Merge branch 'next' into for-linus
[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/mm.h>
16 #include <linux/sched/signal.h>
17 #include <linux/blkpg.h>
18 #include <linux/bio.h>
19 #include <linux/mempool.h>
20 #include <linux/dax.h>
21 #include <linux/slab.h>
22 #include <linux/idr.h>
23 #include <linux/uio.h>
24 #include <linux/hdreg.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/wait.h>
27 #include <linux/pr.h>
28 #include <linux/refcount.h>
29 #include <linux/part_stat.h>
30 #include <linux/blk-crypto.h>
31
32 #define DM_MSG_PREFIX "core"
33
34 /*
35  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
36  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
37  */
38 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
39 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
40
41 static const char *_name = DM_NAME;
42
43 static unsigned int major = 0;
44 static unsigned int _major = 0;
45
46 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
47
48 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
49
50 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
51
52 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
53
54 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
55
56 atomic_t dm_global_event_nr = ATOMIC_INIT(0);
57 DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dm_global_eventq);
58
59 void dm_issue_global_event(void)
60 {
61         atomic_inc(&dm_global_event_nr);
62         wake_up(&dm_global_eventq);
63 }
64
65 /*
66  * One of these is allocated (on-stack) per original bio.
67  */
68 struct clone_info {
69         struct dm_table *map;
70         struct bio *bio;
71         struct dm_io *io;
72         sector_t sector;
73         unsigned sector_count;
74 };
75
76 /*
77  * One of these is allocated per clone bio.
78  */
79 #define DM_TIO_MAGIC 7282014
80 struct dm_target_io {
81         unsigned magic;
82         struct dm_io *io;
83         struct dm_target *ti;
84         unsigned target_bio_nr;
85         unsigned *len_ptr;
86         bool inside_dm_io;
87         struct bio clone;
88 };
89
90 /*
91  * One of these is allocated per original bio.
92  * It contains the first clone used for that original.
93  */
94 #define DM_IO_MAGIC 5191977
95 struct dm_io {
96         unsigned magic;
97         struct mapped_device *md;
98         blk_status_t status;
99         atomic_t io_count;
100         struct bio *orig_bio;
101         unsigned long start_time;
102         spinlock_t endio_lock;
103         struct dm_stats_aux stats_aux;
104         /* last member of dm_target_io is 'struct bio' */
105         struct dm_target_io tio;
106 };
107
108 void *dm_per_bio_data(struct bio *bio, size_t data_size)
109 {
110         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
111         if (!tio->inside_dm_io)
112                 return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - data_size;
113         return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - offsetof(struct dm_io, tio) - data_size;
114 }
115 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_per_bio_data);
116
117 struct bio *dm_bio_from_per_bio_data(void *data, size_t data_size)
118 {
119         struct dm_io *io = (struct dm_io *)((char *)data + data_size);
120         if (io->magic == DM_IO_MAGIC)
121                 return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_io, tio) + offsetof(struct dm_target_io, clone));
122         BUG_ON(io->magic != DM_TIO_MAGIC);
123         return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_target_io, clone));
124 }
125 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_from_per_bio_data);
126
127 unsigned dm_bio_get_target_bio_nr(const struct bio *bio)
128 {
129         return container_of(bio, struct dm_target_io, clone)->target_bio_nr;
130 }
131 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_get_target_bio_nr);
132
133 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
134
135 /*
136  * Bits for the md->flags field.
137  */
138 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
139 #define DMF_SUSPENDED 1
140 #define DMF_FROZEN 2
141 #define DMF_FREEING 3
142 #define DMF_DELETING 4
143 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
144 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 6
145 #define DMF_SUSPENDED_INTERNALLY 7
146 #define DMF_POST_SUSPENDING 8
147
148 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
149 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
150
151 /*
152  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
153  */
154 struct dm_md_mempools {
155         struct bio_set bs;
156         struct bio_set io_bs;
157 };
158
159 struct table_device {
160         struct list_head list;
161         refcount_t count;
162         struct dm_dev dm_dev;
163 };
164
165 /*
166  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
167  */
168 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
169 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
170
171 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
172 {
173         int param = READ_ONCE(*module_param);
174         int modified_param = 0;
175         bool modified = true;
176
177         if (param < min)
178                 modified_param = min;
179         else if (param > max)
180                 modified_param = max;
181         else
182                 modified = false;
183
184         if (modified) {
185                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
186                 param = modified_param;
187         }
188
189         return param;
190 }
191
192 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
193                                unsigned def, unsigned max)
194 {
195         unsigned param = READ_ONCE(*module_param);
196         unsigned modified_param = 0;
197
198         if (!param)
199                 modified_param = def;
200         else if (param > max)
201                 modified_param = max;
202
203         if (modified_param) {
204                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
205                 param = modified_param;
206         }
207
208         return param;
209 }
210
211 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
212 {
213         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
214                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
215 }
216 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
217
218 static unsigned dm_get_numa_node(void)
219 {
220         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
221                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
222 }
223
224 static int __init local_init(void)
225 {
226         int r;
227
228         r = dm_uevent_init();
229         if (r)
230                 return r;
231
232         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
233         if (!deferred_remove_workqueue) {
234                 r = -ENOMEM;
235                 goto out_uevent_exit;
236         }
237
238         _major = major;
239         r = register_blkdev(_major, _name);
240         if (r < 0)
241                 goto out_free_workqueue;
242
243         if (!_major)
244                 _major = r;
245
246         return 0;
247
248 out_free_workqueue:
249         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
250 out_uevent_exit:
251         dm_uevent_exit();
252
253         return r;
254 }
255
256 static void local_exit(void)
257 {
258         flush_scheduled_work();
259         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
260
261         unregister_blkdev(_major, _name);
262         dm_uevent_exit();
263
264         _major = 0;
265
266         DMINFO("cleaned up");
267 }
268
269 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
270         local_init,
271         dm_target_init,
272         dm_linear_init,
273         dm_stripe_init,
274         dm_io_init,
275         dm_kcopyd_init,
276         dm_interface_init,
277         dm_statistics_init,
278 };
279
280 static void (*_exits[])(void) = {
281         local_exit,
282         dm_target_exit,
283         dm_linear_exit,
284         dm_stripe_exit,
285         dm_io_exit,
286         dm_kcopyd_exit,
287         dm_interface_exit,
288         dm_statistics_exit,
289 };
290
291 static int __init dm_init(void)
292 {
293         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
294
295         int r, i;
296
297         for (i = 0; i < count; i++) {
298                 r = _inits[i]();
299                 if (r)
300                         goto bad;
301         }
302
303         return 0;
304
305       bad:
306         while (i--)
307                 _exits[i]();
308
309         return r;
310 }
311
312 static void __exit dm_exit(void)
313 {
314         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
315
316         while (i--)
317                 _exits[i]();
318
319         /*
320          * Should be empty by this point.
321          */
322         idr_destroy(&_minor_idr);
323 }
324
325 /*
326  * Block device functions
327  */
328 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
329 {
330         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
331 }
332
333 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
334 {
335         struct mapped_device *md;
336
337         spin_lock(&_minor_lock);
338
339         md = bdev->bd_disk->private_data;
340         if (!md)
341                 goto out;
342
343         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
344             dm_deleting_md(md)) {
345                 md = NULL;
346                 goto out;
347         }
348
349         dm_get(md);
350         atomic_inc(&md->open_count);
351 out:
352         spin_unlock(&_minor_lock);
353
354         return md ? 0 : -ENXIO;
355 }
356
357 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
358 {
359         struct mapped_device *md;
360
361         spin_lock(&_minor_lock);
362
363         md = disk->private_data;
364         if (WARN_ON(!md))
365                 goto out;
366
367         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
368             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
369                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
370
371         dm_put(md);
372 out:
373         spin_unlock(&_minor_lock);
374 }
375
376 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
377 {
378         return atomic_read(&md->open_count);
379 }
380
381 /*
382  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
383  */
384 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
385 {
386         int r = 0;
387
388         spin_lock(&_minor_lock);
389
390         if (dm_open_count(md)) {
391                 r = -EBUSY;
392                 if (mark_deferred)
393                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
394         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
395                 r = -EEXIST;
396         else
397                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
398
399         spin_unlock(&_minor_lock);
400
401         return r;
402 }
403
404 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
405 {
406         int r = 0;
407
408         spin_lock(&_minor_lock);
409
410         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
411                 r = -EBUSY;
412         else
413                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
414
415         spin_unlock(&_minor_lock);
416
417         return r;
418 }
419
420 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
421 {
422         dm_deferred_remove();
423 }
424
425 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
426 {
427         return get_capacity(md->disk);
428 }
429
430 struct request_queue *dm_get_md_queue(struct mapped_device *md)
431 {
432         return md->queue;
433 }
434
435 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
436 {
437         return &md->stats;
438 }
439
440 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
441 {
442         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
443
444         return dm_get_geometry(md, geo);
445 }
446
447 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
448 int dm_report_zones_cb(struct blk_zone *zone, unsigned int idx, void *data)
449 {
450         struct dm_report_zones_args *args = data;
451         sector_t sector_diff = args->tgt->begin - args->start;
452
453         /*
454          * Ignore zones beyond the target range.
455          */
456         if (zone->start >= args->start + args->tgt->len)
457                 return 0;
458
459         /*
460          * Remap the start sector and write pointer position of the zone
461          * to match its position in the target range.
462          */
463         zone->start += sector_diff;
464         if (zone->type != BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL) {
465                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL)
466                         zone->wp = zone->start + zone->len;
467                 else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
468                         zone->wp = zone->start;
469                 else
470                         zone->wp += sector_diff;
471         }
472
473         args->next_sector = zone->start + zone->len;
474         return args->orig_cb(zone, args->zone_idx++, args->orig_data);
475 }
476 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_report_zones_cb);
477
478 static int dm_blk_report_zones(struct gendisk *disk, sector_t sector,
479                 unsigned int nr_zones, report_zones_cb cb, void *data)
480 {
481         struct mapped_device *md = disk->private_data;
482         struct dm_table *map;
483         int srcu_idx, ret;
484         struct dm_report_zones_args args = {
485                 .next_sector = sector,
486                 .orig_data = data,
487                 .orig_cb = cb,
488         };
489
490         if (dm_suspended_md(md))
491                 return -EAGAIN;
492
493         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
494         if (!map)
495                 return -EIO;
496
497         do {
498                 struct dm_target *tgt;
499
500                 tgt = dm_table_find_target(map, args.next_sector);
501                 if (WARN_ON_ONCE(!tgt->type->report_zones)) {
502                         ret = -EIO;
503                         goto out;
504                 }
505
506                 args.tgt = tgt;
507                 ret = tgt->type->report_zones(tgt, &args,
508                                               nr_zones - args.zone_idx);
509                 if (ret < 0)
510                         goto out;
511         } while (args.zone_idx < nr_zones &&
512                  args.next_sector < get_capacity(disk));
513
514         ret = args.zone_idx;
515 out:
516         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
517         return ret;
518 }
519 #else
520 #define dm_blk_report_zones             NULL
521 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
522
523 static int dm_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
524                             struct block_device **bdev)
525         __acquires(md->io_barrier)
526 {
527         struct dm_target *tgt;
528         struct dm_table *map;
529         int r;
530
531 retry:
532         r = -ENOTTY;
533         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
534         if (!map || !dm_table_get_size(map))
535                 return r;
536
537         /* We only support devices that have a single target */
538         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
539                 return r;
540
541         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
542         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
543                 return r;
544
545         if (dm_suspended_md(md))
546                 return -EAGAIN;
547
548         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev);
549         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
550                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
551                 msleep(10);
552                 goto retry;
553         }
554
555         return r;
556 }
557
558 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
559         __releases(md->io_barrier)
560 {
561         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
562 }
563
564 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
565                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
566 {
567         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
568         int r, srcu_idx;
569
570         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
571         if (r < 0)
572                 goto out;
573
574         if (r > 0) {
575                 /*
576                  * Target determined this ioctl is being issued against a
577                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
578                  */
579                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
580                         DMWARN_LIMIT(
581         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
582                                 current->comm, cmd);
583                         r = -ENOIOCTLCMD;
584                         goto out;
585                 }
586         }
587
588         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
589 out:
590         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
591         return r;
592 }
593
594 static void start_io_acct(struct dm_io *io);
595
596 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
597 {
598         struct dm_io *io;
599         struct dm_target_io *tio;
600         struct bio *clone;
601
602         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, &md->io_bs);
603         if (!clone)
604                 return NULL;
605
606         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
607         tio->inside_dm_io = true;
608         tio->io = NULL;
609
610         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
611         io->magic = DM_IO_MAGIC;
612         io->status = 0;
613         atomic_set(&io->io_count, 1);
614         io->orig_bio = bio;
615         io->md = md;
616         spin_lock_init(&io->endio_lock);
617
618         start_io_acct(io);
619
620         return io;
621 }
622
623 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
624 {
625         bio_put(&io->tio.clone);
626 }
627
628 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
629                                       unsigned target_bio_nr, gfp_t gfp_mask)
630 {
631         struct dm_target_io *tio;
632
633         if (!ci->io->tio.io) {
634                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
635                 tio = &ci->io->tio;
636         } else {
637                 struct bio *clone = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, &ci->io->md->bs);
638                 if (!clone)
639                         return NULL;
640
641                 tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
642                 tio->inside_dm_io = false;
643         }
644
645         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
646         tio->io = ci->io;
647         tio->ti = ti;
648         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
649
650         return tio;
651 }
652
653 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
654 {
655         if (tio->inside_dm_io)
656                 return;
657         bio_put(&tio->clone);
658 }
659
660 u64 dm_start_time_ns_from_clone(struct bio *bio)
661 {
662         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
663         struct dm_io *io = tio->io;
664
665         return jiffies_to_nsecs(io->start_time);
666 }
667 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_start_time_ns_from_clone);
668
669 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
670 {
671         struct mapped_device *md = io->md;
672         struct bio *bio = io->orig_bio;
673
674         io->start_time = bio_start_io_acct(bio);
675         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
676                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
677                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
678                                     false, 0, &io->stats_aux);
679 }
680
681 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
682 {
683         struct mapped_device *md = io->md;
684         struct bio *bio = io->orig_bio;
685         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
686
687         bio_end_io_acct(bio, io->start_time);
688
689         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
690                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
691                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
692                                     true, duration, &io->stats_aux);
693
694         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
695         if (unlikely(wq_has_sleeper(&md->wait)))
696                 wake_up(&md->wait);
697 }
698
699 /*
700  * Add the bio to the list of deferred io.
701  */
702 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
703 {
704         unsigned long flags;
705
706         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
707         bio_list_add(&md->deferred, bio);
708         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
709         queue_work(md->wq, &md->work);
710 }
711
712 /*
713  * Everyone (including functions in this file), should use this
714  * function to access the md->map field, and make sure they call
715  * dm_put_live_table() when finished.
716  */
717 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
718 {
719         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
720
721         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
722 }
723
724 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
725 {
726         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
727 }
728
729 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
730 {
731         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
732         synchronize_rcu_expedited();
733 }
734
735 /*
736  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
737  * The caller must not block between these two functions.
738  */
739 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
740 {
741         rcu_read_lock();
742         return rcu_dereference(md->map);
743 }
744
745 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
746 {
747         rcu_read_unlock();
748 }
749
750 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
751
752 /*
753  * Open a table device so we can use it as a map destination.
754  */
755 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
756                              struct mapped_device *md)
757 {
758         struct block_device *bdev;
759
760         int r;
761
762         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
763
764         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
765         if (IS_ERR(bdev))
766                 return PTR_ERR(bdev);
767
768         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
769         if (r) {
770                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
771                 return r;
772         }
773
774         td->dm_dev.bdev = bdev;
775         td->dm_dev.dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
776         return 0;
777 }
778
779 /*
780  * Close a table device that we've been using.
781  */
782 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
783 {
784         if (!td->dm_dev.bdev)
785                 return;
786
787         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
788         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
789         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
790         td->dm_dev.bdev = NULL;
791         td->dm_dev.dax_dev = NULL;
792 }
793
794 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
795                                               fmode_t mode)
796 {
797         struct table_device *td;
798
799         list_for_each_entry(td, l, list)
800                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
801                         return td;
802
803         return NULL;
804 }
805
806 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
807                         struct dm_dev **result)
808 {
809         int r;
810         struct table_device *td;
811
812         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
813         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
814         if (!td) {
815                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
816                 if (!td) {
817                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
818                         return -ENOMEM;
819                 }
820
821                 td->dm_dev.mode = mode;
822                 td->dm_dev.bdev = NULL;
823
824                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
825                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
826                         kfree(td);
827                         return r;
828                 }
829
830                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
831
832                 refcount_set(&td->count, 1);
833                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
834         } else {
835                 refcount_inc(&td->count);
836         }
837         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
838
839         *result = &td->dm_dev;
840         return 0;
841 }
842 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
843
844 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
845 {
846         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
847
848         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
849         if (refcount_dec_and_test(&td->count)) {
850                 close_table_device(td, md);
851                 list_del(&td->list);
852                 kfree(td);
853         }
854         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
855 }
856 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
857
858 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
859 {
860         struct list_head *tmp, *next;
861
862         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
863                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
864
865                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
866                        td->dm_dev.name, refcount_read(&td->count));
867                 kfree(td);
868         }
869 }
870
871 /*
872  * Get the geometry associated with a dm device
873  */
874 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
875 {
876         *geo = md->geometry;
877
878         return 0;
879 }
880
881 /*
882  * Set the geometry of a device.
883  */
884 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
885 {
886         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
887
888         if (geo->start > sz) {
889                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
890                 return -EINVAL;
891         }
892
893         md->geometry = *geo;
894
895         return 0;
896 }
897
898 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
899 {
900         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
901 }
902
903 /*
904  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
905  * cloned into, completing the original io if necc.
906  */
907 static void dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
908 {
909         unsigned long flags;
910         blk_status_t io_error;
911         struct bio *bio;
912         struct mapped_device *md = io->md;
913
914         /* Push-back supersedes any I/O errors */
915         if (unlikely(error)) {
916                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
917                 if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE && __noflush_suspending(md)))
918                         io->status = error;
919                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
920         }
921
922         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
923                 if (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE) {
924                         /*
925                          * Target requested pushing back the I/O.
926                          */
927                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
928                         if (__noflush_suspending(md))
929                                 /* NOTE early return due to BLK_STS_DM_REQUEUE below */
930                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
931                         else
932                                 /* noflush suspend was interrupted. */
933                                 io->status = BLK_STS_IOERR;
934                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
935                 }
936
937                 io_error = io->status;
938                 bio = io->orig_bio;
939                 end_io_acct(io);
940                 free_io(md, io);
941
942                 if (io_error == BLK_STS_DM_REQUEUE)
943                         return;
944
945                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
946                         /*
947                          * Preflush done for flush with data, reissue
948                          * without REQ_PREFLUSH.
949                          */
950                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
951                         queue_io(md, bio);
952                 } else {
953                         /* done with normal IO or empty flush */
954                         if (io_error)
955                                 bio->bi_status = io_error;
956                         bio_endio(bio);
957                 }
958         }
959 }
960
961 void disable_discard(struct mapped_device *md)
962 {
963         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
964
965         /* device doesn't really support DISCARD, disable it */
966         limits->max_discard_sectors = 0;
967         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_DISCARD, md->queue);
968 }
969
970 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
971 {
972         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
973
974         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
975         limits->max_write_same_sectors = 0;
976 }
977
978 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
979 {
980         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
981
982         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
983         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
984 }
985
986 static void clone_endio(struct bio *bio)
987 {
988         blk_status_t error = bio->bi_status;
989         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
990         struct dm_io *io = tio->io;
991         struct mapped_device *md = tio->io->md;
992         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
993         struct bio *orig_bio = io->orig_bio;
994
995         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET) && md->type != DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
996                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD &&
997                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_discard_sectors)
998                         disable_discard(md);
999                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
1000                          !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_same_sectors)
1001                         disable_write_same(md);
1002                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
1003                          !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_zeroes_sectors)
1004                         disable_write_zeroes(md);
1005         }
1006
1007         /*
1008          * For zone-append bios get offset in zone of the written
1009          * sector and add that to the original bio sector pos.
1010          */
1011         if (bio_op(orig_bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1012                 sector_t written_sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1013                 struct request_queue *q = orig_bio->bi_disk->queue;
1014                 u64 mask = (u64)blk_queue_zone_sectors(q) - 1;
1015
1016                 orig_bio->bi_iter.bi_sector += written_sector & mask;
1017         }
1018
1019         if (endio) {
1020                 int r = endio(tio->ti, bio, &error);
1021                 switch (r) {
1022                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
1023                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
1024                         fallthrough;
1025                 case DM_ENDIO_DONE:
1026                         break;
1027                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
1028                         /* The target will handle the io */
1029                         return;
1030                 default:
1031                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
1032                         BUG();
1033                 }
1034         }
1035
1036         free_tio(tio);
1037         dec_pending(io, error);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1042  * target boundary.
1043  */
1044 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1045 {
1046         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1047
1048         return ti->len - target_offset;
1049 }
1050
1051 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1052 {
1053         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
1054         sector_t offset, max_len;
1055
1056         /*
1057          * Does the target need to split even further?
1058          */
1059         if (ti->max_io_len) {
1060                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
1061                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
1062                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
1063                 else
1064                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
1065                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
1066
1067                 if (len > max_len)
1068                         len = max_len;
1069         }
1070
1071         return len;
1072 }
1073
1074 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1075 {
1076         if (len > UINT_MAX) {
1077                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1078                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1079                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1080                 return -EINVAL;
1081         }
1082
1083         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1084
1085         return 0;
1086 }
1087 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1088
1089 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1090                                                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1091         __acquires(md->io_barrier)
1092 {
1093         struct dm_table *map;
1094         struct dm_target *ti;
1095
1096         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1097         if (!map)
1098                 return NULL;
1099
1100         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1101         if (!ti)
1102                 return NULL;
1103
1104         return ti;
1105 }
1106
1107 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1108                                  long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
1109 {
1110         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1111         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1112         struct dm_target *ti;
1113         long len, ret = -EIO;
1114         int srcu_idx;
1115
1116         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1117
1118         if (!ti)
1119                 goto out;
1120         if (!ti->type->direct_access)
1121                 goto out;
1122         len = max_io_len(sector, ti) / PAGE_SECTORS;
1123         if (len < 1)
1124                 goto out;
1125         nr_pages = min(len, nr_pages);
1126         ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, kaddr, pfn);
1127
1128  out:
1129         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1130
1131         return ret;
1132 }
1133
1134 static bool dm_dax_supported(struct dax_device *dax_dev, struct block_device *bdev,
1135                 int blocksize, sector_t start, sector_t len)
1136 {
1137         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1138         struct dm_table *map;
1139         bool ret = false;
1140         int srcu_idx;
1141
1142         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1143         if (!map)
1144                 goto out;
1145
1146         ret = dm_table_supports_dax(map, device_supports_dax, &blocksize);
1147
1148 out:
1149         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1150
1151         return ret;
1152 }
1153
1154 static size_t dm_dax_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1155                                     void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1156 {
1157         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1158         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1159         struct dm_target *ti;
1160         long ret = 0;
1161         int srcu_idx;
1162
1163         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1164
1165         if (!ti)
1166                 goto out;
1167         if (!ti->type->dax_copy_from_iter) {
1168                 ret = copy_from_iter(addr, bytes, i);
1169                 goto out;
1170         }
1171         ret = ti->type->dax_copy_from_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1172  out:
1173         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1174
1175         return ret;
1176 }
1177
1178 static size_t dm_dax_copy_to_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1179                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1180 {
1181         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1182         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1183         struct dm_target *ti;
1184         long ret = 0;
1185         int srcu_idx;
1186
1187         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1188
1189         if (!ti)
1190                 goto out;
1191         if (!ti->type->dax_copy_to_iter) {
1192                 ret = copy_to_iter(addr, bytes, i);
1193                 goto out;
1194         }
1195         ret = ti->type->dax_copy_to_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1196  out:
1197         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1198
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 static int dm_dax_zero_page_range(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1203                                   size_t nr_pages)
1204 {
1205         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1206         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1207         struct dm_target *ti;
1208         int ret = -EIO;
1209         int srcu_idx;
1210
1211         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1212
1213         if (!ti)
1214                 goto out;
1215         if (WARN_ON(!ti->type->dax_zero_page_range)) {
1216                 /*
1217                  * ->zero_page_range() is mandatory dax operation. If we are
1218                  *  here, something is wrong.
1219                  */
1220                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1221                 goto out;
1222         }
1223         ret = ti->type->dax_zero_page_range(ti, pgoff, nr_pages);
1224
1225  out:
1226         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1227
1228         return ret;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1233  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH, REQ_OP_ZONE_RESET,
1234  * REQ_OP_ZONE_OPEN, REQ_OP_ZONE_CLOSE and REQ_OP_ZONE_FINISH.
1235  *
1236  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1237  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1238  * sent in a next bio.
1239  *
1240  * A diagram that explains the arithmetics:
1241  * +--------------------+---------------+-------+
1242  * |         1          |       2       |   3   |
1243  * +--------------------+---------------+-------+
1244  *
1245  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1246  *                      <------- bi_size ------->
1247  *                      <-- n_sectors -->
1248  *
1249  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1250  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1251  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1252  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1253  *       to make it empty)
1254  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1255  *
1256  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1257  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1258  * copies of the bio.
1259  */
1260 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1261 {
1262         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1263         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1264         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
1265         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1266         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1267         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1268         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1269 }
1270 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1271
1272 static blk_qc_t __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1273 {
1274         int r;
1275         sector_t sector;
1276         struct bio *clone = &tio->clone;
1277         struct dm_io *io = tio->io;
1278         struct dm_target *ti = tio->ti;
1279         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1280
1281         clone->bi_end_io = clone_endio;
1282
1283         /*
1284          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1285          * anything, the target has assumed ownership of
1286          * this io.
1287          */
1288         atomic_inc(&io->io_count);
1289         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1290
1291         r = ti->type->map(ti, clone);
1292         switch (r) {
1293         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1294                 break;
1295         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1296                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1297                 trace_block_bio_remap(clone->bi_disk->queue, clone,
1298                                       bio_dev(io->orig_bio), sector);
1299                 ret = submit_bio_noacct(clone);
1300                 break;
1301         case DM_MAPIO_KILL:
1302                 free_tio(tio);
1303                 dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1304                 break;
1305         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1306                 free_tio(tio);
1307                 dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1308                 break;
1309         default:
1310                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1311                 BUG();
1312         }
1313
1314         return ret;
1315 }
1316
1317 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1318 {
1319         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1320         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1325  */
1326 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1327                      sector_t sector, unsigned len)
1328 {
1329         struct bio *clone = &tio->clone;
1330
1331         __bio_clone_fast(clone, bio);
1332
1333         bio_crypt_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1334
1335         if (bio_integrity(bio)) {
1336                 int r;
1337
1338                 if (unlikely(!dm_target_has_integrity(tio->ti->type) &&
1339                              !dm_target_passes_integrity(tio->ti->type))) {
1340                         DMWARN("%s: the target %s doesn't support integrity data.",
1341                                 dm_device_name(tio->io->md),
1342                                 tio->ti->type->name);
1343                         return -EIO;
1344                 }
1345
1346                 r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1347                 if (r < 0)
1348                         return r;
1349         }
1350
1351         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1352         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1353
1354         if (bio_integrity(bio))
1355                 bio_integrity_trim(clone);
1356
1357         return 0;
1358 }
1359
1360 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1361                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1362 {
1363         struct dm_target_io *tio;
1364         int try;
1365
1366         if (!num_bios)
1367                 return;
1368
1369         if (num_bios == 1) {
1370                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1371                 bio_list_add(blist, &tio->clone);
1372                 return;
1373         }
1374
1375         for (try = 0; try < 2; try++) {
1376                 int bio_nr;
1377                 struct bio *bio;
1378
1379                 if (try)
1380                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1381                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1382                         tio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1383                         if (!tio)
1384                                 break;
1385
1386                         bio_list_add(blist, &tio->clone);
1387                 }
1388                 if (try)
1389                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1390                 if (bio_nr == num_bios)
1391                         return;
1392
1393                 while ((bio = bio_list_pop(blist))) {
1394                         tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1395                         free_tio(tio);
1396                 }
1397         }
1398 }
1399
1400 static blk_qc_t __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1401                                            struct dm_target_io *tio, unsigned *len)
1402 {
1403         struct bio *clone = &tio->clone;
1404
1405         tio->len_ptr = len;
1406
1407         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1408         if (len)
1409                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1410
1411         return __map_bio(tio);
1412 }
1413
1414 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1415                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1416 {
1417         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1418         struct bio *bio;
1419         struct dm_target_io *tio;
1420
1421         alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1422
1423         while ((bio = bio_list_pop(&blist))) {
1424                 tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1425                 (void) __clone_and_map_simple_bio(ci, tio, len);
1426         }
1427 }
1428
1429 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1430 {
1431         unsigned target_nr = 0;
1432         struct dm_target *ti;
1433
1434         /*
1435          * Empty flush uses a statically initialized bio, as the base for
1436          * cloning.  However, blkg association requires that a bdev is
1437          * associated with a gendisk, which doesn't happen until the bdev is
1438          * opened.  So, blkg association is done at issue time of the flush
1439          * rather than when the device is created in alloc_dev().
1440          */
1441         bio_set_dev(ci->bio, ci->io->md->bdev);
1442
1443         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1444         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1445                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1446         return 0;
1447 }
1448
1449 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1450                                     sector_t sector, unsigned *len)
1451 {
1452         struct bio *bio = ci->bio;
1453         struct dm_target_io *tio;
1454         int r;
1455
1456         tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1457         tio->len_ptr = len;
1458         r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1459         if (r < 0) {
1460                 free_tio(tio);
1461                 return r;
1462         }
1463         (void) __map_bio(tio);
1464
1465         return 0;
1466 }
1467
1468 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1469
1470 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1471 {
1472         return ti->num_discard_bios;
1473 }
1474
1475 static unsigned get_num_secure_erase_bios(struct dm_target *ti)
1476 {
1477         return ti->num_secure_erase_bios;
1478 }
1479
1480 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1481 {
1482         return ti->num_write_same_bios;
1483 }
1484
1485 static unsigned get_num_write_zeroes_bios(struct dm_target *ti)
1486 {
1487         return ti->num_write_zeroes_bios;
1488 }
1489
1490 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1491                                        unsigned num_bios)
1492 {
1493         unsigned len;
1494
1495         /*
1496          * Even though the device advertised support for this type of
1497          * request, that does not mean every target supports it, and
1498          * reconfiguration might also have changed that since the
1499          * check was performed.
1500          */
1501         if (!num_bios)
1502                 return -EOPNOTSUPP;
1503
1504         len = min((sector_t)ci->sector_count, max_io_len_target_boundary(ci->sector, ti));
1505
1506         __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1507
1508         ci->sector += len;
1509         ci->sector_count -= len;
1510
1511         return 0;
1512 }
1513
1514 static int __send_discard(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1515 {
1516         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_discard_bios(ti));
1517 }
1518
1519 static int __send_secure_erase(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1520 {
1521         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_secure_erase_bios(ti));
1522 }
1523
1524 static int __send_write_same(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1525 {
1526         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_same_bios(ti));
1527 }
1528
1529 static int __send_write_zeroes(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1530 {
1531         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_zeroes_bios(ti));
1532 }
1533
1534 static bool is_abnormal_io(struct bio *bio)
1535 {
1536         bool r = false;
1537
1538         switch (bio_op(bio)) {
1539         case REQ_OP_DISCARD:
1540         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1541         case REQ_OP_WRITE_SAME:
1542         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1543                 r = true;
1544                 break;
1545         }
1546
1547         return r;
1548 }
1549
1550 static bool __process_abnormal_io(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1551                                   int *result)
1552 {
1553         struct bio *bio = ci->bio;
1554
1555         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1556                 *result = __send_discard(ci, ti);
1557         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1558                 *result = __send_secure_erase(ci, ti);
1559         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
1560                 *result = __send_write_same(ci, ti);
1561         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
1562                 *result = __send_write_zeroes(ci, ti);
1563         else
1564                 return false;
1565
1566         return true;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1571  */
1572 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1573 {
1574         struct dm_target *ti;
1575         unsigned len;
1576         int r;
1577
1578         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1579         if (!ti)
1580                 return -EIO;
1581
1582         if (__process_abnormal_io(ci, ti, &r))
1583                 return r;
1584
1585         len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti), ci->sector_count);
1586
1587         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1588         if (r < 0)
1589                 return r;
1590
1591         ci->sector += len;
1592         ci->sector_count -= len;
1593
1594         return 0;
1595 }
1596
1597 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1598                             struct dm_table *map, struct bio *bio)
1599 {
1600         ci->map = map;
1601         ci->io = alloc_io(md, bio);
1602         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1603 }
1604
1605 #define __dm_part_stat_sub(part, field, subnd)  \
1606         (part_stat_get(part, field) -= (subnd))
1607
1608 /*
1609  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1610  */
1611 static blk_qc_t __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1612                                         struct dm_table *map, struct bio *bio)
1613 {
1614         struct clone_info ci;
1615         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1616         int error = 0;
1617
1618         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1619
1620         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1621                 struct bio flush_bio;
1622
1623                 /*
1624                  * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1625                  * need to reference it after submit. It's just used as
1626                  * the basis for the clone(s).
1627                  */
1628                 bio_init(&flush_bio, NULL, 0);
1629                 flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1630                 ci.bio = &flush_bio;
1631                 ci.sector_count = 0;
1632                 error = __send_empty_flush(&ci);
1633                 bio_uninit(ci.bio);
1634                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1635         } else if (op_is_zone_mgmt(bio_op(bio))) {
1636                 ci.bio = bio;
1637                 ci.sector_count = 0;
1638                 error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1639         } else {
1640                 ci.bio = bio;
1641                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1642                 while (ci.sector_count && !error) {
1643                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1644                         if (current->bio_list && ci.sector_count && !error) {
1645                                 /*
1646                                  * Remainder must be passed to submit_bio_noacct()
1647                                  * so that it gets handled *after* bios already submitted
1648                                  * have been completely processed.
1649                                  * We take a clone of the original to store in
1650                                  * ci.io->orig_bio to be used by end_io_acct() and
1651                                  * for dec_pending to use for completion handling.
1652                                  */
1653                                 struct bio *b = bio_split(bio, bio_sectors(bio) - ci.sector_count,
1654                                                           GFP_NOIO, &md->queue->bio_split);
1655                                 ci.io->orig_bio = b;
1656
1657                                 /*
1658                                  * Adjust IO stats for each split, otherwise upon queue
1659                                  * reentry there will be redundant IO accounting.
1660                                  * NOTE: this is a stop-gap fix, a proper fix involves
1661                                  * significant refactoring of DM core's bio splitting
1662                                  * (by eliminating DM's splitting and just using bio_split)
1663                                  */
1664                                 part_stat_lock();
1665                                 __dm_part_stat_sub(&dm_disk(md)->part0,
1666                                                    sectors[op_stat_group(bio_op(bio))], ci.sector_count);
1667                                 part_stat_unlock();
1668
1669                                 bio_chain(b, bio);
1670                                 trace_block_split(md->queue, b, bio->bi_iter.bi_sector);
1671                                 ret = submit_bio_noacct(bio);
1672                                 break;
1673                         }
1674                 }
1675         }
1676
1677         /* drop the extra reference count */
1678         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Optimized variant of __split_and_process_bio that leverages the
1684  * fact that targets that use it do _not_ have a need to split bios.
1685  */
1686 static blk_qc_t __process_bio(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
1687                               struct bio *bio, struct dm_target *ti)
1688 {
1689         struct clone_info ci;
1690         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1691         int error = 0;
1692
1693         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1694
1695         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1696                 struct bio flush_bio;
1697
1698                 /*
1699                  * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1700                  * need to reference it after submit. It's just used as
1701                  * the basis for the clone(s).
1702                  */
1703                 bio_init(&flush_bio, NULL, 0);
1704                 flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1705                 ci.bio = &flush_bio;
1706                 ci.sector_count = 0;
1707                 error = __send_empty_flush(&ci);
1708                 bio_uninit(ci.bio);
1709                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1710         } else {
1711                 struct dm_target_io *tio;
1712
1713                 ci.bio = bio;
1714                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1715                 if (__process_abnormal_io(&ci, ti, &error))
1716                         goto out;
1717
1718                 tio = alloc_tio(&ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1719                 ret = __clone_and_map_simple_bio(&ci, tio, NULL);
1720         }
1721 out:
1722         /* drop the extra reference count */
1723         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1724         return ret;
1725 }
1726
1727 static blk_qc_t dm_process_bio(struct mapped_device *md,
1728                                struct dm_table *map, struct bio *bio)
1729 {
1730         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1731         struct dm_target *ti = md->immutable_target;
1732
1733         if (unlikely(!map)) {
1734                 bio_io_error(bio);
1735                 return ret;
1736         }
1737
1738         if (!ti) {
1739                 ti = dm_table_find_target(map, bio->bi_iter.bi_sector);
1740                 if (unlikely(!ti)) {
1741                         bio_io_error(bio);
1742                         return ret;
1743                 }
1744         }
1745
1746         /*
1747          * If in ->submit_bio we need to use blk_queue_split(), otherwise
1748          * queue_limits for abnormal requests (e.g. discard, writesame, etc)
1749          * won't be imposed.
1750          * If called from dm_wq_work() for deferred bio processing, bio
1751          * was already handled by following code with previous ->submit_bio.
1752          */
1753         if (current->bio_list) {
1754                 if (is_abnormal_io(bio))
1755                         blk_queue_split(&bio);
1756                 /* regular IO is split by __split_and_process_bio */
1757         }
1758
1759         if (dm_get_md_type(md) == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED)
1760                 return __process_bio(md, map, bio, ti);
1761         return __split_and_process_bio(md, map, bio);
1762 }
1763
1764 static blk_qc_t dm_submit_bio(struct bio *bio)
1765 {
1766         struct mapped_device *md = bio->bi_disk->private_data;
1767         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1768         int srcu_idx;
1769         struct dm_table *map;
1770
1771         if (dm_get_md_type(md) == DM_TYPE_REQUEST_BASED) {
1772                 /*
1773                  * We are called with a live reference on q_usage_counter, but
1774                  * that one will be released as soon as we return.  Grab an
1775                  * extra one as blk_mq_submit_bio expects to be able to consume
1776                  * a reference (which lives until the request is freed in case a
1777                  * request is allocated).
1778                  */
1779                 percpu_ref_get(&bio->bi_disk->queue->q_usage_counter);
1780                 return blk_mq_submit_bio(bio);
1781         }
1782
1783         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1784
1785         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1786         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1787                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1788
1789                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1790                         queue_io(md, bio);
1791                 else
1792                         bio_io_error(bio);
1793                 return ret;
1794         }
1795
1796         ret = dm_process_bio(md, map, bio);
1797
1798         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1799         return ret;
1800 }
1801
1802 /*-----------------------------------------------------------------
1803  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1804  *---------------------------------------------------------------*/
1805 static void free_minor(int minor)
1806 {
1807         spin_lock(&_minor_lock);
1808         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1809         spin_unlock(&_minor_lock);
1810 }
1811
1812 /*
1813  * See if the device with a specific minor # is free.
1814  */
1815 static int specific_minor(int minor)
1816 {
1817         int r;
1818
1819         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1820                 return -EINVAL;
1821
1822         idr_preload(GFP_KERNEL);
1823         spin_lock(&_minor_lock);
1824
1825         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1826
1827         spin_unlock(&_minor_lock);
1828         idr_preload_end();
1829         if (r < 0)
1830                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1831         return 0;
1832 }
1833
1834 static int next_free_minor(int *minor)
1835 {
1836         int r;
1837
1838         idr_preload(GFP_KERNEL);
1839         spin_lock(&_minor_lock);
1840
1841         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1842
1843         spin_unlock(&_minor_lock);
1844         idr_preload_end();
1845         if (r < 0)
1846                 return r;
1847         *minor = r;
1848         return 0;
1849 }
1850
1851 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1852 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1853
1854 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1855
1856 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1857 {
1858         if (md->wq)
1859                 destroy_workqueue(md->wq);
1860         bioset_exit(&md->bs);
1861         bioset_exit(&md->io_bs);
1862
1863         if (md->dax_dev) {
1864                 kill_dax(md->dax_dev);
1865                 put_dax(md->dax_dev);
1866                 md->dax_dev = NULL;
1867         }
1868
1869         if (md->disk) {
1870                 spin_lock(&_minor_lock);
1871                 md->disk->private_data = NULL;
1872                 spin_unlock(&_minor_lock);
1873                 del_gendisk(md->disk);
1874                 put_disk(md->disk);
1875         }
1876
1877         if (md->queue)
1878                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1879
1880         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1881
1882         if (md->bdev) {
1883                 bdput(md->bdev);
1884                 md->bdev = NULL;
1885         }
1886
1887         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1888         mutex_destroy(&md->type_lock);
1889         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1890
1891         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1896  */
1897 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1898 {
1899         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1900         struct mapped_device *md;
1901         void *old_md;
1902
1903         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1904         if (!md) {
1905                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1906                 return NULL;
1907         }
1908
1909         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1910                 goto bad_module_get;
1911
1912         /* get a minor number for the dev */
1913         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1914                 r = next_free_minor(&minor);
1915         else
1916                 r = specific_minor(minor);
1917         if (r < 0)
1918                 goto bad_minor;
1919
1920         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1921         if (r < 0)
1922                 goto bad_io_barrier;
1923
1924         md->numa_node_id = numa_node_id;
1925         md->init_tio_pdu = false;
1926         md->type = DM_TYPE_NONE;
1927         mutex_init(&md->suspend_lock);
1928         mutex_init(&md->type_lock);
1929         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1930         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1931         atomic_set(&md->holders, 1);
1932         atomic_set(&md->open_count, 0);
1933         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1934         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1935         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1936         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1937         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1938
1939         /*
1940          * default to bio-based until DM table is loaded and md->type
1941          * established. If request-based table is loaded: blk-mq will
1942          * override accordingly.
1943          */
1944         md->queue = blk_alloc_queue(numa_node_id);
1945         if (!md->queue)
1946                 goto bad;
1947
1948         md->disk = alloc_disk_node(1, md->numa_node_id);
1949         if (!md->disk)
1950                 goto bad;
1951
1952         init_waitqueue_head(&md->wait);
1953         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1954         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1955         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1956
1957         md->disk->major = _major;
1958         md->disk->first_minor = minor;
1959         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1960         md->disk->queue = md->queue;
1961         md->disk->private_data = md;
1962         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1963
1964         if (IS_ENABLED(CONFIG_DAX_DRIVER)) {
1965                 md->dax_dev = alloc_dax(md, md->disk->disk_name,
1966                                         &dm_dax_ops, 0);
1967                 if (IS_ERR(md->dax_dev))
1968                         goto bad;
1969         }
1970
1971         add_disk_no_queue_reg(md->disk);
1972         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1973
1974         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1975         if (!md->wq)
1976                 goto bad;
1977
1978         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1979         if (!md->bdev)
1980                 goto bad;
1981
1982         dm_stats_init(&md->stats);
1983
1984         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1985         spin_lock(&_minor_lock);
1986         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1987         spin_unlock(&_minor_lock);
1988
1989         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1990
1991         return md;
1992
1993 bad:
1994         cleanup_mapped_device(md);
1995 bad_io_barrier:
1996         free_minor(minor);
1997 bad_minor:
1998         module_put(THIS_MODULE);
1999 bad_module_get:
2000         kvfree(md);
2001         return NULL;
2002 }
2003
2004 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
2005
2006 static void free_dev(struct mapped_device *md)
2007 {
2008         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
2009
2010         unlock_fs(md);
2011
2012         cleanup_mapped_device(md);
2013
2014         free_table_devices(&md->table_devices);
2015         dm_stats_cleanup(&md->stats);
2016         free_minor(minor);
2017
2018         module_put(THIS_MODULE);
2019         kvfree(md);
2020 }
2021
2022 static int __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2023 {
2024         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
2025         int ret = 0;
2026
2027         if (dm_table_bio_based(t)) {
2028                 /*
2029                  * The md may already have mempools that need changing.
2030                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
2031                  * because a different table was loaded.
2032                  */
2033                 bioset_exit(&md->bs);
2034                 bioset_exit(&md->io_bs);
2035
2036         } else if (bioset_initialized(&md->bs)) {
2037                 /*
2038                  * There's no need to reload with request-based dm
2039                  * because the size of front_pad doesn't change.
2040                  * Note for future: If you are to reload bioset,
2041                  * prep-ed requests in the queue may refer
2042                  * to bio from the old bioset, so you must walk
2043                  * through the queue to unprep.
2044                  */
2045                 goto out;
2046         }
2047
2048         BUG_ON(!p ||
2049                bioset_initialized(&md->bs) ||
2050                bioset_initialized(&md->io_bs));
2051
2052         ret = bioset_init_from_src(&md->bs, &p->bs);
2053         if (ret)
2054                 goto out;
2055         ret = bioset_init_from_src(&md->io_bs, &p->io_bs);
2056         if (ret)
2057                 bioset_exit(&md->bs);
2058 out:
2059         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
2060         dm_table_free_md_mempools(t);
2061         return ret;
2062 }
2063
2064 /*
2065  * Bind a table to the device.
2066  */
2067 static void event_callback(void *context)
2068 {
2069         unsigned long flags;
2070         LIST_HEAD(uevents);
2071         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2072
2073         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2074         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2075         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2076
2077         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2078
2079         atomic_inc(&md->event_nr);
2080         wake_up(&md->eventq);
2081         dm_issue_global_event();
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2086  */
2087 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2088 {
2089         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2090
2091         set_capacity(md->disk, size);
2092
2093         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Returns old map, which caller must destroy.
2098  */
2099 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2100                                struct queue_limits *limits)
2101 {
2102         struct dm_table *old_map;
2103         struct request_queue *q = md->queue;
2104         bool request_based = dm_table_request_based(t);
2105         sector_t size;
2106         int ret;
2107
2108         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2109
2110         size = dm_table_get_size(t);
2111
2112         /*
2113          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2114          */
2115         if (size != dm_get_size(md))
2116                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2117
2118         __set_size(md, size);
2119
2120         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2121
2122         /*
2123          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2124          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2125          * I/O mapping before resume.
2126          * This must be done before setting the queue restrictions,
2127          * because request-based dm may be run just after the setting.
2128          */
2129         if (request_based)
2130                 dm_stop_queue(q);
2131
2132         if (request_based || md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
2133                 /*
2134                  * Leverage the fact that request-based DM targets and
2135                  * NVMe bio based targets are immutable singletons
2136                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq;
2137                  *   and __process_bio.
2138                  */
2139                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2140         }
2141
2142         ret = __bind_mempools(md, t);
2143         if (ret) {
2144                 old_map = ERR_PTR(ret);
2145                 goto out;
2146         }
2147
2148         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2149         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2150         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2151
2152         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2153         if (old_map)
2154                 dm_sync_table(md);
2155
2156 out:
2157         return old_map;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Returns unbound table for the caller to free.
2162  */
2163 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2164 {
2165         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2166
2167         if (!map)
2168                 return NULL;
2169
2170         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2171         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2172         dm_sync_table(md);
2173
2174         return map;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Constructor for a new device.
2179  */
2180 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2181 {
2182         int r;
2183         struct mapped_device *md;
2184
2185         md = alloc_dev(minor);
2186         if (!md)
2187                 return -ENXIO;
2188
2189         r = dm_sysfs_init(md);
2190         if (r) {
2191                 free_dev(md);
2192                 return r;
2193         }
2194
2195         *result = md;
2196         return 0;
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Functions to manage md->type.
2201  * All are required to hold md->type_lock.
2202  */
2203 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2204 {
2205         mutex_lock(&md->type_lock);
2206 }
2207
2208 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2209 {
2210         mutex_unlock(&md->type_lock);
2211 }
2212
2213 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2214 {
2215         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2216         md->type = type;
2217 }
2218
2219 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2220 {
2221         return md->type;
2222 }
2223
2224 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2225 {
2226         return md->immutable_target_type;
2227 }
2228
2229 /*
2230  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2231  * count on 'md'.
2232  */
2233 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2234 {
2235         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2236         return &md->queue->limits;
2237 }
2238 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2239
2240 /*
2241  * Setup the DM device's queue based on md's type
2242  */
2243 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2244 {
2245         int r;
2246         struct queue_limits limits;
2247         enum dm_queue_mode type = dm_get_md_type(md);
2248
2249         switch (type) {
2250         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2251                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2252                 if (r) {
2253                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
2254                         return r;
2255                 }
2256                 break;
2257         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2258         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2259         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2260                 break;
2261         case DM_TYPE_NONE:
2262                 WARN_ON_ONCE(true);
2263                 break;
2264         }
2265
2266         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2267         if (r) {
2268                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2269                 return r;
2270         }
2271         dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2272         blk_register_queue(md->disk);
2273
2274         return 0;
2275 }
2276
2277 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2278 {
2279         struct mapped_device *md;
2280         unsigned minor = MINOR(dev);
2281
2282         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2283                 return NULL;
2284
2285         spin_lock(&_minor_lock);
2286
2287         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2288         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2289             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2290                 md = NULL;
2291                 goto out;
2292         }
2293         dm_get(md);
2294 out:
2295         spin_unlock(&_minor_lock);
2296
2297         return md;
2298 }
2299 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2300
2301 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2302 {
2303         return md->interface_ptr;
2304 }
2305
2306 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2307 {
2308         md->interface_ptr = ptr;
2309 }
2310
2311 void dm_get(struct mapped_device *md)
2312 {
2313         atomic_inc(&md->holders);
2314         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2315 }
2316
2317 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2318 {
2319         spin_lock(&_minor_lock);
2320         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2321                 spin_unlock(&_minor_lock);
2322                 return -EBUSY;
2323         }
2324         dm_get(md);
2325         spin_unlock(&_minor_lock);
2326         return 0;
2327 }
2328 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2329
2330 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2331 {
2332         return md->name;
2333 }
2334 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2335
2336 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2337 {
2338         struct dm_table *map;
2339         int srcu_idx;
2340
2341         might_sleep();
2342
2343         spin_lock(&_minor_lock);
2344         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2345         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2346         spin_unlock(&_minor_lock);
2347
2348         blk_set_queue_dying(md->queue);
2349
2350         /*
2351          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2352          * do not race with internal suspend.
2353          */
2354         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2355         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2356         if (!dm_suspended_md(md)) {
2357                 dm_table_presuspend_targets(map);
2358                 set_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2359                 set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2360                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2361         }
2362         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2363         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2364         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2365
2366         /*
2367          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2368          * for example.  Wait for all references to disappear.
2369          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2370          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2371          */
2372         if (wait)
2373                 while (atomic_read(&md->holders))
2374                         msleep(1);
2375         else if (atomic_read(&md->holders))
2376                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2377                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2378
2379         dm_sysfs_exit(md);
2380         dm_table_destroy(__unbind(md));
2381         free_dev(md);
2382 }
2383
2384 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2385 {
2386         __dm_destroy(md, true);
2387 }
2388
2389 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2390 {
2391         __dm_destroy(md, false);
2392 }
2393
2394 void dm_put(struct mapped_device *md)
2395 {
2396         atomic_dec(&md->holders);
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2399
2400 static bool md_in_flight_bios(struct mapped_device *md)
2401 {
2402         int cpu;
2403         struct hd_struct *part = &dm_disk(md)->part0;
2404         long sum = 0;
2405
2406         for_each_possible_cpu(cpu) {
2407                 sum += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[0], cpu);
2408                 sum += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[1], cpu);
2409         }
2410
2411         return sum != 0;
2412 }
2413
2414 static int dm_wait_for_bios_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2415 {
2416         int r = 0;
2417         DEFINE_WAIT(wait);
2418
2419         while (true) {
2420                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2421
2422                 if (!md_in_flight_bios(md))
2423                         break;
2424
2425                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2426                         r = -EINTR;
2427                         break;
2428                 }
2429
2430                 io_schedule();
2431         }
2432         finish_wait(&md->wait, &wait);
2433
2434         return r;
2435 }
2436
2437 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2438 {
2439         int r = 0;
2440
2441         if (!queue_is_mq(md->queue))
2442                 return dm_wait_for_bios_completion(md, task_state);
2443
2444         while (true) {
2445                 if (!blk_mq_queue_inflight(md->queue))
2446                         break;
2447
2448                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2449                         r = -EINTR;
2450                         break;
2451                 }
2452
2453                 msleep(5);
2454         }
2455
2456         return r;
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Process the deferred bios
2461  */
2462 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2463 {
2464         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2465                                                 work);
2466         struct bio *c;
2467         int srcu_idx;
2468         struct dm_table *map;
2469
2470         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2471
2472         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2473                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2474                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2475                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2476
2477                 if (!c)
2478                         break;
2479
2480                 if (dm_request_based(md))
2481                         (void) submit_bio_noacct(c);
2482                 else
2483                         (void) dm_process_bio(md, map, c);
2484         }
2485
2486         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2487 }
2488
2489 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2490 {
2491         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2492         smp_mb__after_atomic();
2493         queue_work(md->wq, &md->work);
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2498  */
2499 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2500 {
2501         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2502         struct queue_limits limits;
2503         int r;
2504
2505         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2506
2507         /* device must be suspended */
2508         if (!dm_suspended_md(md))
2509                 goto out;
2510
2511         /*
2512          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2513          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2514          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2515          * reappear.
2516          */
2517         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2518                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2519                 if (live_map)
2520                         limits = md->queue->limits;
2521                 dm_put_live_table_fast(md);
2522         }
2523
2524         if (!live_map) {
2525                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2526                 if (r) {
2527                         map = ERR_PTR(r);
2528                         goto out;
2529                 }
2530         }
2531
2532         map = __bind(md, table, &limits);
2533         dm_issue_global_event();
2534
2535 out:
2536         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2537         return map;
2538 }
2539
2540 /*
2541  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2542  * device.
2543  */
2544 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2545 {
2546         int r;
2547
2548         WARN_ON(md->frozen_sb);
2549
2550         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2551         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2552                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2553                 md->frozen_sb = NULL;
2554                 return r;
2555         }
2556
2557         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2558
2559         return 0;
2560 }
2561
2562 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2563 {
2564         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2565                 return;
2566
2567         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2568         md->frozen_sb = NULL;
2569         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2570 }
2571
2572 /*
2573  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2574  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2575  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2576  *
2577  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2578  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2579  * are being added to md->deferred list.
2580  */
2581 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2582                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2583                         int dmf_suspended_flag)
2584 {
2585         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2586         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2587         int r;
2588
2589         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2590
2591         /*
2592          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2593          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2594          */
2595         if (noflush)
2596                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2597         else
2598                 DMDEBUG("%s: suspending with flush", dm_device_name(md));
2599
2600         /*
2601          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2602          * provide the .presuspend_undo hook.
2603          */
2604         dm_table_presuspend_targets(map);
2605
2606         /*
2607          * Flush I/O to the device.
2608          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2609          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2610          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2611          */
2612         if (!noflush && do_lockfs) {
2613                 r = lock_fs(md);
2614                 if (r) {
2615                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2616                         return r;
2617                 }
2618         }
2619
2620         /*
2621          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2622          * to target drivers i.e. no one may be executing
2623          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2624          * dm_wq_work.
2625          *
2626          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2627          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2628          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2629          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2630          * flush_workqueue(md->wq).
2631          */
2632         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2633         if (map)
2634                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2635
2636         /*
2637          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2638          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2639          */
2640         if (dm_request_based(md))
2641                 dm_stop_queue(md->queue);
2642
2643         flush_workqueue(md->wq);
2644
2645         /*
2646          * At this point no more requests are entering target request routines.
2647          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2648          * to finish.
2649          */
2650         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2651         if (!r)
2652                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2653
2654         if (noflush)
2655                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2656         if (map)
2657                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2658
2659         /* were we interrupted ? */
2660         if (r < 0) {
2661                 dm_queue_flush(md);
2662
2663                 if (dm_request_based(md))
2664                         dm_start_queue(md->queue);
2665
2666                 unlock_fs(md);
2667                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2668                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2669         }
2670
2671         return r;
2672 }
2673
2674 /*
2675  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2676  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2677  * the background.  Before the table can be swapped with
2678  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2679  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2680  */
2681 /*
2682  * Suspend mechanism in request-based dm.
2683  *
2684  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2685  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2686  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2687  *
2688  * To abort suspend, start the request_queue.
2689  */
2690 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2691 {
2692         struct dm_table *map = NULL;
2693         int r = 0;
2694
2695 retry:
2696         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2697
2698         if (dm_suspended_md(md)) {
2699                 r = -EINVAL;
2700                 goto out_unlock;
2701         }
2702
2703         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2704                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2705                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2706                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2707                 if (r)
2708                         return r;
2709                 goto retry;
2710         }
2711
2712         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2713
2714         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2715         if (r)
2716                 goto out_unlock;
2717
2718         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2719         dm_table_postsuspend_targets(map);
2720         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2721
2722 out_unlock:
2723         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2724         return r;
2725 }
2726
2727 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2728 {
2729         if (map) {
2730                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2731                 if (r)
2732                         return r;
2733         }
2734
2735         dm_queue_flush(md);
2736
2737         /*
2738          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2739          * so that mapping of targets can work correctly.
2740          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2741          */
2742         if (dm_request_based(md))
2743                 dm_start_queue(md->queue);
2744
2745         unlock_fs(md);
2746
2747         return 0;
2748 }
2749
2750 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2751 {
2752         int r;
2753         struct dm_table *map = NULL;
2754
2755 retry:
2756         r = -EINVAL;
2757         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2758
2759         if (!dm_suspended_md(md))
2760                 goto out;
2761
2762         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2763                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2764                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2765                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2766                 if (r)
2767                         return r;
2768                 goto retry;
2769         }
2770
2771         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2772         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2773                 goto out;
2774
2775         r = __dm_resume(md, map);
2776         if (r)
2777                 goto out;
2778
2779         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2780 out:
2781         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2782
2783         return r;
2784 }
2785
2786 /*
2787  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2788  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2789  * It may be used only from the kernel.
2790  */
2791
2792 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2793 {
2794         struct dm_table *map = NULL;
2795
2796         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2797
2798         if (md->internal_suspend_count++)
2799                 return; /* nested internal suspend */
2800
2801         if (dm_suspended_md(md)) {
2802                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2803                 return; /* nest suspend */
2804         }
2805
2806         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2807
2808         /*
2809          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2810          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2811          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2812          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2813          */
2814         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2815                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2816
2817         set_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2818         dm_table_postsuspend_targets(map);
2819         clear_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2820 }
2821
2822 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2823 {
2824         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2825
2826         if (--md->internal_suspend_count)
2827                 return; /* resume from nested internal suspend */
2828
2829         if (dm_suspended_md(md))
2830                 goto done; /* resume from nested suspend */
2831
2832         /*
2833          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2834          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2835          */
2836         (void) __dm_resume(md, NULL);
2837
2838 done:
2839         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2840         smp_mb__after_atomic();
2841         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2842 }
2843
2844 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2845 {
2846         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2847         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2848         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2849 }
2850 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2851
2852 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2853 {
2854         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2855         __dm_internal_resume(md);
2856         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2857 }
2858 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2859
2860 /*
2861  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2862  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2863  */
2864
2865 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2866 {
2867         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2868         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2869                 return;
2870
2871         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2872         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2873         flush_workqueue(md->wq);
2874         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2875 }
2876 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2877
2878 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2879 {
2880         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2881                 goto done;
2882
2883         dm_queue_flush(md);
2884
2885 done:
2886         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2887 }
2888 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2889
2890 /*-----------------------------------------------------------------
2891  * Event notification.
2892  *---------------------------------------------------------------*/
2893 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2894                        unsigned cookie)
2895 {
2896         int r;
2897         unsigned noio_flag;
2898         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2899         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2900
2901         noio_flag = memalloc_noio_save();
2902
2903         if (!cookie)
2904                 r = kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2905         else {
2906                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2907                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2908                 r = kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2909                                        action, envp);
2910         }
2911
2912         memalloc_noio_restore(noio_flag);
2913
2914         return r;
2915 }
2916
2917 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2918 {
2919         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2920 }
2921
2922 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2923 {
2924         return atomic_read(&md->event_nr);
2925 }
2926
2927 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2928 {
2929         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2930                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2931 }
2932
2933 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2934 {
2935         unsigned long flags;
2936
2937         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2938         list_add(elist, &md->uevent_list);
2939         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2944  * count on 'md'.
2945  */
2946 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2947 {
2948         return md->disk;
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2951
2952 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2953 {
2954         return &md->kobj_holder.kobj;
2955 }
2956
2957 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2958 {
2959         struct mapped_device *md;
2960
2961         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2962
2963         spin_lock(&_minor_lock);
2964         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2965                 md = NULL;
2966                 goto out;
2967         }
2968         dm_get(md);
2969 out:
2970         spin_unlock(&_minor_lock);
2971
2972         return md;
2973 }
2974
2975 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2976 {
2977         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2978 }
2979
2980 static int dm_post_suspending_md(struct mapped_device *md)
2981 {
2982         return test_bit(DMF_POST_SUSPENDING, &md->flags);
2983 }
2984
2985 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2986 {
2987         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2988 }
2989
2990 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2991 {
2992         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2993 }
2994
2995 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2996 {
2997         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
3000
3001 int dm_post_suspending(struct dm_target *ti)
3002 {
3003         return dm_post_suspending_md(dm_table_get_md(ti->table));
3004 }
3005 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_post_suspending);
3006
3007 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
3008 {
3009         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
3010 }
3011 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
3012
3013 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type,
3014                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size,
3015                                             unsigned min_pool_size)
3016 {
3017         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
3018         unsigned int pool_size = 0;
3019         unsigned int front_pad, io_front_pad;
3020         int ret;
3021
3022         if (!pools)
3023                 return NULL;
3024
3025         switch (type) {
3026         case DM_TYPE_BIO_BASED:
3027         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
3028         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
3029                 pool_size = max(dm_get_reserved_bio_based_ios(), min_pool_size);
3030                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
3031                 io_front_pad = roundup(front_pad,  __alignof__(struct dm_io)) + offsetof(struct dm_io, tio);
3032                 ret = bioset_init(&pools->io_bs, pool_size, io_front_pad, 0);
3033                 if (ret)
3034                         goto out;
3035                 if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->io_bs, pool_size))
3036                         goto out;
3037                 break;
3038         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
3039                 pool_size = max(dm_get_reserved_rq_based_ios(), min_pool_size);
3040                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
3041                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
3042                 break;
3043         default:
3044                 BUG();
3045         }
3046
3047         ret = bioset_init(&pools->bs, pool_size, front_pad, 0);
3048         if (ret)
3049                 goto out;
3050
3051         if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->bs, pool_size))
3052                 goto out;
3053
3054         return pools;
3055
3056 out:
3057         dm_free_md_mempools(pools);
3058
3059         return NULL;
3060 }
3061
3062 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
3063 {
3064         if (!pools)
3065                 return;
3066
3067         bioset_exit(&pools->bs);
3068         bioset_exit(&pools->io_bs);
3069
3070         kfree(pools);
3071 }
3072
3073 struct dm_pr {
3074         u64     old_key;
3075         u64     new_key;
3076         u32     flags;
3077         bool    fail_early;
3078 };
3079
3080 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
3081                       void *data)
3082 {
3083         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3084         struct dm_table *table;
3085         struct dm_target *ti;
3086         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
3087
3088         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
3089         if (!table || !dm_table_get_size(table))
3090                 goto out;
3091
3092         /* We only support devices that have a single target */
3093         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
3094                 goto out;
3095         ti = dm_table_get_target(table, 0);
3096
3097         ret = -EINVAL;
3098         if (!ti->type->iterate_devices)
3099                 goto out;
3100
3101         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
3102 out:
3103         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
3104         return ret;
3105 }
3106
3107 /*
3108  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
3109  */
3110 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3111                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3112 {
3113         struct dm_pr *pr = data;
3114         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3115
3116         if (!ops || !ops->pr_register)
3117                 return -EOPNOTSUPP;
3118         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3119 }
3120
3121 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3122                           u32 flags)
3123 {
3124         struct dm_pr pr = {
3125                 .old_key        = old_key,
3126                 .new_key        = new_key,
3127                 .flags          = flags,
3128                 .fail_early     = true,
3129         };
3130         int ret;
3131
3132         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3133         if (ret && new_key) {
3134                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
3135                 pr.old_key = new_key;
3136                 pr.new_key = 0;
3137                 pr.flags = 0;
3138                 pr.fail_early = false;
3139                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3140         }
3141
3142         return ret;
3143 }
3144
3145 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3146                          u32 flags)
3147 {
3148         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3149         const struct pr_ops *ops;
3150         int r, srcu_idx;
3151
3152         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3153         if (r < 0)
3154                 goto out;
3155
3156         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3157         if (ops && ops->pr_reserve)
3158                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
3159         else
3160                 r = -EOPNOTSUPP;
3161 out:
3162         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3163         return r;
3164 }
3165
3166 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3167 {
3168         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3169         const struct pr_ops *ops;
3170         int r, srcu_idx;
3171
3172         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3173         if (r < 0)
3174                 goto out;
3175
3176         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3177         if (ops && ops->pr_release)
3178                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
3179         else
3180                 r = -EOPNOTSUPP;
3181 out:
3182         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3183         return r;
3184 }
3185
3186 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3187                          enum pr_type type, bool abort)
3188 {
3189         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3190         const struct pr_ops *ops;
3191         int r, srcu_idx;
3192
3193         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3194         if (r < 0)
3195                 goto out;
3196
3197         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3198         if (ops && ops->pr_preempt)
3199                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
3200         else
3201                 r = -EOPNOTSUPP;
3202 out:
3203         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3204         return r;
3205 }
3206
3207 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3208 {
3209         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3210         const struct pr_ops *ops;
3211         int r, srcu_idx;
3212
3213         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3214         if (r < 0)
3215                 goto out;
3216
3217         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3218         if (ops && ops->pr_clear)
3219                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3220         else
3221                 r = -EOPNOTSUPP;
3222 out:
3223         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3224         return r;
3225 }
3226
3227 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3228         .pr_register    = dm_pr_register,
3229         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3230         .pr_release     = dm_pr_release,
3231         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3232         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3233 };
3234
3235 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3236         .submit_bio = dm_submit_bio,
3237         .open = dm_blk_open,
3238         .release = dm_blk_close,
3239         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3240         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3241         .report_zones = dm_blk_report_zones,
3242         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3243         .owner = THIS_MODULE
3244 };
3245
3246 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3247         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3248         .dax_supported = dm_dax_supported,
3249         .copy_from_iter = dm_dax_copy_from_iter,
3250         .copy_to_iter = dm_dax_copy_to_iter,
3251         .zero_page_range = dm_dax_zero_page_range,
3252 };
3253
3254 /*
3255  * module hooks
3256  */
3257 module_init(dm_init);
3258 module_exit(dm_exit);
3259
3260 module_param(major, uint, 0);
3261 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3262
3263 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3264 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3265
3266 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3267 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3268
3269 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3270 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3271 MODULE_LICENSE("GPL");