drivers/md/dm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001, 2002 Sistina Software (UK) Limited.
   3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * This file is released under the GPL.
   6  */
   7
   8 #include "dm-core.h"
   9 #include "dm-rq.h"
  10 #include "dm-uevent.h"
  11
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/mutex.h>
  15 #include <linux/sched/signal.h>
  16 #include <linux/blkpg.h>
  17 #include <linux/bio.h>
  18 #include <linux/mempool.h>
  19 #include <linux/dax.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/idr.h>
  22 #include <linux/uio.h>
  23 #include <linux/hdreg.h>
  24 #include <linux/delay.h>
  25 #include <linux/wait.h>
  26 #include <linux/pr.h>
  27 #include <linux/refcount.h>
  28
  29 #define DM_MSG_PREFIX "core"
  30
  31 /*
  32  * Cookies are numeric values sent with CHANGE and REMOVE
  33  * uevents while resuming, removing or renaming the device.
  34  */
  35 #define DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME "DM_COOKIE"
  36 #define DM_COOKIE_LENGTH 24
  37
  38 static const char *_name = DM_NAME;
  39
  40 static unsigned int major = 0;
  41 static unsigned int _major = 0;
  42
  43 static DEFINE_IDR(_minor_idr);
  44
  45 static DEFINE_SPINLOCK(_minor_lock);
  46
  47 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w);
  48
  49 static DECLARE_WORK(deferred_remove_work, do_deferred_remove);
  50
  51 static struct workqueue_struct *deferred_remove_workqueue;
  52
  53 atomic_t dm_global_event_nr = ATOMIC_INIT(0);
  54 DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dm_global_eventq);
  55
  56 void dm_issue_global_event(void)
  57 {
  58         atomic_inc(&dm_global_event_nr);
  59         wake_up(&dm_global_eventq);
  60 }
  61
  62 /*
  63  * One of these is allocated (on-stack) per original bio.
  64  */
  65 struct clone_info {
  66         struct dm_table *map;
  67         struct bio *bio;
  68         struct dm_io *io;
  69         sector_t sector;
  70         unsigned sector_count;
  71 };
  72
  73 /*
  74  * One of these is allocated per clone bio.
  75  */
  76 #define DM_TIO_MAGIC 7282014
  77 struct dm_target_io {
  78         unsigned magic;
  79         struct dm_io *io;
  80         struct dm_target *ti;
  81         unsigned target_bio_nr;
  82         unsigned *len_ptr;
  83         bool inside_dm_io;
  84         struct bio clone;
  85 };
  86
  87 /*
  88  * One of these is allocated per original bio.
  89  * It contains the first clone used for that original.
  90  */
  91 #define DM_IO_MAGIC 5191977
  92 struct dm_io {
  93         unsigned magic;
  94         struct mapped_device *md;
  95         blk_status_t status;
  96         atomic_t io_count;
  97         struct bio *orig_bio;
  98         unsigned long start_time;
  99         spinlock_t endio_lock;
 100         struct dm_stats_aux stats_aux;
 101         /* last member of dm_target_io is 'struct bio' */
 102         struct dm_target_io tio;
 103 };
 104
 105 void *dm_per_bio_data(struct bio *bio, size_t data_size)
 106 {
 107         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 108         if (!tio->inside_dm_io)
 109                 return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - data_size;
 110         return (char *)bio - offsetof(struct dm_target_io, clone) - offsetof(struct dm_io, tio) - data_size;
 111 }
 112 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_per_bio_data);
 113
 114 struct bio *dm_bio_from_per_bio_data(void *data, size_t data_size)
 115 {
 116         struct dm_io *io = (struct dm_io *)((char *)data + data_size);
 117         if (io->magic == DM_IO_MAGIC)
 118                 return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_io, tio) + offsetof(struct dm_target_io, clone));
 119         BUG_ON(io->magic != DM_TIO_MAGIC);
 120         return (struct bio *)((char *)io + offsetof(struct dm_target_io, clone));
 121 }
 122 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_from_per_bio_data);
 123
 124 unsigned dm_bio_get_target_bio_nr(const struct bio *bio)
 125 {
 126         return container_of(bio, struct dm_target_io, clone)->target_bio_nr;
 127 }
 128 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_bio_get_target_bio_nr);
 129
 130 #define MINOR_ALLOCED ((void *)-1)
 131
 132 /*
 133  * Bits for the md->flags field.
 134  */
 135 #define DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND 0
 136 #define DMF_SUSPENDED 1
 137 #define DMF_FROZEN 2
 138 #define DMF_FREEING 3
 139 #define DMF_DELETING 4
 140 #define DMF_NOFLUSH_SUSPENDING 5
 141 #define DMF_DEFERRED_REMOVE 6
 142 #define DMF_SUSPENDED_INTERNALLY 7
 143
 144 #define DM_NUMA_NODE NUMA_NO_NODE
 145 static int dm_numa_node = DM_NUMA_NODE;
 146
 147 /*
 148  * For mempools pre-allocation at the table loading time.
 149  */
 150 struct dm_md_mempools {
 151         struct bio_set bs;
 152         struct bio_set io_bs;
 153 };
 154
 155 struct table_device {
 156         struct list_head list;
 157         refcount_t count;
 158         struct dm_dev dm_dev;
 159 };
 160
 161 /*
 162  * Bio-based DM's mempools' reserved IOs set by the user.
 163  */
 164 #define RESERVED_BIO_BASED_IOS          16
 165 static unsigned reserved_bio_based_ios = RESERVED_BIO_BASED_IOS;
 166
 167 static int __dm_get_module_param_int(int *module_param, int min, int max)
 168 {
 169         int param = READ_ONCE(*module_param);
 170         int modified_param = 0;
 171         bool modified = true;
 172
 173         if (param < min)
 174                 modified_param = min;
 175         else if (param > max)
 176                 modified_param = max;
 177         else
 178                 modified = false;
 179
 180         if (modified) {
 181                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 182                 param = modified_param;
 183         }
 184
 185         return param;
 186 }
 187
 188 unsigned __dm_get_module_param(unsigned *module_param,
 189                                unsigned def, unsigned max)
 190 {
 191         unsigned param = READ_ONCE(*module_param);
 192         unsigned modified_param = 0;
 193
 194         if (!param)
 195                 modified_param = def;
 196         else if (param > max)
 197                 modified_param = max;
 198
 199         if (modified_param) {
 200                 (void)cmpxchg(module_param, param, modified_param);
 201                 param = modified_param;
 202         }
 203
 204         return param;
 205 }
 206
 207 unsigned dm_get_reserved_bio_based_ios(void)
 208 {
 209         return __dm_get_module_param(&reserved_bio_based_ios,
 210                                      RESERVED_BIO_BASED_IOS, DM_RESERVED_MAX_IOS);
 211 }
 212 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_reserved_bio_based_ios);
 213
 214 static unsigned dm_get_numa_node(void)
 215 {
 216         return __dm_get_module_param_int(&dm_numa_node,
 217                                          DM_NUMA_NODE, num_online_nodes() - 1);
 218 }
 219
 220 static int __init local_init(void)
 221 {
 222         int r;
 223
 224         r = dm_uevent_init();
 225         if (r)
 226                 return r;
 227
 228         deferred_remove_workqueue = alloc_workqueue("kdmremove", WQ_UNBOUND, 1);
 229         if (!deferred_remove_workqueue) {
 230                 r = -ENOMEM;
 231                 goto out_uevent_exit;
 232         }
 233
 234         _major = major;
 235         r = register_blkdev(_major, _name);
 236         if (r < 0)
 237                 goto out_free_workqueue;
 238
 239         if (!_major)
 240                 _major = r;
 241
 242         return 0;
 243
 244 out_free_workqueue:
 245         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 246 out_uevent_exit:
 247         dm_uevent_exit();
 248
 249         return r;
 250 }
 251
 252 static void local_exit(void)
 253 {
 254         flush_scheduled_work();
 255         destroy_workqueue(deferred_remove_workqueue);
 256
 257         unregister_blkdev(_major, _name);
 258         dm_uevent_exit();
 259
 260         _major = 0;
 261
 262         DMINFO("cleaned up");
 263 }
 264
 265 static int (*_inits[])(void) __initdata = {
 266         local_init,
 267         dm_target_init,
 268         dm_linear_init,
 269         dm_stripe_init,
 270         dm_io_init,
 271         dm_kcopyd_init,
 272         dm_interface_init,
 273         dm_statistics_init,
 274 };
 275
 276 static void (*_exits[])(void) = {
 277         local_exit,
 278         dm_target_exit,
 279         dm_linear_exit,
 280         dm_stripe_exit,
 281         dm_io_exit,
 282         dm_kcopyd_exit,
 283         dm_interface_exit,
 284         dm_statistics_exit,
 285 };
 286
 287 static int __init dm_init(void)
 288 {
 289         const int count = ARRAY_SIZE(_inits);
 290
 291         int r, i;
 292
 293         for (i = 0; i < count; i++) {
 294                 r = _inits[i]();
 295                 if (r)
 296                         goto bad;
 297         }
 298
 299         return 0;
 300
 301       bad:
 302         while (i--)
 303                 _exits[i]();
 304
 305         return r;
 306 }
 307
 308 static void __exit dm_exit(void)
 309 {
 310         int i = ARRAY_SIZE(_exits);
 311
 312         while (i--)
 313                 _exits[i]();
 314
 315         /*
 316          * Should be empty by this point.
 317          */
 318         idr_destroy(&_minor_idr);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Block device functions
 323  */
 324 int dm_deleting_md(struct mapped_device *md)
 325 {
 326         return test_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 327 }
 328
 329 static int dm_blk_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 330 {
 331         struct mapped_device *md;
 332
 333         spin_lock(&_minor_lock);
 334
 335         md = bdev->bd_disk->private_data;
 336         if (!md)
 337                 goto out;
 338
 339         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) ||
 340             dm_deleting_md(md)) {
 341                 md = NULL;
 342                 goto out;
 343         }
 344
 345         dm_get(md);
 346         atomic_inc(&md->open_count);
 347 out:
 348         spin_unlock(&_minor_lock);
 349
 350         return md ? 0 : -ENXIO;
 351 }
 352
 353 static void dm_blk_close(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
 354 {
 355         struct mapped_device *md;
 356
 357         spin_lock(&_minor_lock);
 358
 359         md = disk->private_data;
 360         if (WARN_ON(!md))
 361                 goto out;
 362
 363         if (atomic_dec_and_test(&md->open_count) &&
 364             (test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags)))
 365                 queue_work(deferred_remove_workqueue, &deferred_remove_work);
 366
 367         dm_put(md);
 368 out:
 369         spin_unlock(&_minor_lock);
 370 }
 371
 372 int dm_open_count(struct mapped_device *md)
 373 {
 374         return atomic_read(&md->open_count);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Guarantees nothing is using the device before it's deleted.
 379  */
 380 int dm_lock_for_deletion(struct mapped_device *md, bool mark_deferred, bool only_deferred)
 381 {
 382         int r = 0;
 383
 384         spin_lock(&_minor_lock);
 385
 386         if (dm_open_count(md)) {
 387                 r = -EBUSY;
 388                 if (mark_deferred)
 389                         set_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 390         } else if (only_deferred && !test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags))
 391                 r = -EEXIST;
 392         else
 393                 set_bit(DMF_DELETING, &md->flags);
 394
 395         spin_unlock(&_minor_lock);
 396
 397         return r;
 398 }
 399
 400 int dm_cancel_deferred_remove(struct mapped_device *md)
 401 {
 402         int r = 0;
 403
 404         spin_lock(&_minor_lock);
 405
 406         if (test_bit(DMF_DELETING, &md->flags))
 407                 r = -EBUSY;
 408         else
 409                 clear_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
 410
 411         spin_unlock(&_minor_lock);
 412
 413         return r;
 414 }
 415
 416 static void do_deferred_remove(struct work_struct *w)
 417 {
 418         dm_deferred_remove();
 419 }
 420
 421 sector_t dm_get_size(struct mapped_device *md)
 422 {
 423         return get_capacity(md->disk);
 424 }
 425
 426 struct request_queue *dm_get_md_queue(struct mapped_device *md)
 427 {
 428         return md->queue;
 429 }
 430
 431 struct dm_stats *dm_get_stats(struct mapped_device *md)
 432 {
 433         return &md->stats;
 434 }
 435
 436 static int dm_blk_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 437 {
 438         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 439
 440         return dm_get_geometry(md, geo);
 441 }
 442
 443 static int dm_blk_report_zones(struct gendisk *disk, sector_t sector,
 444                                struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones,
 445                                gfp_t gfp_mask)
 446 {
 447 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 448         struct mapped_device *md = disk->private_data;
 449         struct dm_target *tgt;
 450         struct dm_table *map;
 451         int srcu_idx, ret;
 452
 453         if (dm_suspended_md(md))
 454                 return -EAGAIN;
 455
 456         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
 457         if (!map)
 458                 return -EIO;
 459
 460         tgt = dm_table_find_target(map, sector);
 461         if (!dm_target_is_valid(tgt)) {
 462                 ret = -EIO;
 463                 goto out;
 464         }
 465
 466         /*
 467          * If we are executing this, we already know that the block device
 468          * is a zoned device and so each target should have support for that
 469          * type of drive. A missing report_zones method means that the target
 470          * driver has a problem.
 471          */
 472         if (WARN_ON(!tgt->type->report_zones)) {
 473                 ret = -EIO;
 474                 goto out;
 475         }
 476
 477         /*
 478          * blkdev_report_zones() will loop and call this again to cover all the
 479          * zones of the target, eventually moving on to the next target.
 480          * So there is no need to loop here trying to fill the entire array
 481          * of zones.
 482          */
 483         ret = tgt->type->report_zones(tgt, sector, zones,
 484                                       nr_zones, gfp_mask);
 485
 486 out:
 487         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 488         return ret;
 489 #else
 490         return -ENOTSUPP;
 491 #endif
 492 }
 493
 494 static int dm_prepare_ioctl(struct mapped_device *md, int *srcu_idx,
 495                             struct block_device **bdev)
 496         __acquires(md->io_barrier)
 497 {
 498         struct dm_target *tgt;
 499         struct dm_table *map;
 500         int r;
 501
 502 retry:
 503         r = -ENOTTY;
 504         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
 505         if (!map || !dm_table_get_size(map))
 506                 return r;
 507
 508         /* We only support devices that have a single target */
 509         if (dm_table_get_num_targets(map) != 1)
 510                 return r;
 511
 512         tgt = dm_table_get_target(map, 0);
 513         if (!tgt->type->prepare_ioctl)
 514                 return r;
 515
 516         if (dm_suspended_md(md))
 517                 return -EAGAIN;
 518
 519         r = tgt->type->prepare_ioctl(tgt, bdev);
 520         if (r == -ENOTCONN && !fatal_signal_pending(current)) {
 521                 dm_put_live_table(md, *srcu_idx);
 522                 msleep(10);
 523                 goto retry;
 524         }
 525
 526         return r;
 527 }
 528
 529 static void dm_unprepare_ioctl(struct mapped_device *md, int srcu_idx)
 530         __releases(md->io_barrier)
 531 {
 532         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
 533 }
 534
 535 static int dm_blk_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 536                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
 537 {
 538         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
 539         int r, srcu_idx;
 540
 541         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
 542         if (r < 0)
 543                 goto out;
 544
 545         if (r > 0) {
 546                 /*
 547                  * Target determined this ioctl is being issued against a
 548                  * subset of the parent bdev; require extra privileges.
 549                  */
 550                 if (!capable(CAP_SYS_RAWIO)) {
 551                         DMWARN_LIMIT(
 552         "%s: sending ioctl %x to DM device without required privilege.",
 553                                 current->comm, cmd);
 554                         r = -ENOIOCTLCMD;
 555                         goto out;
 556                 }
 557         }
 558
 559         r =  __blkdev_driver_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
 560 out:
 561         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
 562         return r;
 563 }
 564
 565 static void start_io_acct(struct dm_io *io);
 566
 567 static struct dm_io *alloc_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 568 {
 569         struct dm_io *io;
 570         struct dm_target_io *tio;
 571         struct bio *clone;
 572
 573         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, 0, &md->io_bs);
 574         if (!clone)
 575                 return NULL;
 576
 577         tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
 578         tio->inside_dm_io = true;
 579         tio->io = NULL;
 580
 581         io = container_of(tio, struct dm_io, tio);
 582         io->magic = DM_IO_MAGIC;
 583         io->status = 0;
 584         atomic_set(&io->io_count, 1);
 585         io->orig_bio = bio;
 586         io->md = md;
 587         spin_lock_init(&io->endio_lock);
 588
 589         start_io_acct(io);
 590
 591         return io;
 592 }
 593
 594 static void free_io(struct mapped_device *md, struct dm_io *io)
 595 {
 596         bio_put(&io->tio.clone);
 597 }
 598
 599 static struct dm_target_io *alloc_tio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
 600                                       unsigned target_bio_nr, gfp_t gfp_mask)
 601 {
 602         struct dm_target_io *tio;
 603
 604         if (!ci->io->tio.io) {
 605                 /* the dm_target_io embedded in ci->io is available */
 606                 tio = &ci->io->tio;
 607         } else {
 608                 struct bio *clone = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, &ci->io->md->bs);
 609                 if (!clone)
 610                         return NULL;
 611
 612                 tio = container_of(clone, struct dm_target_io, clone);
 613                 tio->inside_dm_io = false;
 614         }
 615
 616         tio->magic = DM_TIO_MAGIC;
 617         tio->io = ci->io;
 618         tio->ti = ti;
 619         tio->target_bio_nr = target_bio_nr;
 620
 621         return tio;
 622 }
 623
 624 static void free_tio(struct dm_target_io *tio)
 625 {
 626         if (tio->inside_dm_io)
 627                 return;
 628         bio_put(&tio->clone);
 629 }
 630
 631 static bool md_in_flight_bios(struct mapped_device *md)
 632 {
 633         int cpu;
 634         struct hd_struct *part = &dm_disk(md)->part0;
 635         long sum = 0;
 636
 637         for_each_possible_cpu(cpu) {
 638                 sum += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[0], cpu);
 639                 sum += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[1], cpu);
 640         }
 641
 642         return sum != 0;
 643 }
 644
 645 static bool md_in_flight(struct mapped_device *md)
 646 {
 647         if (queue_is_mq(md->queue))
 648                 return blk_mq_queue_inflight(md->queue);
 649         else
 650                 return md_in_flight_bios(md);
 651 }
 652
 653 static void start_io_acct(struct dm_io *io)
 654 {
 655         struct mapped_device *md = io->md;
 656         struct bio *bio = io->orig_bio;
 657
 658         io->start_time = jiffies;
 659
 660         generic_start_io_acct(md->queue, bio_op(bio), bio_sectors(bio),
 661                               &dm_disk(md)->part0);
 662
 663         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 664                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 665                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 666                                     false, 0, &io->stats_aux);
 667 }
 668
 669 static void end_io_acct(struct dm_io *io)
 670 {
 671         struct mapped_device *md = io->md;
 672         struct bio *bio = io->orig_bio;
 673         unsigned long duration = jiffies - io->start_time;
 674
 675         generic_end_io_acct(md->queue, bio_op(bio), &dm_disk(md)->part0,
 676                             io->start_time);
 677
 678         if (unlikely(dm_stats_used(&md->stats)))
 679                 dm_stats_account_io(&md->stats, bio_data_dir(bio),
 680                                     bio->bi_iter.bi_sector, bio_sectors(bio),
 681                                     true, duration, &io->stats_aux);
 682
 683         /* nudge anyone waiting on suspend queue */
 684         if (unlikely(wq_has_sleeper(&md->wait)))
 685                 wake_up(&md->wait);
 686 }
 687
 688 /*
 689  * Add the bio to the list of deferred io.
 690  */
 691 static void queue_io(struct mapped_device *md, struct bio *bio)
 692 {
 693         unsigned long flags;
 694
 695         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 696         bio_list_add(&md->deferred, bio);
 697         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 698         queue_work(md->wq, &md->work);
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Everyone (including functions in this file), should use this
 703  * function to access the md->map field, and make sure they call
 704  * dm_put_live_table() when finished.
 705  */
 706 struct dm_table *dm_get_live_table(struct mapped_device *md, int *srcu_idx) __acquires(md->io_barrier)
 707 {
 708         *srcu_idx = srcu_read_lock(&md->io_barrier);
 709
 710         return srcu_dereference(md->map, &md->io_barrier);
 711 }
 712
 713 void dm_put_live_table(struct mapped_device *md, int srcu_idx) __releases(md->io_barrier)
 714 {
 715         srcu_read_unlock(&md->io_barrier, srcu_idx);
 716 }
 717
 718 void dm_sync_table(struct mapped_device *md)
 719 {
 720         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
 721         synchronize_rcu_expedited();
 722 }
 723
 724 /*
 725  * A fast alternative to dm_get_live_table/dm_put_live_table.
 726  * The caller must not block between these two functions.
 727  */
 728 static struct dm_table *dm_get_live_table_fast(struct mapped_device *md) __acquires(RCU)
 729 {
 730         rcu_read_lock();
 731         return rcu_dereference(md->map);
 732 }
 733
 734 static void dm_put_live_table_fast(struct mapped_device *md) __releases(RCU)
 735 {
 736         rcu_read_unlock();
 737 }
 738
 739 static char *_dm_claim_ptr = "I belong to device-mapper";
 740
 741 /*
 742  * Open a table device so we can use it as a map destination.
 743  */
 744 static int open_table_device(struct table_device *td, dev_t dev,
 745                              struct mapped_device *md)
 746 {
 747         struct block_device *bdev;
 748
 749         int r;
 750
 751         BUG_ON(td->dm_dev.bdev);
 752
 753         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL, _dm_claim_ptr);
 754         if (IS_ERR(bdev))
 755                 return PTR_ERR(bdev);
 756
 757         r = bd_link_disk_holder(bdev, dm_disk(md));
 758         if (r) {
 759                 blkdev_put(bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 760                 return r;
 761         }
 762
 763         td->dm_dev.bdev = bdev;
 764         td->dm_dev.dax_dev = dax_get_by_host(bdev->bd_disk->disk_name);
 765         return 0;
 766 }
 767
 768 /*
 769  * Close a table device that we've been using.
 770  */
 771 static void close_table_device(struct table_device *td, struct mapped_device *md)
 772 {
 773         if (!td->dm_dev.bdev)
 774                 return;
 775
 776         bd_unlink_disk_holder(td->dm_dev.bdev, dm_disk(md));
 777         blkdev_put(td->dm_dev.bdev, td->dm_dev.mode | FMODE_EXCL);
 778         put_dax(td->dm_dev.dax_dev);
 779         td->dm_dev.bdev = NULL;
 780         td->dm_dev.dax_dev = NULL;
 781 }
 782
 783 static struct table_device *find_table_device(struct list_head *l, dev_t dev,
 784                                               fmode_t mode) {
 785         struct table_device *td;
 786
 787         list_for_each_entry(td, l, list)
 788                 if (td->dm_dev.bdev->bd_dev == dev && td->dm_dev.mode == mode)
 789                         return td;
 790
 791         return NULL;
 792 }
 793
 794 int dm_get_table_device(struct mapped_device *md, dev_t dev, fmode_t mode,
 795                         struct dm_dev **result) {
 796         int r;
 797         struct table_device *td;
 798
 799         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 800         td = find_table_device(&md->table_devices, dev, mode);
 801         if (!td) {
 802                 td = kmalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
 803                 if (!td) {
 804                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 805                         return -ENOMEM;
 806                 }
 807
 808                 td->dm_dev.mode = mode;
 809                 td->dm_dev.bdev = NULL;
 810
 811                 if ((r = open_table_device(td, dev, md))) {
 812                         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 813                         kfree(td);
 814                         return r;
 815                 }
 816
 817                 format_dev_t(td->dm_dev.name, dev);
 818
 819                 refcount_set(&td->count, 1);
 820                 list_add(&td->list, &md->table_devices);
 821         } else {
 822                 refcount_inc(&td->count);
 823         }
 824         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 825
 826         *result = &td->dm_dev;
 827         return 0;
 828 }
 829 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_table_device);
 830
 831 void dm_put_table_device(struct mapped_device *md, struct dm_dev *d)
 832 {
 833         struct table_device *td = container_of(d, struct table_device, dm_dev);
 834
 835         mutex_lock(&md->table_devices_lock);
 836         if (refcount_dec_and_test(&td->count)) {
 837                 close_table_device(td, md);
 838                 list_del(&td->list);
 839                 kfree(td);
 840         }
 841         mutex_unlock(&md->table_devices_lock);
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL(dm_put_table_device);
 844
 845 static void free_table_devices(struct list_head *devices)
 846 {
 847         struct list_head *tmp, *next;
 848
 849         list_for_each_safe(tmp, next, devices) {
 850                 struct table_device *td = list_entry(tmp, struct table_device, list);
 851
 852                 DMWARN("dm_destroy: %s still exists with %d references",
 853                        td->dm_dev.name, refcount_read(&td->count));
 854                 kfree(td);
 855         }
 856 }
 857
 858 /*
 859  * Get the geometry associated with a dm device
 860  */
 861 int dm_get_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 862 {
 863         *geo = md->geometry;
 864
 865         return 0;
 866 }
 867
 868 /*
 869  * Set the geometry of a device.
 870  */
 871 int dm_set_geometry(struct mapped_device *md, struct hd_geometry *geo)
 872 {
 873         sector_t sz = (sector_t)geo->cylinders * geo->heads * geo->sectors;
 874
 875         if (geo->start > sz) {
 876                 DMWARN("Start sector is beyond the geometry limits.");
 877                 return -EINVAL;
 878         }
 879
 880         md->geometry = *geo;
 881
 882         return 0;
 883 }
 884
 885 static int __noflush_suspending(struct mapped_device *md)
 886 {
 887         return test_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Decrements the number of outstanding ios that a bio has been
 892  * cloned into, completing the original io if necc.
 893  */
 894 static void dec_pending(struct dm_io *io, blk_status_t error)
 895 {
 896         unsigned long flags;
 897         blk_status_t io_error;
 898         struct bio *bio;
 899         struct mapped_device *md = io->md;
 900
 901         /* Push-back supersedes any I/O errors */
 902         if (unlikely(error)) {
 903                 spin_lock_irqsave(&io->endio_lock, flags);
 904                 if (!(io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE && __noflush_suspending(md)))
 905                         io->status = error;
 906                 spin_unlock_irqrestore(&io->endio_lock, flags);
 907         }
 908
 909         if (atomic_dec_and_test(&io->io_count)) {
 910                 if (io->status == BLK_STS_DM_REQUEUE) {
 911                         /*
 912                          * Target requested pushing back the I/O.
 913                          */
 914                         spin_lock_irqsave(&md->deferred_lock, flags);
 915                         if (__noflush_suspending(md))
 916                                 /* NOTE early return due to BLK_STS_DM_REQUEUE below */
 917                                 bio_list_add_head(&md->deferred, io->orig_bio);
 918                         else
 919                                 /* noflush suspend was interrupted. */
 920                                 io->status = BLK_STS_IOERR;
 921                         spin_unlock_irqrestore(&md->deferred_lock, flags);
 922                 }
 923
 924                 io_error = io->status;
 925                 bio = io->orig_bio;
 926                 end_io_acct(io);
 927                 free_io(md, io);
 928
 929                 if (io_error == BLK_STS_DM_REQUEUE)
 930                         return;
 931
 932                 if ((bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) && bio->bi_iter.bi_size) {
 933                         /*
 934                          * Preflush done for flush with data, reissue
 935                          * without REQ_PREFLUSH.
 936                          */
 937                         bio->bi_opf &= ~REQ_PREFLUSH;
 938                         queue_io(md, bio);
 939                 } else {
 940                         /* done with normal IO or empty flush */
 941                         if (io_error)
 942                                 bio->bi_status = io_error;
 943                         bio_endio(bio);
 944                 }
 945         }
 946 }
 947
 948 void disable_discard(struct mapped_device *md)
 949 {
 950         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 951
 952         /* device doesn't really support DISCARD, disable it */
 953         limits->max_discard_sectors = 0;
 954         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_DISCARD, md->queue);
 955 }
 956
 957 void disable_write_same(struct mapped_device *md)
 958 {
 959         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 960
 961         /* device doesn't really support WRITE SAME, disable it */
 962         limits->max_write_same_sectors = 0;
 963 }
 964
 965 void disable_write_zeroes(struct mapped_device *md)
 966 {
 967         struct queue_limits *limits = dm_get_queue_limits(md);
 968
 969         /* device doesn't really support WRITE ZEROES, disable it */
 970         limits->max_write_zeroes_sectors = 0;
 971 }
 972
 973 static void clone_endio(struct bio *bio)
 974 {
 975         blk_status_t error = bio->bi_status;
 976         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
 977         struct dm_io *io = tio->io;
 978         struct mapped_device *md = tio->io->md;
 979         dm_endio_fn endio = tio->ti->type->end_io;
 980
 981         if (unlikely(error == BLK_STS_TARGET) && md->type != DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
 982                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD &&
 983                     !bio->bi_disk->queue->limits.max_discard_sectors)
 984                         disable_discard(md);
 985                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 986                          !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_same_sectors)
 987                         disable_write_same(md);
 988                 else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES &&
 989                          !bio->bi_disk->queue->limits.max_write_zeroes_sectors)
 990                         disable_write_zeroes(md);
 991         }
 992
 993         if (endio) {
 994                 int r = endio(tio->ti, bio, &error);
 995                 switch (r) {
 996                 case DM_ENDIO_REQUEUE:
 997                         error = BLK_STS_DM_REQUEUE;
 998                         /*FALLTHRU*/
 999                 case DM_ENDIO_DONE:
1000                         break;
1001                 case DM_ENDIO_INCOMPLETE:
1002                         /* The target will handle the io */
1003                         return;
1004                 default:
1005                         DMWARN("unimplemented target endio return value: %d", r);
1006                         BUG();
1007                 }
1008         }
1009
1010         free_tio(tio);
1011         dec_pending(io, error);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Return maximum size of I/O possible at the supplied sector up to the current
1016  * target boundary.
1017  */
1018 static sector_t max_io_len_target_boundary(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1019 {
1020         sector_t target_offset = dm_target_offset(ti, sector);
1021
1022         return ti->len - target_offset;
1023 }
1024
1025 static sector_t max_io_len(sector_t sector, struct dm_target *ti)
1026 {
1027         sector_t len = max_io_len_target_boundary(sector, ti);
1028         sector_t offset, max_len;
1029
1030         /*
1031          * Does the target need to split even further?
1032          */
1033         if (ti->max_io_len) {
1034                 offset = dm_target_offset(ti, sector);
1035                 if (unlikely(ti->max_io_len & (ti->max_io_len - 1)))
1036                         max_len = sector_div(offset, ti->max_io_len);
1037                 else
1038                         max_len = offset & (ti->max_io_len - 1);
1039                 max_len = ti->max_io_len - max_len;
1040
1041                 if (len > max_len)
1042                         len = max_len;
1043         }
1044
1045         return len;
1046 }
1047
1048 int dm_set_target_max_io_len(struct dm_target *ti, sector_t len)
1049 {
1050         if (len > UINT_MAX) {
1051                 DMERR("Specified maximum size of target IO (%llu) exceeds limit (%u)",
1052                       (unsigned long long)len, UINT_MAX);
1053                 ti->error = "Maximum size of target IO is too large";
1054                 return -EINVAL;
1055         }
1056
1057         ti->max_io_len = (uint32_t) len;
1058
1059         return 0;
1060 }
1061 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_set_target_max_io_len);
1062
1063 static struct dm_target *dm_dax_get_live_target(struct mapped_device *md,
1064                                                 sector_t sector, int *srcu_idx)
1065         __acquires(md->io_barrier)
1066 {
1067         struct dm_table *map;
1068         struct dm_target *ti;
1069
1070         map = dm_get_live_table(md, srcu_idx);
1071         if (!map)
1072                 return NULL;
1073
1074         ti = dm_table_find_target(map, sector);
1075         if (!dm_target_is_valid(ti))
1076                 return NULL;
1077
1078         return ti;
1079 }
1080
1081 static long dm_dax_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1082                                  long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
1083 {
1084         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1085         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1086         struct dm_target *ti;
1087         long len, ret = -EIO;
1088         int srcu_idx;
1089
1090         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1091
1092         if (!ti)
1093                 goto out;
1094         if (!ti->type->direct_access)
1095                 goto out;
1096         len = max_io_len(sector, ti) / PAGE_SECTORS;
1097         if (len < 1)
1098                 goto out;
1099         nr_pages = min(len, nr_pages);
1100         ret = ti->type->direct_access(ti, pgoff, nr_pages, kaddr, pfn);
1101
1102  out:
1103         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1104
1105         return ret;
1106 }
1107
1108 static size_t dm_dax_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1109                                     void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1110 {
1111         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1112         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1113         struct dm_target *ti;
1114         long ret = 0;
1115         int srcu_idx;
1116
1117         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1118
1119         if (!ti)
1120                 goto out;
1121         if (!ti->type->dax_copy_from_iter) {
1122                 ret = copy_from_iter(addr, bytes, i);
1123                 goto out;
1124         }
1125         ret = ti->type->dax_copy_from_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1126  out:
1127         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1128
1129         return ret;
1130 }
1131
1132 static size_t dm_dax_copy_to_iter(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
1133                 void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
1134 {
1135         struct mapped_device *md = dax_get_private(dax_dev);
1136         sector_t sector = pgoff * PAGE_SECTORS;
1137         struct dm_target *ti;
1138         long ret = 0;
1139         int srcu_idx;
1140
1141         ti = dm_dax_get_live_target(md, sector, &srcu_idx);
1142
1143         if (!ti)
1144                 goto out;
1145         if (!ti->type->dax_copy_to_iter) {
1146                 ret = copy_to_iter(addr, bytes, i);
1147                 goto out;
1148         }
1149         ret = ti->type->dax_copy_to_iter(ti, pgoff, addr, bytes, i);
1150  out:
1151         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1152
1153         return ret;
1154 }
1155
1156 /*
1157  * A target may call dm_accept_partial_bio only from the map routine.  It is
1158  * allowed for all bio types except REQ_PREFLUSH and REQ_OP_ZONE_RESET.
1159  *
1160  * dm_accept_partial_bio informs the dm that the target only wants to process
1161  * additional n_sectors sectors of the bio and the rest of the data should be
1162  * sent in a next bio.
1163  *
1164  * A diagram that explains the arithmetics:
1165  * +--------------------+---------------+-------+
1166  * |         1          |       2       |   3   |
1167  * +--------------------+---------------+-------+
1168  *
1169  * <-------------- *tio->len_ptr --------------->
1170  *                      <------- bi_size ------->
1171  *                      <-- n_sectors -->
1172  *
1173  * Region 1 was already iterated over with bio_advance or similar function.
1174  *      (it may be empty if the target doesn't use bio_advance)
1175  * Region 2 is the remaining bio size that the target wants to process.
1176  *      (it may be empty if region 1 is non-empty, although there is no reason
1177  *       to make it empty)
1178  * The target requires that region 3 is to be sent in the next bio.
1179  *
1180  * If the target wants to receive multiple copies of the bio (via num_*bios, etc),
1181  * the partially processed part (the sum of regions 1+2) must be the same for all
1182  * copies of the bio.
1183  */
1184 void dm_accept_partial_bio(struct bio *bio, unsigned n_sectors)
1185 {
1186         struct dm_target_io *tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1187         unsigned bi_size = bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT;
1188         BUG_ON(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH);
1189         BUG_ON(bi_size > *tio->len_ptr);
1190         BUG_ON(n_sectors > bi_size);
1191         *tio->len_ptr -= bi_size - n_sectors;
1192         bio->bi_iter.bi_size = n_sectors << SECTOR_SHIFT;
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_accept_partial_bio);
1195
1196 /*
1197  * The zone descriptors obtained with a zone report indicate
1198  * zone positions within the underlying device of the target. The zone
1199  * descriptors must be remapped to match their position within the dm device.
1200  * The caller target should obtain the zones information using
1201  * blkdev_report_zones() to ensure that remapping for partition offset is
1202  * already handled.
1203  */
1204 void dm_remap_zone_report(struct dm_target *ti, sector_t start,
1205                           struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones)
1206 {
1207 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
1208         struct blk_zone *zone;
1209         unsigned int nrz = *nr_zones;
1210         int i;
1211
1212         /*
1213          * Remap the start sector and write pointer position of the zones in
1214          * the array. Since we may have obtained from the target underlying
1215          * device more zones that the target size, also adjust the number
1216          * of zones.
1217          */
1218         for (i = 0; i < nrz; i++) {
1219                 zone = zones + i;
1220                 if (zone->start >= start + ti->len) {
1221                         memset(zone, 0, sizeof(struct blk_zone) * (nrz - i));
1222                         break;
1223                 }
1224
1225                 zone->start = zone->start + ti->begin - start;
1226                 if (zone->type == BLK_ZONE_TYPE_CONVENTIONAL)
1227                         continue;
1228
1229                 if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_FULL)
1230                         zone->wp = zone->start + zone->len;
1231                 else if (zone->cond == BLK_ZONE_COND_EMPTY)
1232                         zone->wp = zone->start;
1233                 else
1234                         zone->wp = zone->wp + ti->begin - start;
1235         }
1236
1237         *nr_zones = i;
1238 #else /* !CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
1239         *nr_zones = 0;
1240 #endif
1241 }
1242 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_remap_zone_report);
1243
1244 static blk_qc_t __map_bio(struct dm_target_io *tio)
1245 {
1246         int r;
1247         sector_t sector;
1248         struct bio *clone = &tio->clone;
1249         struct dm_io *io = tio->io;
1250         struct mapped_device *md = io->md;
1251         struct dm_target *ti = tio->ti;
1252         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1253
1254         clone->bi_end_io = clone_endio;
1255
1256         /*
1257          * Map the clone.  If r == 0 we don't need to do
1258          * anything, the target has assumed ownership of
1259          * this io.
1260          */
1261         atomic_inc(&io->io_count);
1262         sector = clone->bi_iter.bi_sector;
1263
1264         r = ti->type->map(ti, clone);
1265         switch (r) {
1266         case DM_MAPIO_SUBMITTED:
1267                 break;
1268         case DM_MAPIO_REMAPPED:
1269                 /* the bio has been remapped so dispatch it */
1270                 trace_block_bio_remap(clone->bi_disk->queue, clone,
1271                                       bio_dev(io->orig_bio), sector);
1272                 if (md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED)
1273                         ret = direct_make_request(clone);
1274                 else
1275                         ret = generic_make_request(clone);
1276                 break;
1277         case DM_MAPIO_KILL:
1278                 free_tio(tio);
1279                 dec_pending(io, BLK_STS_IOERR);
1280                 break;
1281         case DM_MAPIO_REQUEUE:
1282                 free_tio(tio);
1283                 dec_pending(io, BLK_STS_DM_REQUEUE);
1284                 break;
1285         default:
1286                 DMWARN("unimplemented target map return value: %d", r);
1287                 BUG();
1288         }
1289
1290         return ret;
1291 }
1292
1293 static void bio_setup_sector(struct bio *bio, sector_t sector, unsigned len)
1294 {
1295         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1296         bio->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1297 }
1298
1299 /*
1300  * Creates a bio that consists of range of complete bvecs.
1301  */
1302 static int clone_bio(struct dm_target_io *tio, struct bio *bio,
1303                      sector_t sector, unsigned len)
1304 {
1305         struct bio *clone = &tio->clone;
1306
1307         __bio_clone_fast(clone, bio);
1308
1309         if (bio_integrity(bio)) {
1310                 int r;
1311
1312                 if (unlikely(!dm_target_has_integrity(tio->ti->type) &&
1313                              !dm_target_passes_integrity(tio->ti->type))) {
1314                         DMWARN("%s: the target %s doesn't support integrity data.",
1315                                 dm_device_name(tio->io->md),
1316                                 tio->ti->type->name);
1317                         return -EIO;
1318                 }
1319
1320                 r = bio_integrity_clone(clone, bio, GFP_NOIO);
1321                 if (r < 0)
1322                         return r;
1323         }
1324
1325         bio_advance(clone, to_bytes(sector - clone->bi_iter.bi_sector));
1326         clone->bi_iter.bi_size = to_bytes(len);
1327
1328         if (bio_integrity(bio))
1329                 bio_integrity_trim(clone);
1330
1331         return 0;
1332 }
1333
1334 static void alloc_multiple_bios(struct bio_list *blist, struct clone_info *ci,
1335                                 struct dm_target *ti, unsigned num_bios)
1336 {
1337         struct dm_target_io *tio;
1338         int try;
1339
1340         if (!num_bios)
1341                 return;
1342
1343         if (num_bios == 1) {
1344                 tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1345                 bio_list_add(blist, &tio->clone);
1346                 return;
1347         }
1348
1349         for (try = 0; try < 2; try++) {
1350                 int bio_nr;
1351                 struct bio *bio;
1352
1353                 if (try)
1354                         mutex_lock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1355                 for (bio_nr = 0; bio_nr < num_bios; bio_nr++) {
1356                         tio = alloc_tio(ci, ti, bio_nr, try ? GFP_NOIO : GFP_NOWAIT);
1357                         if (!tio)
1358                                 break;
1359
1360                         bio_list_add(blist, &tio->clone);
1361                 }
1362                 if (try)
1363                         mutex_unlock(&ci->io->md->table_devices_lock);
1364                 if (bio_nr == num_bios)
1365                         return;
1366
1367                 while ((bio = bio_list_pop(blist))) {
1368                         tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1369                         free_tio(tio);
1370                 }
1371         }
1372 }
1373
1374 static blk_qc_t __clone_and_map_simple_bio(struct clone_info *ci,
1375                                            struct dm_target_io *tio, unsigned *len)
1376 {
1377         struct bio *clone = &tio->clone;
1378
1379         tio->len_ptr = len;
1380
1381         __bio_clone_fast(clone, ci->bio);
1382         if (len)
1383                 bio_setup_sector(clone, ci->sector, *len);
1384
1385         return __map_bio(tio);
1386 }
1387
1388 static void __send_duplicate_bios(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1389                                   unsigned num_bios, unsigned *len)
1390 {
1391         struct bio_list blist = BIO_EMPTY_LIST;
1392         struct bio *bio;
1393         struct dm_target_io *tio;
1394
1395         alloc_multiple_bios(&blist, ci, ti, num_bios);
1396
1397         while ((bio = bio_list_pop(&blist))) {
1398                 tio = container_of(bio, struct dm_target_io, clone);
1399                 (void) __clone_and_map_simple_bio(ci, tio, len);
1400         }
1401 }
1402
1403 static int __send_empty_flush(struct clone_info *ci)
1404 {
1405         unsigned target_nr = 0;
1406         struct dm_target *ti;
1407
1408         /*
1409          * Empty flush uses a statically initialized bio, as the base for
1410          * cloning.  However, blkg association requires that a bdev is
1411          * associated with a gendisk, which doesn't happen until the bdev is
1412          * opened.  So, blkg association is done at issue time of the flush
1413          * rather than when the device is created in alloc_dev().
1414          */
1415         bio_set_dev(ci->bio, ci->io->md->bdev);
1416
1417         BUG_ON(bio_has_data(ci->bio));
1418         while ((ti = dm_table_get_target(ci->map, target_nr++)))
1419                 __send_duplicate_bios(ci, ti, ti->num_flush_bios, NULL);
1420
1421         bio_disassociate_blkg(ci->bio);
1422
1423         return 0;
1424 }
1425
1426 static int __clone_and_map_data_bio(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1427                                     sector_t sector, unsigned *len)
1428 {
1429         struct bio *bio = ci->bio;
1430         struct dm_target_io *tio;
1431         int r;
1432
1433         tio = alloc_tio(ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1434         tio->len_ptr = len;
1435         r = clone_bio(tio, bio, sector, *len);
1436         if (r < 0) {
1437                 free_tio(tio);
1438                 return r;
1439         }
1440         (void) __map_bio(tio);
1441
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 typedef unsigned (*get_num_bios_fn)(struct dm_target *ti);
1446
1447 static unsigned get_num_discard_bios(struct dm_target *ti)
1448 {
1449         return ti->num_discard_bios;
1450 }
1451
1452 static unsigned get_num_secure_erase_bios(struct dm_target *ti)
1453 {
1454         return ti->num_secure_erase_bios;
1455 }
1456
1457 static unsigned get_num_write_same_bios(struct dm_target *ti)
1458 {
1459         return ti->num_write_same_bios;
1460 }
1461
1462 static unsigned get_num_write_zeroes_bios(struct dm_target *ti)
1463 {
1464         return ti->num_write_zeroes_bios;
1465 }
1466
1467 static int __send_changing_extent_only(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1468                                        unsigned num_bios)
1469 {
1470         unsigned len = ci->sector_count;
1471
1472         /*
1473          * Even though the device advertised support for this type of
1474          * request, that does not mean every target supports it, and
1475          * reconfiguration might also have changed that since the
1476          * check was performed.
1477          */
1478         if (!num_bios)
1479                 return -EOPNOTSUPP;
1480
1481         __send_duplicate_bios(ci, ti, num_bios, &len);
1482
1483         ci->sector += len;
1484         ci->sector_count -= len;
1485
1486         return 0;
1487 }
1488
1489 static int __send_discard(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1490 {
1491         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_discard_bios(ti));
1492 }
1493
1494 static int __send_secure_erase(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1495 {
1496         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_secure_erase_bios(ti));
1497 }
1498
1499 static int __send_write_same(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1500 {
1501         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_same_bios(ti));
1502 }
1503
1504 static int __send_write_zeroes(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti)
1505 {
1506         return __send_changing_extent_only(ci, ti, get_num_write_zeroes_bios(ti));
1507 }
1508
1509 static bool is_abnormal_io(struct bio *bio)
1510 {
1511         bool r = false;
1512
1513         switch (bio_op(bio)) {
1514         case REQ_OP_DISCARD:
1515         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
1516         case REQ_OP_WRITE_SAME:
1517         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
1518                 r = true;
1519                 break;
1520         }
1521
1522         return r;
1523 }
1524
1525 static bool __process_abnormal_io(struct clone_info *ci, struct dm_target *ti,
1526                                   int *result)
1527 {
1528         struct bio *bio = ci->bio;
1529
1530         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1531                 *result = __send_discard(ci, ti);
1532         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1533                 *result = __send_secure_erase(ci, ti);
1534         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
1535                 *result = __send_write_same(ci, ti);
1536         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
1537                 *result = __send_write_zeroes(ci, ti);
1538         else
1539                 return false;
1540
1541         return true;
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Select the correct strategy for processing a non-flush bio.
1546  */
1547 static int __split_and_process_non_flush(struct clone_info *ci)
1548 {
1549         struct dm_target *ti;
1550         unsigned len;
1551         int r;
1552
1553         ti = dm_table_find_target(ci->map, ci->sector);
1554         if (!dm_target_is_valid(ti))
1555                 return -EIO;
1556
1557         if (__process_abnormal_io(ci, ti, &r))
1558                 return r;
1559
1560         len = min_t(sector_t, max_io_len(ci->sector, ti), ci->sector_count);
1561
1562         r = __clone_and_map_data_bio(ci, ti, ci->sector, &len);
1563         if (r < 0)
1564                 return r;
1565
1566         ci->sector += len;
1567         ci->sector_count -= len;
1568
1569         return 0;
1570 }
1571
1572 static void init_clone_info(struct clone_info *ci, struct mapped_device *md,
1573                             struct dm_table *map, struct bio *bio)
1574 {
1575         ci->map = map;
1576         ci->io = alloc_io(md, bio);
1577         ci->sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1578 }
1579
1580 #define __dm_part_stat_sub(part, field, subnd)  \
1581         (part_stat_get(part, field) -= (subnd))
1582
1583 /*
1584  * Entry point to split a bio into clones and submit them to the targets.
1585  */
1586 static blk_qc_t __split_and_process_bio(struct mapped_device *md,
1587                                         struct dm_table *map, struct bio *bio)
1588 {
1589         struct clone_info ci;
1590         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1591         int error = 0;
1592
1593         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1594
1595         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1596                 struct bio flush_bio;
1597
1598                 /*
1599                  * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1600                  * need to reference it after submit. It's just used as
1601                  * the basis for the clone(s).
1602                  */
1603                 bio_init(&flush_bio, NULL, 0);
1604                 flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1605                 ci.bio = &flush_bio;
1606                 ci.sector_count = 0;
1607                 error = __send_empty_flush(&ci);
1608                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1609         } else if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
1610                 ci.bio = bio;
1611                 ci.sector_count = 0;
1612                 error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1613         } else {
1614                 ci.bio = bio;
1615                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1616                 while (ci.sector_count && !error) {
1617                         error = __split_and_process_non_flush(&ci);
1618                         if (current->bio_list && ci.sector_count && !error) {
1619                                 /*
1620                                  * Remainder must be passed to generic_make_request()
1621                                  * so that it gets handled *after* bios already submitted
1622                                  * have been completely processed.
1623                                  * We take a clone of the original to store in
1624                                  * ci.io->orig_bio to be used by end_io_acct() and
1625                                  * for dec_pending to use for completion handling.
1626                                  */
1627                                 struct bio *b = bio_split(bio, bio_sectors(bio) - ci.sector_count,
1628                                                           GFP_NOIO, &md->queue->bio_split);
1629                                 ci.io->orig_bio = b;
1630
1631                                 /*
1632                                  * Adjust IO stats for each split, otherwise upon queue
1633                                  * reentry there will be redundant IO accounting.
1634                                  * NOTE: this is a stop-gap fix, a proper fix involves
1635                                  * significant refactoring of DM core's bio splitting
1636                                  * (by eliminating DM's splitting and just using bio_split)
1637                                  */
1638                                 part_stat_lock();
1639                                 __dm_part_stat_sub(&dm_disk(md)->part0,
1640                                                    sectors[op_stat_group(bio_op(bio))], ci.sector_count);
1641                                 part_stat_unlock();
1642
1643                                 bio_chain(b, bio);
1644                                 trace_block_split(md->queue, b, bio->bi_iter.bi_sector);
1645                                 ret = generic_make_request(bio);
1646                                 break;
1647                         }
1648                 }
1649         }
1650
1651         /* drop the extra reference count */
1652         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1653         return ret;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Optimized variant of __split_and_process_bio that leverages the
1658  * fact that targets that use it do _not_ have a need to split bios.
1659  */
1660 static blk_qc_t __process_bio(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
1661                               struct bio *bio, struct dm_target *ti)
1662 {
1663         struct clone_info ci;
1664         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1665         int error = 0;
1666
1667         init_clone_info(&ci, md, map, bio);
1668
1669         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH) {
1670                 struct bio flush_bio;
1671
1672                 /*
1673                  * Use an on-stack bio for this, it's safe since we don't
1674                  * need to reference it after submit. It's just used as
1675                  * the basis for the clone(s).
1676                  */
1677                 bio_init(&flush_bio, NULL, 0);
1678                 flush_bio.bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_PREFLUSH | REQ_SYNC;
1679                 ci.bio = &flush_bio;
1680                 ci.sector_count = 0;
1681                 error = __send_empty_flush(&ci);
1682                 /* dec_pending submits any data associated with flush */
1683         } else {
1684                 struct dm_target_io *tio;
1685
1686                 ci.bio = bio;
1687                 ci.sector_count = bio_sectors(bio);
1688                 if (__process_abnormal_io(&ci, ti, &error))
1689                         goto out;
1690
1691                 tio = alloc_tio(&ci, ti, 0, GFP_NOIO);
1692                 ret = __clone_and_map_simple_bio(&ci, tio, NULL);
1693         }
1694 out:
1695         /* drop the extra reference count */
1696         dec_pending(ci.io, errno_to_blk_status(error));
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 static void dm_queue_split(struct mapped_device *md, struct dm_target *ti, struct bio **bio)
1701 {
1702         unsigned len, sector_count;
1703
1704         sector_count = bio_sectors(*bio);
1705         len = min_t(sector_t, max_io_len((*bio)->bi_iter.bi_sector, ti), sector_count);
1706
1707         if (sector_count > len) {
1708                 struct bio *split = bio_split(*bio, len, GFP_NOIO, &md->queue->bio_split);
1709
1710                 bio_chain(split, *bio);
1711                 trace_block_split(md->queue, split, (*bio)->bi_iter.bi_sector);
1712                 generic_make_request(*bio);
1713                 *bio = split;
1714         }
1715 }
1716
1717 static blk_qc_t dm_process_bio(struct mapped_device *md,
1718                                struct dm_table *map, struct bio *bio)
1719 {
1720         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1721         struct dm_target *ti = md->immutable_target;
1722
1723         if (unlikely(!map)) {
1724                 bio_io_error(bio);
1725                 return ret;
1726         }
1727
1728         if (!ti) {
1729                 ti = dm_table_find_target(map, bio->bi_iter.bi_sector);
1730                 if (unlikely(!ti || !dm_target_is_valid(ti))) {
1731                         bio_io_error(bio);
1732                         return ret;
1733                 }
1734         }
1735
1736         /*
1737          * If in ->make_request_fn we need to use blk_queue_split(), otherwise
1738          * queue_limits for abnormal requests (e.g. discard, writesame, etc)
1739          * won't be imposed.
1740          */
1741         if (current->bio_list) {
1742                 blk_queue_split(md->queue, &bio);
1743                 if (!is_abnormal_io(bio))
1744                         dm_queue_split(md, ti, &bio);
1745         }
1746
1747         if (dm_get_md_type(md) == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED)
1748                 return __process_bio(md, map, bio, ti);
1749         else
1750                 return __split_and_process_bio(md, map, bio);
1751 }
1752
1753 static blk_qc_t dm_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1754 {
1755         struct mapped_device *md = q->queuedata;
1756         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1757         int srcu_idx;
1758         struct dm_table *map;
1759
1760         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
1761
1762         /* if we're suspended, we have to queue this io for later */
1763         if (unlikely(test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags))) {
1764                 dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1765
1766                 if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
1767                         queue_io(md, bio);
1768                 else
1769                         bio_io_error(bio);
1770                 return ret;
1771         }
1772
1773         ret = dm_process_bio(md, map, bio);
1774
1775         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
1776         return ret;
1777 }
1778
1779 static int dm_any_congested(void *congested_data, int bdi_bits)
1780 {
1781         int r = bdi_bits;
1782         struct mapped_device *md = congested_data;
1783         struct dm_table *map;
1784
1785         if (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
1786                 if (dm_request_based(md)) {
1787                         /*
1788                          * With request-based DM we only need to check the
1789                          * top-level queue for congestion.
1790                          */
1791                         r = md->queue->backing_dev_info->wb.state & bdi_bits;
1792                 } else {
1793                         map = dm_get_live_table_fast(md);
1794                         if (map)
1795                                 r = dm_table_any_congested(map, bdi_bits);
1796                         dm_put_live_table_fast(md);
1797                 }
1798         }
1799
1800         return r;
1801 }
1802
1803 /*-----------------------------------------------------------------
1804  * An IDR is used to keep track of allocated minor numbers.
1805  *---------------------------------------------------------------*/
1806 static void free_minor(int minor)
1807 {
1808         spin_lock(&_minor_lock);
1809         idr_remove(&_minor_idr, minor);
1810         spin_unlock(&_minor_lock);
1811 }
1812
1813 /*
1814  * See if the device with a specific minor # is free.
1815  */
1816 static int specific_minor(int minor)
1817 {
1818         int r;
1819
1820         if (minor >= (1 << MINORBITS))
1821                 return -EINVAL;
1822
1823         idr_preload(GFP_KERNEL);
1824         spin_lock(&_minor_lock);
1825
1826         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, minor, minor + 1, GFP_NOWAIT);
1827
1828         spin_unlock(&_minor_lock);
1829         idr_preload_end();
1830         if (r < 0)
1831                 return r == -ENOSPC ? -EBUSY : r;
1832         return 0;
1833 }
1834
1835 static int next_free_minor(int *minor)
1836 {
1837         int r;
1838
1839         idr_preload(GFP_KERNEL);
1840         spin_lock(&_minor_lock);
1841
1842         r = idr_alloc(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, 0, 1 << MINORBITS, GFP_NOWAIT);
1843
1844         spin_unlock(&_minor_lock);
1845         idr_preload_end();
1846         if (r < 0)
1847                 return r;
1848         *minor = r;
1849         return 0;
1850 }
1851
1852 static const struct block_device_operations dm_blk_dops;
1853 static const struct dax_operations dm_dax_ops;
1854
1855 static void dm_wq_work(struct work_struct *work);
1856
1857 static void dm_init_normal_md_queue(struct mapped_device *md)
1858 {
1859         /*
1860          * Initialize aspects of queue that aren't relevant for blk-mq
1861          */
1862         md->queue->backing_dev_info->congested_fn = dm_any_congested;
1863 }
1864
1865 static void cleanup_mapped_device(struct mapped_device *md)
1866 {
1867         if (md->wq)
1868                 destroy_workqueue(md->wq);
1869         bioset_exit(&md->bs);
1870         bioset_exit(&md->io_bs);
1871
1872         if (md->dax_dev) {
1873                 kill_dax(md->dax_dev);
1874                 put_dax(md->dax_dev);
1875                 md->dax_dev = NULL;
1876         }
1877
1878         if (md->disk) {
1879                 spin_lock(&_minor_lock);
1880                 md->disk->private_data = NULL;
1881                 spin_unlock(&_minor_lock);
1882                 del_gendisk(md->disk);
1883                 put_disk(md->disk);
1884         }
1885
1886         if (md->queue)
1887                 blk_cleanup_queue(md->queue);
1888
1889         cleanup_srcu_struct(&md->io_barrier);
1890
1891         if (md->bdev) {
1892                 bdput(md->bdev);
1893                 md->bdev = NULL;
1894         }
1895
1896         mutex_destroy(&md->suspend_lock);
1897         mutex_destroy(&md->type_lock);
1898         mutex_destroy(&md->table_devices_lock);
1899
1900         dm_mq_cleanup_mapped_device(md);
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Allocate and initialise a blank device with a given minor.
1905  */
1906 static struct mapped_device *alloc_dev(int minor)
1907 {
1908         int r, numa_node_id = dm_get_numa_node();
1909         struct dax_device *dax_dev = NULL;
1910         struct mapped_device *md;
1911         void *old_md;
1912
1913         md = kvzalloc_node(sizeof(*md), GFP_KERNEL, numa_node_id);
1914         if (!md) {
1915                 DMWARN("unable to allocate device, out of memory.");
1916                 return NULL;
1917         }
1918
1919         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
1920                 goto bad_module_get;
1921
1922         /* get a minor number for the dev */
1923         if (minor == DM_ANY_MINOR)
1924                 r = next_free_minor(&minor);
1925         else
1926                 r = specific_minor(minor);
1927         if (r < 0)
1928                 goto bad_minor;
1929
1930         r = init_srcu_struct(&md->io_barrier);
1931         if (r < 0)
1932                 goto bad_io_barrier;
1933
1934         md->numa_node_id = numa_node_id;
1935         md->init_tio_pdu = false;
1936         md->type = DM_TYPE_NONE;
1937         mutex_init(&md->suspend_lock);
1938         mutex_init(&md->type_lock);
1939         mutex_init(&md->table_devices_lock);
1940         spin_lock_init(&md->deferred_lock);
1941         atomic_set(&md->holders, 1);
1942         atomic_set(&md->open_count, 0);
1943         atomic_set(&md->event_nr, 0);
1944         atomic_set(&md->uevent_seq, 0);
1945         INIT_LIST_HEAD(&md->uevent_list);
1946         INIT_LIST_HEAD(&md->table_devices);
1947         spin_lock_init(&md->uevent_lock);
1948
1949         md->queue = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, numa_node_id);
1950         if (!md->queue)
1951                 goto bad;
1952         md->queue->queuedata = md;
1953         md->queue->backing_dev_info->congested_data = md;
1954
1955         md->disk = alloc_disk_node(1, md->numa_node_id);
1956         if (!md->disk)
1957                 goto bad;
1958
1959         init_waitqueue_head(&md->wait);
1960         INIT_WORK(&md->work, dm_wq_work);
1961         init_waitqueue_head(&md->eventq);
1962         init_completion(&md->kobj_holder.completion);
1963
1964         md->disk->major = _major;
1965         md->disk->first_minor = minor;
1966         md->disk->fops = &dm_blk_dops;
1967         md->disk->queue = md->queue;
1968         md->disk->private_data = md;
1969         sprintf(md->disk->disk_name, "dm-%d", minor);
1970
1971         if (IS_ENABLED(CONFIG_DAX_DRIVER)) {
1972                 dax_dev = alloc_dax(md, md->disk->disk_name, &dm_dax_ops);
1973                 if (!dax_dev)
1974                         goto bad;
1975         }
1976         md->dax_dev = dax_dev;
1977
1978         add_disk_no_queue_reg(md->disk);
1979         format_dev_t(md->name, MKDEV(_major, minor));
1980
1981         md->wq = alloc_workqueue("kdmflush", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1982         if (!md->wq)
1983                 goto bad;
1984
1985         md->bdev = bdget_disk(md->disk, 0);
1986         if (!md->bdev)
1987                 goto bad;
1988
1989         dm_stats_init(&md->stats);
1990
1991         /* Populate the mapping, nobody knows we exist yet */
1992         spin_lock(&_minor_lock);
1993         old_md = idr_replace(&_minor_idr, md, minor);
1994         spin_unlock(&_minor_lock);
1995
1996         BUG_ON(old_md != MINOR_ALLOCED);
1997
1998         return md;
1999
2000 bad:
2001         cleanup_mapped_device(md);
2002 bad_io_barrier:
2003         free_minor(minor);
2004 bad_minor:
2005         module_put(THIS_MODULE);
2006 bad_module_get:
2007         kvfree(md);
2008         return NULL;
2009 }
2010
2011 static void unlock_fs(struct mapped_device *md);
2012
2013 static void free_dev(struct mapped_device *md)
2014 {
2015         int minor = MINOR(disk_devt(md->disk));
2016
2017         unlock_fs(md);
2018
2019         cleanup_mapped_device(md);
2020
2021         free_table_devices(&md->table_devices);
2022         dm_stats_cleanup(&md->stats);
2023         free_minor(minor);
2024
2025         module_put(THIS_MODULE);
2026         kvfree(md);
2027 }
2028
2029 static int __bind_mempools(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2030 {
2031         struct dm_md_mempools *p = dm_table_get_md_mempools(t);
2032         int ret = 0;
2033
2034         if (dm_table_bio_based(t)) {
2035                 /*
2036                  * The md may already have mempools that need changing.
2037                  * If so, reload bioset because front_pad may have changed
2038                  * because a different table was loaded.
2039                  */
2040                 bioset_exit(&md->bs);
2041                 bioset_exit(&md->io_bs);
2042
2043         } else if (bioset_initialized(&md->bs)) {
2044                 /*
2045                  * There's no need to reload with request-based dm
2046                  * because the size of front_pad doesn't change.
2047                  * Note for future: If you are to reload bioset,
2048                  * prep-ed requests in the queue may refer
2049                  * to bio from the old bioset, so you must walk
2050                  * through the queue to unprep.
2051                  */
2052                 goto out;
2053         }
2054
2055         BUG_ON(!p ||
2056                bioset_initialized(&md->bs) ||
2057                bioset_initialized(&md->io_bs));
2058
2059         ret = bioset_init_from_src(&md->bs, &p->bs);
2060         if (ret)
2061                 goto out;
2062         ret = bioset_init_from_src(&md->io_bs, &p->io_bs);
2063         if (ret)
2064                 bioset_exit(&md->bs);
2065 out:
2066         /* mempool bind completed, no longer need any mempools in the table */
2067         dm_table_free_md_mempools(t);
2068         return ret;
2069 }
2070
2071 /*
2072  * Bind a table to the device.
2073  */
2074 static void event_callback(void *context)
2075 {
2076         unsigned long flags;
2077         LIST_HEAD(uevents);
2078         struct mapped_device *md = (struct mapped_device *) context;
2079
2080         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2081         list_splice_init(&md->uevent_list, &uevents);
2082         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2083
2084         dm_send_uevents(&uevents, &disk_to_dev(md->disk)->kobj);
2085
2086         atomic_inc(&md->event_nr);
2087         wake_up(&md->eventq);
2088         dm_issue_global_event();
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Protected by md->suspend_lock obtained by dm_swap_table().
2093  */
2094 static void __set_size(struct mapped_device *md, sector_t size)
2095 {
2096         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2097
2098         set_capacity(md->disk, size);
2099
2100         i_size_write(md->bdev->bd_inode, (loff_t)size << SECTOR_SHIFT);
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Returns old map, which caller must destroy.
2105  */
2106 static struct dm_table *__bind(struct mapped_device *md, struct dm_table *t,
2107                                struct queue_limits *limits)
2108 {
2109         struct dm_table *old_map;
2110         struct request_queue *q = md->queue;
2111         bool request_based = dm_table_request_based(t);
2112         sector_t size;
2113         int ret;
2114
2115         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2116
2117         size = dm_table_get_size(t);
2118
2119         /*
2120          * Wipe any geometry if the size of the table changed.
2121          */
2122         if (size != dm_get_size(md))
2123                 memset(&md->geometry, 0, sizeof(md->geometry));
2124
2125         __set_size(md, size);
2126
2127         dm_table_event_callback(t, event_callback, md);
2128
2129         /*
2130          * The queue hasn't been stopped yet, if the old table type wasn't
2131          * for request-based during suspension.  So stop it to prevent
2132          * I/O mapping before resume.
2133          * This must be done before setting the queue restrictions,
2134          * because request-based dm may be run just after the setting.
2135          */
2136         if (request_based)
2137                 dm_stop_queue(q);
2138
2139         if (request_based || md->type == DM_TYPE_NVME_BIO_BASED) {
2140                 /*
2141                  * Leverage the fact that request-based DM targets and
2142                  * NVMe bio based targets are immutable singletons
2143                  * - used to optimize both dm_request_fn and dm_mq_queue_rq;
2144                  *   and __process_bio.
2145                  */
2146                 md->immutable_target = dm_table_get_immutable_target(t);
2147         }
2148
2149         ret = __bind_mempools(md, t);
2150         if (ret) {
2151                 old_map = ERR_PTR(ret);
2152                 goto out;
2153         }
2154
2155         old_map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2156         rcu_assign_pointer(md->map, (void *)t);
2157         md->immutable_target_type = dm_table_get_immutable_target_type(t);
2158
2159         dm_table_set_restrictions(t, q, limits);
2160         if (old_map)
2161                 dm_sync_table(md);
2162
2163 out:
2164         return old_map;
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Returns unbound table for the caller to free.
2169  */
2170 static struct dm_table *__unbind(struct mapped_device *md)
2171 {
2172         struct dm_table *map = rcu_dereference_protected(md->map, 1);
2173
2174         if (!map)
2175                 return NULL;
2176
2177         dm_table_event_callback(map, NULL, NULL);
2178         RCU_INIT_POINTER(md->map, NULL);
2179         dm_sync_table(md);
2180
2181         return map;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Constructor for a new device.
2186  */
2187 int dm_create(int minor, struct mapped_device **result)
2188 {
2189         int r;
2190         struct mapped_device *md;
2191
2192         md = alloc_dev(minor);
2193         if (!md)
2194                 return -ENXIO;
2195
2196         r = dm_sysfs_init(md);
2197         if (r) {
2198                 free_dev(md);
2199                 return r;
2200         }
2201
2202         *result = md;
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Functions to manage md->type.
2208  * All are required to hold md->type_lock.
2209  */
2210 void dm_lock_md_type(struct mapped_device *md)
2211 {
2212         mutex_lock(&md->type_lock);
2213 }
2214
2215 void dm_unlock_md_type(struct mapped_device *md)
2216 {
2217         mutex_unlock(&md->type_lock);
2218 }
2219
2220 void dm_set_md_type(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type)
2221 {
2222         BUG_ON(!mutex_is_locked(&md->type_lock));
2223         md->type = type;
2224 }
2225
2226 enum dm_queue_mode dm_get_md_type(struct mapped_device *md)
2227 {
2228         return md->type;
2229 }
2230
2231 struct target_type *dm_get_immutable_target_type(struct mapped_device *md)
2232 {
2233         return md->immutable_target_type;
2234 }
2235
2236 /*
2237  * The queue_limits are only valid as long as you have a reference
2238  * count on 'md'.
2239  */
2240 struct queue_limits *dm_get_queue_limits(struct mapped_device *md)
2241 {
2242         BUG_ON(!atomic_read(&md->holders));
2243         return &md->queue->limits;
2244 }
2245 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_queue_limits);
2246
2247 /*
2248  * Setup the DM device's queue based on md's type
2249  */
2250 int dm_setup_md_queue(struct mapped_device *md, struct dm_table *t)
2251 {
2252         int r;
2253         struct queue_limits limits;
2254         enum dm_queue_mode type = dm_get_md_type(md);
2255
2256         switch (type) {
2257         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2258                 r = dm_mq_init_request_queue(md, t);
2259                 if (r) {
2260                         DMERR("Cannot initialize queue for request-based dm-mq mapped device");
2261                         return r;
2262                 }
2263                 break;
2264         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2265         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2266         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2267                 dm_init_normal_md_queue(md);
2268                 blk_queue_make_request(md->queue, dm_make_request);
2269                 break;
2270         case DM_TYPE_NONE:
2271                 WARN_ON_ONCE(true);
2272                 break;
2273         }
2274
2275         r = dm_calculate_queue_limits(t, &limits);
2276         if (r) {
2277                 DMERR("Cannot calculate initial queue limits");
2278                 return r;
2279         }
2280         dm_table_set_restrictions(t, md->queue, &limits);
2281         blk_register_queue(md->disk);
2282
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 struct mapped_device *dm_get_md(dev_t dev)
2287 {
2288         struct mapped_device *md;
2289         unsigned minor = MINOR(dev);
2290
2291         if (MAJOR(dev) != _major || minor >= (1 << MINORBITS))
2292                 return NULL;
2293
2294         spin_lock(&_minor_lock);
2295
2296         md = idr_find(&_minor_idr, minor);
2297         if (!md || md == MINOR_ALLOCED || (MINOR(disk_devt(dm_disk(md))) != minor) ||
2298             test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2299                 md = NULL;
2300                 goto out;
2301         }
2302         dm_get(md);
2303 out:
2304         spin_unlock(&_minor_lock);
2305
2306         return md;
2307 }
2308 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_get_md);
2309
2310 void *dm_get_mdptr(struct mapped_device *md)
2311 {
2312         return md->interface_ptr;
2313 }
2314
2315 void dm_set_mdptr(struct mapped_device *md, void *ptr)
2316 {
2317         md->interface_ptr = ptr;
2318 }
2319
2320 void dm_get(struct mapped_device *md)
2321 {
2322         atomic_inc(&md->holders);
2323         BUG_ON(test_bit(DMF_FREEING, &md->flags));
2324 }
2325
2326 int dm_hold(struct mapped_device *md)
2327 {
2328         spin_lock(&_minor_lock);
2329         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags)) {
2330                 spin_unlock(&_minor_lock);
2331                 return -EBUSY;
2332         }
2333         dm_get(md);
2334         spin_unlock(&_minor_lock);
2335         return 0;
2336 }
2337 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_hold);
2338
2339 const char *dm_device_name(struct mapped_device *md)
2340 {
2341         return md->name;
2342 }
2343 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_device_name);
2344
2345 static void __dm_destroy(struct mapped_device *md, bool wait)
2346 {
2347         struct dm_table *map;
2348         int srcu_idx;
2349
2350         might_sleep();
2351
2352         spin_lock(&_minor_lock);
2353         idr_replace(&_minor_idr, MINOR_ALLOCED, MINOR(disk_devt(dm_disk(md))));
2354         set_bit(DMF_FREEING, &md->flags);
2355         spin_unlock(&_minor_lock);
2356
2357         blk_set_queue_dying(md->queue);
2358
2359         /*
2360          * Take suspend_lock so that presuspend and postsuspend methods
2361          * do not race with internal suspend.
2362          */
2363         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2364         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2365         if (!dm_suspended_md(md)) {
2366                 dm_table_presuspend_targets(map);
2367                 dm_table_postsuspend_targets(map);
2368         }
2369         /* dm_put_live_table must be before msleep, otherwise deadlock is possible */
2370         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2371         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2372
2373         /*
2374          * Rare, but there may be I/O requests still going to complete,
2375          * for example.  Wait for all references to disappear.
2376          * No one should increment the reference count of the mapped_device,
2377          * after the mapped_device state becomes DMF_FREEING.
2378          */
2379         if (wait)
2380                 while (atomic_read(&md->holders))
2381                         msleep(1);
2382         else if (atomic_read(&md->holders))
2383                 DMWARN("%s: Forcibly removing mapped_device still in use! (%d users)",
2384                        dm_device_name(md), atomic_read(&md->holders));
2385
2386         dm_sysfs_exit(md);
2387         dm_table_destroy(__unbind(md));
2388         free_dev(md);
2389 }
2390
2391 void dm_destroy(struct mapped_device *md)
2392 {
2393         __dm_destroy(md, true);
2394 }
2395
2396 void dm_destroy_immediate(struct mapped_device *md)
2397 {
2398         __dm_destroy(md, false);
2399 }
2400
2401 void dm_put(struct mapped_device *md)
2402 {
2403         atomic_dec(&md->holders);
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_put);
2406
2407 static int dm_wait_for_completion(struct mapped_device *md, long task_state)
2408 {
2409         int r = 0;
2410         DEFINE_WAIT(wait);
2411
2412         while (1) {
2413                 prepare_to_wait(&md->wait, &wait, task_state);
2414
2415                 if (!md_in_flight(md))
2416                         break;
2417
2418                 if (signal_pending_state(task_state, current)) {
2419                         r = -EINTR;
2420                         break;
2421                 }
2422
2423                 io_schedule();
2424         }
2425         finish_wait(&md->wait, &wait);
2426
2427         return r;
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Process the deferred bios
2432  */
2433 static void dm_wq_work(struct work_struct *work)
2434 {
2435         struct mapped_device *md = container_of(work, struct mapped_device,
2436                                                 work);
2437         struct bio *c;
2438         int srcu_idx;
2439         struct dm_table *map;
2440
2441         map = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
2442
2443         while (!test_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags)) {
2444                 spin_lock_irq(&md->deferred_lock);
2445                 c = bio_list_pop(&md->deferred);
2446                 spin_unlock_irq(&md->deferred_lock);
2447
2448                 if (!c)
2449                         break;
2450
2451                 if (dm_request_based(md))
2452                         (void) generic_make_request(c);
2453                 else
2454                         (void) dm_process_bio(md, map, c);
2455         }
2456
2457         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
2458 }
2459
2460 static void dm_queue_flush(struct mapped_device *md)
2461 {
2462         clear_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2463         smp_mb__after_atomic();
2464         queue_work(md->wq, &md->work);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Swap in a new table, returning the old one for the caller to destroy.
2469  */
2470 struct dm_table *dm_swap_table(struct mapped_device *md, struct dm_table *table)
2471 {
2472         struct dm_table *live_map = NULL, *map = ERR_PTR(-EINVAL);
2473         struct queue_limits limits;
2474         int r;
2475
2476         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2477
2478         /* device must be suspended */
2479         if (!dm_suspended_md(md))
2480                 goto out;
2481
2482         /*
2483          * If the new table has no data devices, retain the existing limits.
2484          * This helps multipath with queue_if_no_path if all paths disappear,
2485          * then new I/O is queued based on these limits, and then some paths
2486          * reappear.
2487          */
2488         if (dm_table_has_no_data_devices(table)) {
2489                 live_map = dm_get_live_table_fast(md);
2490                 if (live_map)
2491                         limits = md->queue->limits;
2492                 dm_put_live_table_fast(md);
2493         }
2494
2495         if (!live_map) {
2496                 r = dm_calculate_queue_limits(table, &limits);
2497                 if (r) {
2498                         map = ERR_PTR(r);
2499                         goto out;
2500                 }
2501         }
2502
2503         map = __bind(md, table, &limits);
2504         dm_issue_global_event();
2505
2506 out:
2507         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2508         return map;
2509 }
2510
2511 /*
2512  * Functions to lock and unlock any filesystem running on the
2513  * device.
2514  */
2515 static int lock_fs(struct mapped_device *md)
2516 {
2517         int r;
2518
2519         WARN_ON(md->frozen_sb);
2520
2521         md->frozen_sb = freeze_bdev(md->bdev);
2522         if (IS_ERR(md->frozen_sb)) {
2523                 r = PTR_ERR(md->frozen_sb);
2524                 md->frozen_sb = NULL;
2525                 return r;
2526         }
2527
2528         set_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2529
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 static void unlock_fs(struct mapped_device *md)
2534 {
2535         if (!test_bit(DMF_FROZEN, &md->flags))
2536                 return;
2537
2538         thaw_bdev(md->bdev, md->frozen_sb);
2539         md->frozen_sb = NULL;
2540         clear_bit(DMF_FROZEN, &md->flags);
2541 }
2542
2543 /*
2544  * @suspend_flags: DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG and/or DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG
2545  * @task_state: e.g. TASK_INTERRUPTIBLE or TASK_UNINTERRUPTIBLE
2546  * @dmf_suspended_flag: DMF_SUSPENDED or DMF_SUSPENDED_INTERNALLY
2547  *
2548  * If __dm_suspend returns 0, the device is completely quiescent
2549  * now. There is no request-processing activity. All new requests
2550  * are being added to md->deferred list.
2551  */
2552 static int __dm_suspend(struct mapped_device *md, struct dm_table *map,
2553                         unsigned suspend_flags, long task_state,
2554                         int dmf_suspended_flag)
2555 {
2556         bool do_lockfs = suspend_flags & DM_SUSPEND_LOCKFS_FLAG;
2557         bool noflush = suspend_flags & DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG;
2558         int r;
2559
2560         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2561
2562         /*
2563          * DMF_NOFLUSH_SUSPENDING must be set before presuspend.
2564          * This flag is cleared before dm_suspend returns.
2565          */
2566         if (noflush)
2567                 set_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2568         else
2569                 pr_debug("%s: suspending with flush\n", dm_device_name(md));
2570
2571         /*
2572          * This gets reverted if there's an error later and the targets
2573          * provide the .presuspend_undo hook.
2574          */
2575         dm_table_presuspend_targets(map);
2576
2577         /*
2578          * Flush I/O to the device.
2579          * Any I/O submitted after lock_fs() may not be flushed.
2580          * noflush takes precedence over do_lockfs.
2581          * (lock_fs() flushes I/Os and waits for them to complete.)
2582          */
2583         if (!noflush && do_lockfs) {
2584                 r = lock_fs(md);
2585                 if (r) {
2586                         dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2587                         return r;
2588                 }
2589         }
2590
2591         /*
2592          * Here we must make sure that no processes are submitting requests
2593          * to target drivers i.e. no one may be executing
2594          * __split_and_process_bio. This is called from dm_request and
2595          * dm_wq_work.
2596          *
2597          * To get all processes out of __split_and_process_bio in dm_request,
2598          * we take the write lock. To prevent any process from reentering
2599          * __split_and_process_bio from dm_request and quiesce the thread
2600          * (dm_wq_work), we set BMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND and call
2601          * flush_workqueue(md->wq).
2602          */
2603         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2604         if (map)
2605                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2606
2607         /*
2608          * Stop md->queue before flushing md->wq in case request-based
2609          * dm defers requests to md->wq from md->queue.
2610          */
2611         if (dm_request_based(md))
2612                 dm_stop_queue(md->queue);
2613
2614         flush_workqueue(md->wq);
2615
2616         /*
2617          * At this point no more requests are entering target request routines.
2618          * We call dm_wait_for_completion to wait for all existing requests
2619          * to finish.
2620          */
2621         r = dm_wait_for_completion(md, task_state);
2622         if (!r)
2623                 set_bit(dmf_suspended_flag, &md->flags);
2624
2625         if (noflush)
2626                 clear_bit(DMF_NOFLUSH_SUSPENDING, &md->flags);
2627         if (map)
2628                 synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2629
2630         /* were we interrupted ? */
2631         if (r < 0) {
2632                 dm_queue_flush(md);
2633
2634                 if (dm_request_based(md))
2635                         dm_start_queue(md->queue);
2636
2637                 unlock_fs(md);
2638                 dm_table_presuspend_undo_targets(map);
2639                 /* pushback list is already flushed, so skip flush */
2640         }
2641
2642         return r;
2643 }
2644
2645 /*
2646  * We need to be able to change a mapping table under a mounted
2647  * filesystem.  For example we might want to move some data in
2648  * the background.  Before the table can be swapped with
2649  * dm_bind_table, dm_suspend must be called to flush any in
2650  * flight bios and ensure that any further io gets deferred.
2651  */
2652 /*
2653  * Suspend mechanism in request-based dm.
2654  *
2655  * 1. Flush all I/Os by lock_fs() if needed.
2656  * 2. Stop dispatching any I/O by stopping the request_queue.
2657  * 3. Wait for all in-flight I/Os to be completed or requeued.
2658  *
2659  * To abort suspend, start the request_queue.
2660  */
2661 int dm_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2662 {
2663         struct dm_table *map = NULL;
2664         int r = 0;
2665
2666 retry:
2667         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2668
2669         if (dm_suspended_md(md)) {
2670                 r = -EINVAL;
2671                 goto out_unlock;
2672         }
2673
2674         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2675                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2676                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2677                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2678                 if (r)
2679                         return r;
2680                 goto retry;
2681         }
2682
2683         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2684
2685         r = __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_INTERRUPTIBLE, DMF_SUSPENDED);
2686         if (r)
2687                 goto out_unlock;
2688
2689         dm_table_postsuspend_targets(map);
2690
2691 out_unlock:
2692         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2693         return r;
2694 }
2695
2696 static int __dm_resume(struct mapped_device *md, struct dm_table *map)
2697 {
2698         if (map) {
2699                 int r = dm_table_resume_targets(map);
2700                 if (r)
2701                         return r;
2702         }
2703
2704         dm_queue_flush(md);
2705
2706         /*
2707          * Flushing deferred I/Os must be done after targets are resumed
2708          * so that mapping of targets can work correctly.
2709          * Request-based dm is queueing the deferred I/Os in its request_queue.
2710          */
2711         if (dm_request_based(md))
2712                 dm_start_queue(md->queue);
2713
2714         unlock_fs(md);
2715
2716         return 0;
2717 }
2718
2719 int dm_resume(struct mapped_device *md)
2720 {
2721         int r;
2722         struct dm_table *map = NULL;
2723
2724 retry:
2725         r = -EINVAL;
2726         mutex_lock_nested(&md->suspend_lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2727
2728         if (!dm_suspended_md(md))
2729                 goto out;
2730
2731         if (dm_suspended_internally_md(md)) {
2732                 /* already internally suspended, wait for internal resume */
2733                 mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2734                 r = wait_on_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, TASK_INTERRUPTIBLE);
2735                 if (r)
2736                         return r;
2737                 goto retry;
2738         }
2739
2740         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2741         if (!map || !dm_table_get_size(map))
2742                 goto out;
2743
2744         r = __dm_resume(md, map);
2745         if (r)
2746                 goto out;
2747
2748         clear_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2749 out:
2750         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2751
2752         return r;
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Internal suspend/resume works like userspace-driven suspend. It waits
2757  * until all bios finish and prevents issuing new bios to the target drivers.
2758  * It may be used only from the kernel.
2759  */
2760
2761 static void __dm_internal_suspend(struct mapped_device *md, unsigned suspend_flags)
2762 {
2763         struct dm_table *map = NULL;
2764
2765         lockdep_assert_held(&md->suspend_lock);
2766
2767         if (md->internal_suspend_count++)
2768                 return; /* nested internal suspend */
2769
2770         if (dm_suspended_md(md)) {
2771                 set_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2772                 return; /* nest suspend */
2773         }
2774
2775         map = rcu_dereference_protected(md->map, lockdep_is_held(&md->suspend_lock));
2776
2777         /*
2778          * Using TASK_UNINTERRUPTIBLE because only NOFLUSH internal suspend is
2779          * supported.  Properly supporting a TASK_INTERRUPTIBLE internal suspend
2780          * would require changing .presuspend to return an error -- avoid this
2781          * until there is a need for more elaborate variants of internal suspend.
2782          */
2783         (void) __dm_suspend(md, map, suspend_flags, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
2784                             DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2785
2786         dm_table_postsuspend_targets(map);
2787 }
2788
2789 static void __dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2790 {
2791         BUG_ON(!md->internal_suspend_count);
2792
2793         if (--md->internal_suspend_count)
2794                 return; /* resume from nested internal suspend */
2795
2796         if (dm_suspended_md(md))
2797                 goto done; /* resume from nested suspend */
2798
2799         /*
2800          * NOTE: existing callers don't need to call dm_table_resume_targets
2801          * (which may fail -- so best to avoid it for now by passing NULL map)
2802          */
2803         (void) __dm_resume(md, NULL);
2804
2805 done:
2806         clear_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2807         smp_mb__after_atomic();
2808         wake_up_bit(&md->flags, DMF_SUSPENDED_INTERNALLY);
2809 }
2810
2811 void dm_internal_suspend_noflush(struct mapped_device *md)
2812 {
2813         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2814         __dm_internal_suspend(md, DM_SUSPEND_NOFLUSH_FLAG);
2815         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2816 }
2817 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_noflush);
2818
2819 void dm_internal_resume(struct mapped_device *md)
2820 {
2821         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2822         __dm_internal_resume(md);
2823         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2824 }
2825 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume);
2826
2827 /*
2828  * Fast variants of internal suspend/resume hold md->suspend_lock,
2829  * which prevents interaction with userspace-driven suspend.
2830  */
2831
2832 void dm_internal_suspend_fast(struct mapped_device *md)
2833 {
2834         mutex_lock(&md->suspend_lock);
2835         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2836                 return;
2837
2838         set_bit(DMF_BLOCK_IO_FOR_SUSPEND, &md->flags);
2839         synchronize_srcu(&md->io_barrier);
2840         flush_workqueue(md->wq);
2841         dm_wait_for_completion(md, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2842 }
2843 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_suspend_fast);
2844
2845 void dm_internal_resume_fast(struct mapped_device *md)
2846 {
2847         if (dm_suspended_md(md) || dm_suspended_internally_md(md))
2848                 goto done;
2849
2850         dm_queue_flush(md);
2851
2852 done:
2853         mutex_unlock(&md->suspend_lock);
2854 }
2855 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_internal_resume_fast);
2856
2857 /*-----------------------------------------------------------------
2858  * Event notification.
2859  *---------------------------------------------------------------*/
2860 int dm_kobject_uevent(struct mapped_device *md, enum kobject_action action,
2861                        unsigned cookie)
2862 {
2863         char udev_cookie[DM_COOKIE_LENGTH];
2864         char *envp[] = { udev_cookie, NULL };
2865
2866         if (!cookie)
2867                 return kobject_uevent(&disk_to_dev(md->disk)->kobj, action);
2868         else {
2869                 snprintf(udev_cookie, DM_COOKIE_LENGTH, "%s=%u",
2870                          DM_COOKIE_ENV_VAR_NAME, cookie);
2871                 return kobject_uevent_env(&disk_to_dev(md->disk)->kobj,
2872                                           action, envp);
2873         }
2874 }
2875
2876 uint32_t dm_next_uevent_seq(struct mapped_device *md)
2877 {
2878         return atomic_add_return(1, &md->uevent_seq);
2879 }
2880
2881 uint32_t dm_get_event_nr(struct mapped_device *md)
2882 {
2883         return atomic_read(&md->event_nr);
2884 }
2885
2886 int dm_wait_event(struct mapped_device *md, int event_nr)
2887 {
2888         return wait_event_interruptible(md->eventq,
2889                         (event_nr != atomic_read(&md->event_nr)));
2890 }
2891
2892 void dm_uevent_add(struct mapped_device *md, struct list_head *elist)
2893 {
2894         unsigned long flags;
2895
2896         spin_lock_irqsave(&md->uevent_lock, flags);
2897         list_add(elist, &md->uevent_list);
2898         spin_unlock_irqrestore(&md->uevent_lock, flags);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * The gendisk is only valid as long as you have a reference
2903  * count on 'md'.
2904  */
2905 struct gendisk *dm_disk(struct mapped_device *md)
2906 {
2907         return md->disk;
2908 }
2909 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_disk);
2910
2911 struct kobject *dm_kobject(struct mapped_device *md)
2912 {
2913         return &md->kobj_holder.kobj;
2914 }
2915
2916 struct mapped_device *dm_get_from_kobject(struct kobject *kobj)
2917 {
2918         struct mapped_device *md;
2919
2920         md = container_of(kobj, struct mapped_device, kobj_holder.kobj);
2921
2922         spin_lock(&_minor_lock);
2923         if (test_bit(DMF_FREEING, &md->flags) || dm_deleting_md(md)) {
2924                 md = NULL;
2925                 goto out;
2926         }
2927         dm_get(md);
2928 out:
2929         spin_unlock(&_minor_lock);
2930
2931         return md;
2932 }
2933
2934 int dm_suspended_md(struct mapped_device *md)
2935 {
2936         return test_bit(DMF_SUSPENDED, &md->flags);
2937 }
2938
2939 int dm_suspended_internally_md(struct mapped_device *md)
2940 {
2941         return test_bit(DMF_SUSPENDED_INTERNALLY, &md->flags);
2942 }
2943
2944 int dm_test_deferred_remove_flag(struct mapped_device *md)
2945 {
2946         return test_bit(DMF_DEFERRED_REMOVE, &md->flags);
2947 }
2948
2949 int dm_suspended(struct dm_target *ti)
2950 {
2951         return dm_suspended_md(dm_table_get_md(ti->table));
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_suspended);
2954
2955 int dm_noflush_suspending(struct dm_target *ti)
2956 {
2957         return __noflush_suspending(dm_table_get_md(ti->table));
2958 }
2959 EXPORT_SYMBOL_GPL(dm_noflush_suspending);
2960
2961 struct dm_md_mempools *dm_alloc_md_mempools(struct mapped_device *md, enum dm_queue_mode type,
2962                                             unsigned integrity, unsigned per_io_data_size,
2963                                             unsigned min_pool_size)
2964 {
2965         struct dm_md_mempools *pools = kzalloc_node(sizeof(*pools), GFP_KERNEL, md->numa_node_id);
2966         unsigned int pool_size = 0;
2967         unsigned int front_pad, io_front_pad;
2968         int ret;
2969
2970         if (!pools)
2971                 return NULL;
2972
2973         switch (type) {
2974         case DM_TYPE_BIO_BASED:
2975         case DM_TYPE_DAX_BIO_BASED:
2976         case DM_TYPE_NVME_BIO_BASED:
2977                 pool_size = max(dm_get_reserved_bio_based_ios(), min_pool_size);
2978                 front_pad = roundup(per_io_data_size, __alignof__(struct dm_target_io)) + offsetof(struct dm_target_io, clone);
2979                 io_front_pad = roundup(front_pad,  __alignof__(struct dm_io)) + offsetof(struct dm_io, tio);
2980                 ret = bioset_init(&pools->io_bs, pool_size, io_front_pad, 0);
2981                 if (ret)
2982                         goto out;
2983                 if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->io_bs, pool_size))
2984                         goto out;
2985                 break;
2986         case DM_TYPE_REQUEST_BASED:
2987                 pool_size = max(dm_get_reserved_rq_based_ios(), min_pool_size);
2988                 front_pad = offsetof(struct dm_rq_clone_bio_info, clone);
2989                 /* per_io_data_size is used for blk-mq pdu at queue allocation */
2990                 break;
2991         default:
2992                 BUG();
2993         }
2994
2995         ret = bioset_init(&pools->bs, pool_size, front_pad, 0);
2996         if (ret)
2997                 goto out;
2998
2999         if (integrity && bioset_integrity_create(&pools->bs, pool_size))
3000                 goto out;
3001
3002         return pools;
3003
3004 out:
3005         dm_free_md_mempools(pools);
3006
3007         return NULL;
3008 }
3009
3010 void dm_free_md_mempools(struct dm_md_mempools *pools)
3011 {
3012         if (!pools)
3013                 return;
3014
3015         bioset_exit(&pools->bs);
3016         bioset_exit(&pools->io_bs);
3017
3018         kfree(pools);
3019 }
3020
3021 struct dm_pr {
3022         u64     old_key;
3023         u64     new_key;
3024         u32     flags;
3025         bool    fail_early;
3026 };
3027
3028 static int dm_call_pr(struct block_device *bdev, iterate_devices_callout_fn fn,
3029                       void *data)
3030 {
3031         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3032         struct dm_table *table;
3033         struct dm_target *ti;
3034         int ret = -ENOTTY, srcu_idx;
3035
3036         table = dm_get_live_table(md, &srcu_idx);
3037         if (!table || !dm_table_get_size(table))
3038                 goto out;
3039
3040         /* We only support devices that have a single target */
3041         if (dm_table_get_num_targets(table) != 1)
3042                 goto out;
3043         ti = dm_table_get_target(table, 0);
3044
3045         ret = -EINVAL;
3046         if (!ti->type->iterate_devices)
3047                 goto out;
3048
3049         ret = ti->type->iterate_devices(ti, fn, data);
3050 out:
3051         dm_put_live_table(md, srcu_idx);
3052         return ret;
3053 }
3054
3055 /*
3056  * For register / unregister we need to manually call out to every path.
3057  */
3058 static int __dm_pr_register(struct dm_target *ti, struct dm_dev *dev,
3059                             sector_t start, sector_t len, void *data)
3060 {
3061         struct dm_pr *pr = data;
3062         const struct pr_ops *ops = dev->bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3063
3064         if (!ops || !ops->pr_register)
3065                 return -EOPNOTSUPP;
3066         return ops->pr_register(dev->bdev, pr->old_key, pr->new_key, pr->flags);
3067 }
3068
3069 static int dm_pr_register(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3070                           u32 flags)
3071 {
3072         struct dm_pr pr = {
3073                 .old_key        = old_key,
3074                 .new_key        = new_key,
3075                 .flags          = flags,
3076                 .fail_early     = true,
3077         };
3078         int ret;
3079
3080         ret = dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3081         if (ret && new_key) {
3082                 /* unregister all paths if we failed to register any path */
3083                 pr.old_key = new_key;
3084                 pr.new_key = 0;
3085                 pr.flags = 0;
3086                 pr.fail_early = false;
3087                 dm_call_pr(bdev, __dm_pr_register, &pr);
3088         }
3089
3090         return ret;
3091 }
3092
3093 static int dm_pr_reserve(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type,
3094                          u32 flags)
3095 {
3096         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3097         const struct pr_ops *ops;
3098         int r, srcu_idx;
3099
3100         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3101         if (r < 0)
3102                 goto out;
3103
3104         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3105         if (ops && ops->pr_reserve)
3106                 r = ops->pr_reserve(bdev, key, type, flags);
3107         else
3108                 r = -EOPNOTSUPP;
3109 out:
3110         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3111         return r;
3112 }
3113
3114 static int dm_pr_release(struct block_device *bdev, u64 key, enum pr_type type)
3115 {
3116         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3117         const struct pr_ops *ops;
3118         int r, srcu_idx;
3119
3120         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3121         if (r < 0)
3122                 goto out;
3123
3124         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3125         if (ops && ops->pr_release)
3126                 r = ops->pr_release(bdev, key, type);
3127         else
3128                 r = -EOPNOTSUPP;
3129 out:
3130         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3131         return r;
3132 }
3133
3134 static int dm_pr_preempt(struct block_device *bdev, u64 old_key, u64 new_key,
3135                          enum pr_type type, bool abort)
3136 {
3137         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3138         const struct pr_ops *ops;
3139         int r, srcu_idx;
3140
3141         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3142         if (r < 0)
3143                 goto out;
3144
3145         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3146         if (ops && ops->pr_preempt)
3147                 r = ops->pr_preempt(bdev, old_key, new_key, type, abort);
3148         else
3149                 r = -EOPNOTSUPP;
3150 out:
3151         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3152         return r;
3153 }
3154
3155 static int dm_pr_clear(struct block_device *bdev, u64 key)
3156 {
3157         struct mapped_device *md = bdev->bd_disk->private_data;
3158         const struct pr_ops *ops;
3159         int r, srcu_idx;
3160
3161         r = dm_prepare_ioctl(md, &srcu_idx, &bdev);
3162         if (r < 0)
3163                 goto out;
3164
3165         ops = bdev->bd_disk->fops->pr_ops;
3166         if (ops && ops->pr_clear)
3167                 r = ops->pr_clear(bdev, key);
3168         else
3169                 r = -EOPNOTSUPP;
3170 out:
3171         dm_unprepare_ioctl(md, srcu_idx);
3172         return r;
3173 }
3174
3175 static const struct pr_ops dm_pr_ops = {
3176         .pr_register    = dm_pr_register,
3177         .pr_reserve     = dm_pr_reserve,
3178         .pr_release     = dm_pr_release,
3179         .pr_preempt     = dm_pr_preempt,
3180         .pr_clear       = dm_pr_clear,
3181 };
3182
3183 static const struct block_device_operations dm_blk_dops = {
3184         .open = dm_blk_open,
3185         .release = dm_blk_close,
3186         .ioctl = dm_blk_ioctl,
3187         .getgeo = dm_blk_getgeo,
3188         .report_zones = dm_blk_report_zones,
3189         .pr_ops = &dm_pr_ops,
3190         .owner = THIS_MODULE
3191 };
3192
3193 static const struct dax_operations dm_dax_ops = {
3194         .direct_access = dm_dax_direct_access,
3195         .copy_from_iter = dm_dax_copy_from_iter,
3196         .copy_to_iter = dm_dax_copy_to_iter,
3197 };
3198
3199 /*
3200  * module hooks
3201  */
3202 module_init(dm_init);
3203 module_exit(dm_exit);
3204
3205 module_param(major, uint, 0);
3206 MODULE_PARM_DESC(major, "The major number of the device mapper");
3207
3208 module_param(reserved_bio_based_ios, uint, S_IRUGO | S_IWUSR);
3209 MODULE_PARM_DESC(reserved_bio_based_ios, "Reserved IOs in bio-based mempools");
3210
3211 module_param(dm_numa_node, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
3212 MODULE_PARM_DESC(dm_numa_node, "NUMA node for DM device memory allocations");
3213
3214 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " driver");
3215 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@redhat.com>");
3216 MODULE_LICENSE("GPL");