();
1255         }
1256
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1261 {
1262         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1263         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1268  */
1269 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1270                      sector_t sector, unsigned len)
1271 {
1272         struct bio *clone = &tio->clone;
1273
1274         __bio_clone_fast(clone, bio);
1275
1276         if (unlikely(bio_integrity(bio) != NULL)) {
1277                 int r;
1278
1279                 if (unlikely(!dm_target_has_integrity(tio->ti->type) &&
1280                              !dm_target_passes_integrity(tio->ti->type))) {
1281                         DMWARN("%s: the target %s doesn't support integrity data.",
1282                                 dm_device_name(tio->io->md),
1283                                 tio->ti->type->name);
1284                         return -EIO;
1285                 }
1286
1287                 r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1288                 if (r < 0)
1289                         return r;
1290         }
1291
1292         if (bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_REPORT)
1293                 bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1294         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1295
1296         if (unlikely(bio_integrity(bio) != NULL))
1297                 bio_integrity_trim(clone);
1298
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1303                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1304 {
1305         struct dm_target_io *tio;
1306         int try;
1307
1308         if (!num_bios)
1309                 return;
1310
1311         if (num_bios == 1) {
1312                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1313                 bio_list_add(blist, &tio->clone);
1314                 return;
1315         }
1316
1317         for (try = 0; try < 2; try++) {
1318                 int bio_nr;
1319                 struct bio *bio;
1320
1321                 if (try)
1322                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1323                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1324                         tio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1325                         if (!tio)
1326                                 break;
1327
1328                         bio_list_add(blist, &tio->clone);
1329                 }
1330                 if (try)
1331                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1332                 if (bio_nr == num_bios)
1333                         return;
1334
1335                 while ((bio = bio_list_pop(blist))) {
1336                         tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1337                         free_tio(tio);
1338                 }
1339         }
1340 }
1341
1342 static blk_qc_t __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1343                                            struct dm_target_io *tio, unsigned *len)
1344 {
1345         struct bio *clone = &tio->clone;
1346
1347         tio->len_ptr = len;
1348
1349         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1350         if (len)
1351                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1352
1353         return __map_bio(tio);
1354 }
1355
1356 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1357                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1358 {
1359         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1360         struct bio *bio;
1361         struct dm_target_io *tio;
1362
1363         alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1364
1365         while ((bio = bio_list_pop(&blist))) {
1366                 tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1367                 (void) __clone_and_map_simple_bio(ci, tio, len);
1368         }
1369 }
1370
1371 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1372 {
1373         unsigned target_nr = 0;
1374         struct dm_target *ti;
1375
1376         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1377         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1378                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1379
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1384                                     sector_t sector, unsigned *len)
1385 {
1386         struct bio *bio = ci->bio;
1387         struct dm_target_io *tio;
1388         int r;
1389
1390         tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1391         tio->len_ptr = len;
1392         r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1393         if (r < 0) {
1394                 free_tio(tio);
1395                 return r;
1396         }
1397         (void) __map_bio(tio);
1398
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1403
1404 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1405 {
1406         return ti->num_discard_bios;
1407 }
1408
1409 static unsigned get_num_secure_erase_bios(struct dm_target *ti)
1410 {
1411         return ti->num_secure_erase_bios;
1412 }
1413
1414 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1415 {
1416         return ti->num_write_same_bios;
1417 }
1418
1419 static unsigned get_num_write_zeroes_bios(struct dm_target *ti)
1420 {
1421         return ti->num_write_zeroes_bios;
1422 }
1423
1424 typedef bool (*is_split_required_fn)(struct dm_target *ti);
1425
1426 static bool is_split_required_for_discard(struct dm_target *ti)
1427 {
1428         return ti->split_discard_bios;
1429 }
1430
1431 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1432                                        get_num_bios_fn get_num_bios,
1433                                        is_split_required_fn is_split_required)
1434 {
1435         unsigned len;
1436         unsigned num_bios;
1437
1438         /*
1439          * Even though the device advertised support for this type of
1440          * request, that does not mean every target supports it, and
1441          * reconfiguration might also have changed that since the
1442          * check was performed.
1443          */
1444         num_bios = get_num_bios ? get_num_bios(ti) : 0;
1445         if (!num_bios)
1446                 return -EOPNOTSUPP;
1447
1448         if (is_split_required && !is_split_required(ti))
1449                 len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1450         else
1451                 len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len(ci->sector, ti));
1452
1453         __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1454
1455         ci->sector += len;
1456         ci->sector_count -= len;
1457
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 static int __send_discard(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1462 {
1463         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_discard_bios,
1464                                            is_split_required_for_discard);
1465 }
1466
1467 static int __send_secure_erase(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1468 {
1469         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_secure_erase_bios, NULL);
1470 }
1471
1472 static int __send_write_same(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1473 {
1474         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_same_bios, NULL);
1475 }
1476
1477 static int __send_write_zeroes(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1478 {
1479         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_zeroes_bios, NULL);
1480 }
1481
1482 static bool __process_abnormal_io(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1483                                   int *result)
1484 {
1485         struct bio *bio = ci->bio;
1486
1487         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1488                 *result = __send_discard(ci, ti);
1489         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1490                 *result = __send_secure_erase(ci, ti);
1491         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
1492                 *result = __send_write_same(ci, ti);
1493         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
1494                 *result = __send_write_zeroes(ci, ti);
1495         else
1496                 return false;
1497
1498         return true;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1503  */
1504 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1505 {
1506         struct bio *bio = ci->bio;
1507         struct dm_target *ti;
1508         unsigned len;
1509         int r;
1510
1511         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1512         if (!dm_target_is_valid(ti))
1513                 return -EIO;
1514
1515         if (unlikely(__process_abnormal_io(ci, ti, &r)))
1516                 return r;
1517
1518         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_REPORT)
1519                 len = ci->sector_count;
1520         else
1521                 len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti),
1522                             ci->sector_count);
1523
1524         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1525         if (r < 0)
1526                 return r;
1527
1528         ci->sector += len;
1529         ci->sector_count -= len;
1530
1531         return 0;
1532 }
1533
1534 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1535                             struct dm_table *map, struct bio *bio)
1536 {
1537         ci->map = map;
1538         ci->io = alloc_io(md, bio);
1539         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1544  */
1545 static blk_qc_t __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1546                                         struct dm_table *map, struct bio *bio)
1547 {
1548         struct clone_info ci;
1549         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1550         int error = 0;
1551
1552         if (unlikely(!map)) {
1553                 bio_io_error(bio);
1554                 return ret;
1555         }
1556
1557         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1558
1559         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1560                 ci.bio = &ci.io->md->flush_bio;
1561                 ci.sector_count = 0;
1562                 error = __send_empty_flush(&ci);
1563                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1564         } else if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
1565                 ci.bio = bio;
1566                 ci.sector_count = 0;
1567                 error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1568         } else {
1569                 ci.bio = bio;
1570                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1571                 while (ci.sector_count && !error) {
1572                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1573                         if (current->bio_list && ci.sector_count && !error) {
1574                                 /*
1575                                  * Remainder must be passed to generic_make_request()
1576                                  * so that it gets handled *after* bios already submitted
1577                                  * have been completely processed.
1578                                  * We take a clone of the original to store in
1579                                  * ci.io->orig_bio to be used by end_io_acct() and
1580                                  * for dec_pending to use for completion handling.
1581                                  * As this path is not used for REQ_OP_ZONE_REPORT,
1582                                  * the usage of io->orig_bio in dm_remap_zone_report()
1583                                  * won't be affected by this reassignment.
1584                                  */
1585                                 struct bio *b = bio_clone_bioset(bio, GFP_NOIO,
1586                                                                  &md->queue->bio_split);
1587                                 ci.io->orig_bio = b;
1588                                 bio_advance(bio, (bio_sectors(bio) - ci.sector_count) << 9);
1589                                 bio_chain(b, bio);
1590                                 ret = generic_make_request(bio);
1591                                 break;
1592                         }
1593                 }
1594         }
1595
1596         /* drop the extra reference count */
1597         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1598         return ret;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Optimized variant of __split_and_process_bio that leverages the
1603  * fact that targets that use it do _not_ have a need to split bios.
1604  */
1605 static blk_qc_t __process_bio(struct mapped_device *md,
1606                               struct dm_table *map, struct bio *bio)
1607 {
1608         struct clone_info ci;
1609         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1610         int error = 0;
1611
1612         if (unlikely(!map)) {
1613                 bio_io_error(bio);
1614                 return ret;
1615         }
1616
1617         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1618
1619         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1620                 ci.bio = &ci.io->md->flush_bio;
1621                 ci.sector_count = 0;
1622                 error = __send_empty_flush(&ci);
1623                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1624         } else {
1625                 struct dm_target *ti = md->immutable_target;
1626                 struct dm_target_io *tio;
1627
1628                 /*
1629                  * Defend against IO still getting in during teardown
1630                  * - as was seen for a time with nvme-fcloop
1631                  */
1632                 if (unlikely(WARN_ON_ONCE(!ti || !dm_target_is_valid(ti)))) {
1633                         error = -EIO;
1634                         goto out;
1635                 }
1636
1637                 ci.bio = bio;
1638                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1639                 if (unlikely(__process_abnormal_io(&ci, ti, &error)))
1640                         goto out;
1641
1642                 tio = alloc_tio(&ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1643                 ret = __clone_and_map_simple_bio(&ci, tio, NULL);
1644         }
1645 out:
1646         /* drop the extra reference count */
1647         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1648         return ret;
1649 }
1650
1651 typedef blk_qc_t (process_bio_fn)(struct mapped_device *, struct dm_table *, struct bio *);
1652
1653 static blk_qc_t __dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1654                                   process_bio_fn process_bio)
1655 {
1656         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1657         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1658         int srcu_idx;
1659         struct dm_table *map;
1660
1661         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1662
1663         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1664         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1665                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1666
1667                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1668                         queue_io(md, bio);
1669                 else
1670                         bio_io_error(bio);
1671                 return ret;
1672         }
1673
1674         ret = process_bio(md, map, bio);
1675
1676         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1677         return ret;
1678 }
1679
1680 /*
1681  * The request function that remaps the bio to one target and
1682  * splits off any remainder.
1683  */
1684 static blk_qc_t dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1685 {
1686         return __dm_make_request(q, bio, __split_and_process_bio);
1687 }
1688
1689 static blk_qc_t dm_make_request_nvme(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1690 {
1691         return __dm_make_request(q, bio, __process_bio);
1692 }
1693
1694 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1695 {
1696         int r = bdi_bits;
1697         struct mapped_device *md = congested_data;
1698         struct dm_table *map;
1699
1700         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1701                 if (dm_request_based(md)) {
1702                         /*
1703                          * With request-based DM we only need to check the
1704                          * top-level queue for congestion.
1705                          */
1706                         r = md->queue->backing_dev_info->wb.state & bdi_bits;
1707                 } else {
1708                         map = dm_get_live_table_fast(md);
1709                         if (map)
1710                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1711                         dm_put_live_table_fast(md);
1712                 }
1713         }
1714
1715         return r;
1716 }
1717
1718 /*-----------------------------------------------------------------
1719  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1720  *---------------------------------------------------------------*/
1721 static void free_minor(int minor)
1722 {
1723         spin_lock(&_minor_lock);
1724         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1725         spin_unlock(&_minor_lock);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * See if the device with a specific minor # is free.
1730  */
1731 static int specific_minor(int minor)
1732 {
1733         int r;
1734
1735         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1736                 return -EINVAL;
1737
1738         idr_preload(GFP_KERNEL);
1739         spin_lock(&_minor_lock);
1740
1741         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1742
1743         spin_unlock(&_minor_lock);
1744         idr_preload_end();
1745         if (r < 0)
1746                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1747         return 0;
1748 }
1749
1750 static int next_free_minor(int *minor)
1751 {
1752         int r;
1753
1754         idr_preload(GFP_KERNEL);
1755         spin_lock(&_minor_lock);
1756
1757         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1758
1759         spin_unlock(&_minor_lock);
1760         idr_preload_end();
1761         if (r < 0)
1762                 return r;
1763         *minor = r;
1764         return 0;
1765 }
1766
1767 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1768 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1769
1770 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1771
1772 static void dm_init_normal_md_queue(struct mapped_device *md)
1773 {
1774         md->use_blk_mq = false;
1775
1776         /*
1777          * Initialize aspects of queue that aren't relevant for blk-mq
1778          */
1779         md->queue->backing_dev_info->congested_fn = dm_any_congested;
1780 }
1781
1782 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1783 {
1784         if (md->wq)
1785                 destroy_workqueue(md->wq);
1786         if (md->kworker_task)
1787                 kthread_stop(md->kworker_task);
1788         bioset_exit(&md->bs);
1789         bioset_exit(&md->io_bs);
1790
1791         if (md->dax_dev) {
1792                 kill_dax(md->dax_dev);
1793                 put_dax(md->dax_dev);
1794                 md->dax_dev = NULL;
1795         }
1796
1797         if (md->disk) {
1798                 spin_lock(&_minor_lock);
1799                 md->disk->private_data = NULL;
1800                 spin_unlock(&_minor_lock);
1801                 del_gendisk(md->disk);
1802                 put_disk(md->disk);
1803         }
1804
1805         if (md->queue)
1806                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1807
1808         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1809
1810         if (md->bdev) {
1811                 bdput(md->bdev);
1812                 md->bdev = NULL;
1813         }
1814
1815         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1816         mutex_destroy(&md->type_lock);
1817         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1818
1819         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1824  */
1825 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1826 {
1827         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1828         struct dax_device *dax_dev = NULL;
1829         struct mapped_device *md;
1830         void *old_md;
1831
1832         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1833         if (!md) {
1834                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1835                 return NULL;
1836         }
1837
1838         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1839                 goto bad_module_get;
1840
1841         /* get a minor number for the dev */
1842         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1843                 r = next_free_minor(&minor);
1844         else
1845                 r = specific_minor(minor);
1846         if (r < 0)
1847                 goto bad_minor;
1848
1849         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1850         if (r < 0)
1851                 goto bad_io_barrier;
1852
1853         md->numa_node_id = numa_node_id;
1854         md->use_blk_mq = dm_use_blk_mq_default();
1855         md->init_tio_pdu = false;
1856         md->type = DM_TYPE_NONE;
1857         mutex_init(&md->suspend_lock);
1858         mutex_init(&md->type_lock);
1859         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1860         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1861         atomic_set(&md->holders, 1);
1862         atomic_set(&md->open_count, 0);
1863         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1864         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1865         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1866         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1867         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1868
1869         md->queue = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, numa_node_id, NULL);
1870         if (!md->queue)
1871                 goto bad;
1872         md->queue->queuedata = md;
1873         md->queue->backing_dev_info->congested_data = md;
1874
1875         md->disk = alloc_disk_node(1, md->numa_node_id);
1876         if (!md->disk)
1877                 goto bad;
1878
1879         atomic_set(&md->pending[0], 0);
1880         atomic_set(&md->pending[1], 0);
1881         init_waitqueue_head(&md->wait);
1882         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1883         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1884         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1885         md->kworker_task = NULL;
1886
1887         md->disk->major = _major;
1888         md->disk->first_minor = minor;
1889         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1890         md->disk->queue = md->queue;
1891         md->disk->private_data = md;
1892         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1893
1894         if (IS_ENABLED(CONFIG_DAX_DRIVER)) {
1895                 dax_dev = alloc_dax(md, md->disk->disk_name, &dm_dax_ops);
1896                 if (!dax_dev)
1897                         goto bad;
1898         }
1899         md->dax_dev = dax_dev;
1900
1901         add_disk_no_queue_reg(md->disk);
1902         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1903
1904         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1905         if (!md->wq)
1906                 goto bad;
1907
1908         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1909         if (!md->bdev)
1910                 goto bad;
1911
1912         bio_init(&md->flush_bio, NULL, 0);
1913         bio_set_dev(&md->flush_bio, md->bdev);
1914         md->flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1915
1916         dm_stats_init(&md->stats);
1917
1918         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1919         spin_lock(&_minor_lock);
1920         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1921         spin_unlock(&_minor_lock);
1922
1923         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1924
1925         return md;
1926
1927 bad:
1928         cleanup_mapped_device(md);
1929 bad_io_barrier:
1930         free_minor(minor);
1931 bad_minor:
1932         module_put(THIS_MODULE);
1933 bad_module_get:
1934         kvfree(md);
1935         return NULL;
1936 }
1937
1938 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
1939
1940 static void free_dev(struct mapped_device *md)
1941 {
1942         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
1943
1944         unlock_fs(md);
1945
1946         cleanup_mapped_device(md);
1947
1948         free_table_devices(&md->table_devices);
1949         dm_stats_cleanup(&md->stats);
1950         free_minor(minor);
1951
1952         module_put(THIS_MODULE);
1953         kvfree(md);
1954 }
1955
1956 static void __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
1957 {
1958         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
1959
1960         if (dm_table_bio_based(t)) {
1961                 /*
1962                  * The md may already have mempools that need changing.
1963                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
1964                  * because a different table was loaded.
1965                  */
1966                 bioset_exit(&md->bs);
1967                 bioset_exit(&md->io_bs);
1968
1969         } else if (bioset_initialized(&md->bs)) {
1970                 /*
1971                  * There's no need to reload with request-based dm
1972                  * because the size of front_pad doesn't change.
1973                  * Note for future: If you are to reload bioset,
1974                  * prep-ed requests in the queue may refer
1975                  * to bio from the old bioset, so you must walk
1976                  * through the queue to unprep.
1977                  */
1978                 goto out;
1979         }
1980
1981         BUG_ON(!p ||
1982                bioset_initialized(&md->bs) ||
1983                bioset_initialized(&md->io_bs));
1984
1985         md->bs = p->bs;
1986         memset(&p->bs, 0, sizeof(p->bs));
1987         md->io_bs = p->io_bs;
1988         memset(&p->io_bs, 0, sizeof(p->io_bs));
1989 out:
1990         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
1991         dm_table_free_md_mempools(t);
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Bind a table to the device.
1996  */
1997 static void event_callback(void *context)
1998 {
1999         unsigned long flags;
2000         LIST_HEAD(uevents);
2001         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2002
2003         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2004         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2005         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2006
2007         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2008
2009         atomic_inc(&md->event_nr);
2010         wake_up(&md->eventq);
2011         dm_issue_global_event();
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2016  */
2017 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2018 {
2019         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2020
2021         set_capacity(md->disk, size);
2022
2023         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Returns old map, which caller must destroy.
2028  */
2029 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2030                                struct queue_limits *limits)
2031 {
2032         struct dm_table *old_map;
2033         struct request_queue *q = md->queue;
2034         bool request_based = dm_table_request_based(t);
2035         sector_t size;
2036
2037         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2038
2039         size = dm_table_get_size(t);
2040
2041         /*
2042          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2043          */
2044         if (size != dm_get_size(md))
2045                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2046
2047         __set_size(md, size);
2048
2049         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2050
2051         /*
2052          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2053          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2054          * I/O mapping before resume.
2055          * This must be done before setting the queue restrictions,
2056          * because request-based dm may be run just after the setting.
2057          */
2058         if (request_based)
2059                 dm_stop_queue(q);
2060
2061         if (request_based || md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
2062                 /*
2063                  * Leverage the fact that request-based DM targets and
2064                  * NVMe bio based targets are immutable singletons
2065                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq;
2066                  *   and __process_bio.
2067                  */
2068                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2069         }
2070
2071         __bind_mempools(md, t);
2072
2073         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2074         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2075         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2076
2077         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2078         if (old_map)
2079                 dm_sync_table(md);
2080
2081         return old_map;
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Returns unbound table for the caller to free.
2086  */
2087 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2088 {
2089         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2090
2091         if (!map)
2092                 return NULL;
2093
2094         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2095         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2096         dm_sync_table(md);
2097
2098         return map;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Constructor for a new device.
2103  */
2104 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2105 {
2106         int r;
2107         struct mapped_device *md;
2108
2109         md = alloc_dev(minor);
2110         if (!md)
2111                 return -ENXIO;
2112
2113         r = dm_sysfs_init(md);
2114         if (r) {
2115                 free_dev(md);
2116                 return r;
2117         }
2118
2119         *result = md;
2120         return 0;
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Functions to manage md->type.
2125  * All are required to hold md->type_lock.
2126  */
2127 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2128 {
2129         mutex_lock(&md->type_lock);
2130 }
2131
2132 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2133 {
2134         mutex_unlock(&md->type_lock);
2135 }
2136
2137 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2138 {
2139         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2140         md->type = type;
2141 }
2142
2143 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2144 {
2145         return md->type;
2146 }
2147
2148 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2149 {
2150         return md->immutable_target_type;
2151 }
2152
2153 /*
2154  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2155  * count on 'md'.
2156  */
2157 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2158 {
2159         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2160         return &md->queue->limits;
2161 }
2162 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2163
2164 /*
2165  * Setup the DM device's queue based on md's type
2166  */
2167 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2168 {
2169         int r;
2170         struct queue_limits limits;
2171         enum dm_queue_mode type = dm_get_md_type(md);
2172
2173         switch (type) {
2174         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2175                 dm_init_normal_md_queue(md);
2176                 r = dm_old_init_request_queue(md, t);
2177                 if (r) {
2178                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based mapped device");
2179                         return r;
2180                 }
2181                 break;
2182         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
2183                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2184                 if (r) {
2185                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
2186                         return r;
2187                 }
2188                 break;
2189         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2190         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2191                 dm_init_normal_md_queue(md);
2192                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request);
2193                 break;
2194         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2195                 dm_init_normal_md_queue(md);
2196                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request_nvme);
2197                 break;
2198         case DM_TYPE_NONE:
2199                 WARN_ON_ONCE(true);
2200                 break;
2201         }
2202
2203         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2204         if (r) {
2205                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2206                 return r;
2207         }
2208         dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2209         blk_register_queue(md->disk);
2210
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2215 {
2216         struct mapped_device *md;
2217         unsigned minor = MINOR(dev);
2218
2219         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2220                 return NULL;
2221
2222         spin_lock(&_minor_lock);
2223
2224         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2225         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2226             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2227                 md = NULL;
2228                 goto out;
2229         }
2230         dm_get(md);
2231 out:
2232         spin_unlock(&_minor_lock);
2233
2234         return md;
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2237
2238 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2239 {
2240         return md->interface_ptr;
2241 }
2242
2243 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2244 {
2245         md->interface_ptr = ptr;
2246 }
2247
2248 void dm_get(struct mapped_device *md)
2249 {
2250         atomic_inc(&md->holders);
2251         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2252 }
2253
2254 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2255 {
2256         spin_lock(&_minor_lock);
2257         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2258                 spin_unlock(&_minor_lock);
2259                 return -EBUSY;
2260         }
2261         dm_get(md);
2262         spin_unlock(&_minor_lock);
2263         return 0;
2264 }
2265 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2266
2267 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2268 {
2269         return md->name;
2270 }
2271 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2272
2273 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2274 {
2275         struct dm_table *map;
2276         int srcu_idx;
2277
2278         might_sleep();
2279
2280         spin_lock(&_minor_lock);
2281         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2282         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2283         spin_unlock(&_minor_lock);
2284
2285         blk_set_queue_dying(md->queue);
2286
2287         if (dm_request_based(md) && md->kworker_task)
2288                 kthread_flush_worker(&md->kworker);
2289
2290         /*
2291          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2292          * do not race with internal suspend.
2293          */
2294         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2295         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2296         if (!dm_suspended_md(md)) {
2297                 dm_table_presuspend_targets(map);
2298                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2299         }
2300         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2301         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2302         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2303
2304         /*
2305          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2306          * for example.  Wait for all references to disappear.
2307          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2308          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2309          */
2310         if (wait)
2311                 while (atomic_read(&md->holders))
2312                         msleep(1);
2313         else if (atomic_read(&md->holders))
2314                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2315                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2316
2317         dm_sysfs_exit(md);
2318         dm_table_destroy(__unbind(md));
2319         free_dev(md);
2320 }
2321
2322 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2323 {
2324         __dm_destroy(md, true);
2325 }
2326
2327 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2328 {
2329         __dm_destroy(md, false);
2330 }
2331
2332 void dm_put(struct mapped_device *md)
2333 {
2334         atomic_dec(&md->holders);
2335 }
2336 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2337
2338 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2339 {
2340         int r = 0;
2341         DEFINE_WAIT(wait);
2342
2343         while (1) {
2344                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2345
2346                 if (!md_in_flight(md))
2347                         break;
2348
2349                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2350                         r = -EINTR;
2351                         break;
2352                 }
2353
2354                 io_schedule();
2355         }
2356         finish_wait(&md->wait, &wait);
2357
2358         return r;
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Process the deferred bios
2363  */
2364 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2365 {
2366         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2367                                                 work);
2368         struct bio *c;
2369         int srcu_idx;
2370         struct dm_table *map;
2371
2372         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2373
2374         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2375                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2376                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2377                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2378
2379                 if (!c)
2380                         break;
2381
2382                 if (dm_request_based(md))
2383                         generic_make_request(c);
2384                 else
2385                         __split_and_process_bio(md, map, c);
2386         }
2387
2388         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2389 }
2390
2391 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2392 {
2393         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2394         smp_mb__after_atomic();
2395         queue_work(md->wq, &md->work);
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2400  */
2401 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2402 {
2403         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2404         struct queue_limits limits;
2405         int r;
2406
2407         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2408
2409         /* device must be suspended */
2410         if (!dm_suspended_md(md))
2411                 goto out;
2412
2413         /*
2414          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2415          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2416          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2417          * reappear.
2418          */
2419         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2420                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2421                 if (live_map)
2422                         limits = md->queue->limits;
2423                 dm_put_live_table_fast(md);
2424         }
2425
2426         if (!live_map) {
2427                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2428                 if (r) {
2429                         map = ERR_PTR(r);
2430                         goto out;
2431                 }
2432         }
2433
2434         map = __bind(md, table, &limits);
2435         dm_issue_global_event();
2436
2437 out:
2438         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2439         return map;
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2444  * device.
2445  */
2446 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2447 {
2448         int r;
2449
2450         WARN_ON(md->frozen_sb);
2451
2452         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2453         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2454                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2455                 md->frozen_sb = NULL;
2456                 return r;
2457         }
2458
2459         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2460
2461         return 0;
2462 }
2463
2464 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2465 {
2466         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2467                 return;
2468
2469         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2470         md->frozen_sb = NULL;
2471         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2472 }
2473
2474 /*
2475  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2476  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2477  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2478  *
2479  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2480  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2481  * are being added to md->deferred list.
2482  */
2483 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2484                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2485                         int dmf_suspended_flag)
2486 {
2487         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2488         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2489         int r;
2490
2491         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2492
2493         /*
2494          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2495          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2496          */
2497         if (noflush)
2498                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2499         else
2500                 pr_debug("%s: suspending with flush\n", dm_device_name(md));
2501
2502         /*
2503          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2504          * provide the .presuspend_undo hook.
2505          */
2506         dm_table_presuspend_targets(map);
2507
2508         /*
2509          * Flush I/O to the device.
2510          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2511          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2512          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2513          */
2514         if (!noflush && do_lockfs) {
2515                 r = lock_fs(md);
2516                 if (r) {
2517                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2518                         return r;
2519                 }
2520         }
2521
2522         /*
2523          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2524          * to target drivers i.e. no one may be executing
2525          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2526          * dm_wq_work.
2527          *
2528          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2529          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2530          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2531          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2532          * flush_workqueue(md->wq).
2533          */
2534         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2535         if (map)
2536                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2537
2538         /*
2539          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2540          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2541          */
2542         if (dm_request_based(md)) {
2543                 dm_stop_queue(md->queue);
2544                 if (md->kworker_task)
2545                         kthread_flush_worker(&md->kworker);
2546         }
2547
2548         flush_workqueue(md->wq);
2549
2550         /*
2551          * At this point no more requests are entering target request routines.
2552          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2553          * to finish.
2554          */
2555         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2556         if (!r)
2557                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2558
2559         if (noflush)
2560                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2561         if (map)
2562                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2563
2564         /* were we interrupted ? */
2565         if (r < 0) {
2566                 dm_queue_flush(md);
2567
2568                 if (dm_request_based(md))
2569                         dm_start_queue(md->queue);
2570
2571                 unlock_fs(md);
2572                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2573                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2574         }
2575
2576         return r;
2577 }
2578
2579 /*
2580  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2581  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2582  * the background.  Before the table can be swapped with
2583  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2584  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2585  */
2586 /*
2587  * Suspend mechanism in request-based dm.
2588  *
2589  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2590  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2591  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2592  *
2593  * To abort suspend, start the request_queue.
2594  */
2595 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2596 {
2597         struct dm_table *map = NULL;
2598         int r = 0;
2599
2600 retry:
2601         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2602
2603         if (dm_suspended_md(md)) {
2604                 r = -EINVAL;
2605                 goto out_unlock;
2606         }
2607
2608         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2609                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2610                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2611                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2612                 if (r)
2613                         return r;
2614                 goto retry;
2615         }
2616
2617         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2618
2619         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2620         if (r)
2621                 goto out_unlock;
2622
2623         dm_table_postsuspend_targets(map);
2624
2625 out_unlock:
2626         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2627         return r;
2628 }
2629
2630 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2631 {
2632         if (map) {
2633                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2634                 if (r)
2635                         return r;
2636         }
2637
2638         dm_queue_flush(md);
2639
2640         /*
2641          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2642          * so that mapping of targets can work correctly.
2643          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2644          */
2645         if (dm_request_based(md))
2646                 dm_start_queue(md->queue);
2647
2648         unlock_fs(md);
2649
2650         return 0;
2651 }
2652
2653 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2654 {
2655         int r;
2656         struct dm_table *map = NULL;
2657
2658 retry:
2659         r = -EINVAL;
2660         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2661
2662         if (!dm_suspended_md(md))
2663                 goto out;
2664
2665         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2666                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2667                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2668                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2669                 if (r)
2670                         return r;
2671                 goto retry;
2672         }
2673
2674         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2675         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2676                 goto out;
2677
2678         r = __dm_resume(md, map);
2679         if (r)
2680                 goto out;
2681
2682         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2683 out:
2684         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2685
2686         return r;
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2691  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2692  * It may be used only from the kernel.
2693  */
2694
2695 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2696 {
2697         struct dm_table *map = NULL;
2698
2699         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2700
2701         if (md->internal_suspend_count++)
2702                 return; /* nested internal suspend */
2703
2704         if (dm_suspended_md(md)) {
2705                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2706                 return; /* nest suspend */
2707         }
2708
2709         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2710
2711         /*
2712          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2713          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2714          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2715          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2716          */
2717         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2718                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2719
2720         dm_table_postsuspend_targets(map);
2721 }
2722
2723 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2724 {
2725         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2726
2727         if (--md->internal_suspend_count)
2728                 return; /* resume from nested internal suspend */
2729
2730         if (dm_suspended_md(md))
2731                 goto done; /* resume from nested suspend */
2732
2733         /*
2734          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2735          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2736          */
2737         (void) __dm_resume(md, NULL);
2738
2739 done:
2740         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2741         smp_mb__after_atomic();
2742         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2743 }
2744
2745 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2746 {
2747         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2748         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2749         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2750 }
2751 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2752
2753 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2754 {
2755         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2756         __dm_internal_resume(md);
2757         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2758 }
2759 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2760
2761 /*
2762  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2763  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2764  */
2765
2766 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2767 {
2768         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2769         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2770                 return;
2771
2772         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2773         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2774         flush_workqueue(md->wq);
2775         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2776 }
2777 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2778
2779 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2780 {
2781         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2782                 goto done;
2783
2784         dm_queue_flush(md);
2785
2786 done:
2787         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2788 }
2789 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2790
2791 /*-----------------------------------------------------------------
2792  * Event notification.
2793  *---------------------------------------------------------------*/
2794 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2795                        unsigned cookie)
2796 {
2797         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2798         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2799
2800         if (!cookie)
2801                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2802         else {
2803                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2804                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2805                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2806                                           action, envp);
2807         }
2808 }
2809
2810 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2811 {
2812         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2813 }
2814
2815 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2816 {
2817         return atomic_read(&md->event_nr);
2818 }
2819
2820 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2821 {
2822         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2823                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2824 }
2825
2826 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2827 {
2828         unsigned long flags;
2829
2830         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2831         list_add(elist, &md->uevent_list);
2832         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2833 }
2834
2835 /*
2836  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2837  * count on 'md'.
2838  */
2839 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2840 {
2841         return md->disk;
2842 }
2843 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2844
2845 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2846 {
2847         return &md->kobj_holder.kobj;
2848 }
2849
2850 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2851 {
2852         struct mapped_device *md;
2853
2854         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2855
2856         spin_lock(&_minor_lock);
2857         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2858                 md = NULL;
2859                 goto out;
2860         }
2861         dm_get(md);
2862 out:
2863         spin_unlock(&_minor_lock);
2864
2865         return md;
2866 }
2867
2868 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2869 {
2870         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2871 }
2872
2873 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2874 {
2875         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2876 }
2877
2878 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2879 {
2880         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2881 }
2882
2883 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2884 {
2885         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2888
2889 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2890 {
2891         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2892 }
2893 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2894
2895 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type,
2896                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size,
2897                                             unsigned min_pool_size)
2898 {
2899         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2900         unsigned int pool_size = 0;
2901         unsigned int front_pad, io_front_pad;
2902         int ret;
2903
2904         if (!pools)
2905                 return NULL;
2906
2907         switch (type) {
2908         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2909         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2910         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2911                 pool_size = max(dm_get_reserved_bio_based_ios(), min_pool_size);
2912                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2913                 io_front_pad = roundup(front_pad,  __alignof__(struct dm_io)) + offsetof(struct dm_io, tio);
2914                 ret = bioset_init(&pools->io_bs, pool_size, io_front_pad, 0);
2915                 if (ret)
2916                         goto out;
2917                 if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->io_bs, pool_size))
2918                         goto out;
2919                 break;
2920         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2921         case DM_TYPE_MQ_REQUEST_BASED:
2922                 pool_size = max(dm_get_reserved_rq_based_ios(), min_pool_size);
2923                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2924                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2925                 break;
2926         default:
2927                 BUG();
2928         }
2929
2930         ret = bioset_init(&pools->bs, pool_size, front_pad, 0);
2931         if (ret)
2932                 goto out;
2933
2934         if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->bs, pool_size))
2935                 goto out;
2936
2937         return pools;
2938
2939 out:
2940         dm_free_md_mempools(pools);
2941
2942         return NULL;
2943 }
2944
2945 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
2946 {
2947         if (!pools)
2948                 return;
2949
2950         bioset_exit(&pools->bs);
2951         bioset_exit(&pools->io_bs);
2952
2953         kfree(pools);
2954 }
2955
2956 struct dm_pr {
2957         u64     old_key;
2958         u64     new_key;
2959         u32     flags;
2960         bool    fail_early;
2961 };
2962
2963 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
2964                       void *data)
2965 {
2966         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
2967         struct dm_table *table;
2968         struct dm_target *ti;
2969         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
2970
2971         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2972         if (!table || !dm_table_get_size(table))
2973                 goto out;
2974
2975         /* We only support devices that have a single target */
2976         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
2977                 goto out;
2978         ti = dm_table_get_target(table, 0);
2979
2980         ret = -EINVAL;
2981         if (!ti->type->iterate_devices)
2982                 goto out;
2983
2984         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
2985 out:
2986         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2987         return ret;
2988 }
2989
2990 /*
2991  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
2992  */
2993 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
2994                             sector_t start, sector_t len, void *data)
2995 {
2996         struct dm_pr *pr = data;
2997         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
2998
2999         if (!ops || !ops->pr_register)
3000                 return -EOPNOTSUPP;
3001         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3002 }
3003
3004 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3005                           u32 flags)
3006 {
3007         struct dm_pr pr = {
3008                 .old_key        = old_key,
3009                 .new_key        = new_key,
3010                 .flags          = flags,
3011                 .fail_early     = true,
3012         };
3013         int ret;
3014
3015         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3016         if (ret && new_key) {
3017                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
3018                 pr.old_key = new_key;
3019                 pr.new_key = 0;
3020                 pr.flags = 0;
3021                 pr.fail_early = false;
3022                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3023         }
3024
3025         return ret;
3026 }
3027
3028 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3029                          u32 flags)
3030 {
3031         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3032         const struct pr_ops *ops;
3033         int r, srcu_idx;
3034
3035         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3036         if (r < 0)
3037                 goto out;
3038
3039         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3040         if (ops && ops->pr_reserve)
3041                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
3042         else
3043                 r = -EOPNOTSUPP;
3044 out:
3045         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3046         return r;
3047 }
3048
3049 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3050 {
3051         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3052         const struct pr_ops *ops;
3053         int r, srcu_idx;
3054
3055         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3056         if (r < 0)
3057                 goto out;
3058
3059         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3060         if (ops && ops->pr_release)
3061                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
3062         else
3063                 r = -EOPNOTSUPP;
3064 out:
3065         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3066         return r;
3067 }
3068
3069 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3070                          enum pr_type type, bool abort)
3071 {
3072         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3073         const struct pr_ops *ops;
3074         int r, srcu_idx;
3075
3076         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3077         if (r < 0)
3078                 goto out;
3079
3080         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3081         if (ops && ops->pr_preempt)
3082                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
3083         else
3084                 r = -EOPNOTSUPP;
3085 out:
3086         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3087         return r;
3088 }
3089
3090 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3091 {
3092         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3093         const struct pr_ops *ops;
3094         int r, srcu_idx;
3095
3096         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3097         if (r < 0)
3098                 goto out;
3099
3100         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3101         if (ops && ops->pr_clear)
3102                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3103         else
3104                 r = -EOPNOTSUPP;
3105 out:
3106         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3107         return r;
3108 }
3109
3110 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3111         .pr_register    = dm_pr_register,
3112         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3113         .pr_release     = dm_pr_release,
3114         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3115         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3116 };
3117
3118 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3119         .open = dm_blk_open,
3120         .release = dm_blk_close,
3121         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3122         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3123         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3124         .owner = THIS_MODULE
3125 };
3126
3127 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3128         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3129         .copy_from_iter = dm_dax_copy_from_iter,
3130 };
3131
3132 /*
3133  * module hooks
3134  */
3135 module_init(dm_init);
3136 module_exit(dm_exit);
3137
3138 module_param(major, uint, 0);
3139 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3140
3141 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3142 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3143
3144 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3145 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3146
3147 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3148 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3149 MODULE_LICENSE("GPL");