]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/md/dm-snap.c
dm snapshot: permit invalid activation
[karo-tx-linux.git] / drivers / md / dm-snap.c
1 /*
2  * dm-snapshot.c
3  *
4  * Copyright (C) 2001-2002 Sistina Software (UK) Limited.
5  *
6  * This file is released under the GPL.
7  */
8
9 #include <linux/blkdev.h>
10 #include <linux/ctype.h>
11 #include <linux/device-mapper.h>
12 #include <linux/fs.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/kdev_t.h>
15 #include <linux/list.h>
16 #include <linux/mempool.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/vmalloc.h>
20
21 #include "dm-snap.h"
22 #include "dm-bio-list.h"
23 #include "kcopyd.h"
24
25 #define DM_MSG_PREFIX "snapshots"
26
27 /*
28  * The percentage increment we will wake up users at
29  */
30 #define WAKE_UP_PERCENT 5
31
32 /*
33  * kcopyd priority of snapshot operations
34  */
35 #define SNAPSHOT_COPY_PRIORITY 2
36
37 /*
38  * Each snapshot reserves this many pages for io
39  */
40 #define SNAPSHOT_PAGES 256
41
42 static struct workqueue_struct *ksnapd;
43 static void flush_queued_bios(struct work_struct *work);
44
45 struct pending_exception {
46         struct exception e;
47
48         /*
49          * Origin buffers waiting for this to complete are held
50          * in a bio list
51          */
52         struct bio_list origin_bios;
53         struct bio_list snapshot_bios;
54
55         /*
56          * Short-term queue of pending exceptions prior to submission.
57          */
58         struct list_head list;
59
60         /*
61          * The primary pending_exception is the one that holds
62          * the ref_count and the list of origin_bios for a
63          * group of pending_exceptions.  It is always last to get freed.
64          * These fields get set up when writing to the origin.
65          */
66         struct pending_exception *primary_pe;
67
68         /*
69          * Number of pending_exceptions processing this chunk.
70          * When this drops to zero we must complete the origin bios.
71          * If incrementing or decrementing this, hold pe->snap->lock for
72          * the sibling concerned and not pe->primary_pe->snap->lock unless
73          * they are the same.
74          */
75         atomic_t ref_count;
76
77         /* Pointer back to snapshot context */
78         struct dm_snapshot *snap;
79
80         /*
81          * 1 indicates the exception has already been sent to
82          * kcopyd.
83          */
84         int started;
85 };
86
87 /*
88  * Hash table mapping origin volumes to lists of snapshots and
89  * a lock to protect it
90  */
91 static struct kmem_cache *exception_cache;
92 static struct kmem_cache *pending_cache;
93 static mempool_t *pending_pool;
94
95 /*
96  * One of these per registered origin, held in the snapshot_origins hash
97  */
98 struct origin {
99         /* The origin device */
100         struct block_device *bdev;
101
102         struct list_head hash_list;
103
104         /* List of snapshots for this origin */
105         struct list_head snapshots;
106 };
107
108 /*
109  * Size of the hash table for origin volumes. If we make this
110  * the size of the minors list then it should be nearly perfect
111  */
112 #define ORIGIN_HASH_SIZE 256
113 #define ORIGIN_MASK      0xFF
114 static struct list_head *_origins;
115 static struct rw_semaphore _origins_lock;
116
117 static int init_origin_hash(void)
118 {
119         int i;
120
121         _origins = kmalloc(ORIGIN_HASH_SIZE * sizeof(struct list_head),
122                            GFP_KERNEL);
123         if (!_origins) {
124                 DMERR("unable to allocate memory");
125                 return -ENOMEM;
126         }
127
128         for (i = 0; i < ORIGIN_HASH_SIZE; i++)
129                 INIT_LIST_HEAD(_origins + i);
130         init_rwsem(&_origins_lock);
131
132         return 0;
133 }
134
135 static void exit_origin_hash(void)
136 {
137         kfree(_origins);
138 }
139
140 static inline unsigned int origin_hash(struct block_device *bdev)
141 {
142         return bdev->bd_dev & ORIGIN_MASK;
143 }
144
145 static struct origin *__lookup_origin(struct block_device *origin)
146 {
147         struct list_head *ol;
148         struct origin *o;
149
150         ol = &_origins[origin_hash(origin)];
151         list_for_each_entry (o, ol, hash_list)
152                 if (bdev_equal(o->bdev, origin))
153                         return o;
154
155         return NULL;
156 }
157
158 static void __insert_origin(struct origin *o)
159 {
160         struct list_head *sl = &_origins[origin_hash(o->bdev)];
161         list_add_tail(&o->hash_list, sl);
162 }
163
164 /*
165  * Make a note of the snapshot and its origin so we can look it
166  * up when the origin has a write on it.
167  */
168 static int register_snapshot(struct dm_snapshot *snap)
169 {
170         struct origin *o;
171         struct block_device *bdev = snap->origin->bdev;
172
173         down_write(&_origins_lock);
174         o = __lookup_origin(bdev);
175
176         if (!o) {
177                 /* New origin */
178                 o = kmalloc(sizeof(*o), GFP_KERNEL);
179                 if (!o) {
180                         up_write(&_origins_lock);
181                         return -ENOMEM;
182                 }
183
184                 /* Initialise the struct */
185                 INIT_LIST_HEAD(&o->snapshots);
186                 o->bdev = bdev;
187
188                 __insert_origin(o);
189         }
190
191         list_add_tail(&snap->list, &o->snapshots);
192
193         up_write(&_origins_lock);
194         return 0;
195 }
196
197 static void unregister_snapshot(struct dm_snapshot *s)
198 {
199         struct origin *o;
200
201         down_write(&_origins_lock);
202         o = __lookup_origin(s->origin->bdev);
203
204         list_del(&s->list);
205         if (list_empty(&o->snapshots)) {
206                 list_del(&o->hash_list);
207                 kfree(o);
208         }
209
210         up_write(&_origins_lock);
211 }
212
213 /*
214  * Implementation of the exception hash tables.
215  */
216 static int init_exception_table(struct exception_table *et, uint32_t size)
217 {
218         unsigned int i;
219
220         et->hash_mask = size - 1;
221         et->table = dm_vcalloc(size, sizeof(struct list_head));
222         if (!et->table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         for (i = 0; i < size; i++)
226                 INIT_LIST_HEAD(et->table + i);
227
228         return 0;
229 }
230
231 static void exit_exception_table(struct exception_table *et, struct kmem_cache *mem)
232 {
233         struct list_head *slot;
234         struct exception *ex, *next;
235         int i, size;
236
237         size = et->hash_mask + 1;
238         for (i = 0; i < size; i++) {
239                 slot = et->table + i;
240
241                 list_for_each_entry_safe (ex, next, slot, hash_list)
242                         kmem_cache_free(mem, ex);
243         }
244
245         vfree(et->table);
246 }
247
248 static inline uint32_t exception_hash(struct exception_table *et, chunk_t chunk)
249 {
250         return chunk & et->hash_mask;
251 }
252
253 static void insert_exception(struct exception_table *eh, struct exception *e)
254 {
255         struct list_head *l = &eh->table[exception_hash(eh, e->old_chunk)];
256         list_add(&e->hash_list, l);
257 }
258
259 static inline void remove_exception(struct exception *e)
260 {
261         list_del(&e->hash_list);
262 }
263
264 /*
265  * Return the exception data for a sector, or NULL if not
266  * remapped.
267  */
268 static struct exception *lookup_exception(struct exception_table *et,
269                                           chunk_t chunk)
270 {
271         struct list_head *slot;
272         struct exception *e;
273
274         slot = &et->table[exception_hash(et, chunk)];
275         list_for_each_entry (e, slot, hash_list)
276                 if (e->old_chunk == chunk)
277                         return e;
278
279         return NULL;
280 }
281
282 static inline struct exception *alloc_exception(void)
283 {
284         struct exception *e;
285
286         e = kmem_cache_alloc(exception_cache, GFP_NOIO);
287         if (!e)
288                 e = kmem_cache_alloc(exception_cache, GFP_ATOMIC);
289
290         return e;
291 }
292
293 static inline void free_exception(struct exception *e)
294 {
295         kmem_cache_free(exception_cache, e);
296 }
297
298 static inline struct pending_exception *alloc_pending_exception(void)
299 {
300         return mempool_alloc(pending_pool, GFP_NOIO);
301 }
302
303 static inline void free_pending_exception(struct pending_exception *pe)
304 {
305         mempool_free(pe, pending_pool);
306 }
307
308 int dm_add_exception(struct dm_snapshot *s, chunk_t old, chunk_t new)
309 {
310         struct exception *e;
311
312         e = alloc_exception();
313         if (!e)
314                 return -ENOMEM;
315
316         e->old_chunk = old;
317         e->new_chunk = new;
318         insert_exception(&s->complete, e);
319         return 0;
320 }
321
322 /*
323  * Hard coded magic.
324  */
325 static int calc_max_buckets(void)
326 {
327         /* use a fixed size of 2MB */
328         unsigned long mem = 2 * 1024 * 1024;
329         mem /= sizeof(struct list_head);
330
331         return mem;
332 }
333
334 /*
335  * Rounds a number down to a power of 2.
336  */
337 static inline uint32_t round_down(uint32_t n)
338 {
339         while (n & (n - 1))
340                 n &= (n - 1);
341         return n;
342 }
343
344 /*
345  * Allocate room for a suitable hash table.
346  */
347 static int init_hash_tables(struct dm_snapshot *s)
348 {
349         sector_t hash_size, cow_dev_size, origin_dev_size, max_buckets;
350
351         /*
352          * Calculate based on the size of the original volume or
353          * the COW volume...
354          */
355         cow_dev_size = get_dev_size(s->cow->bdev);
356         origin_dev_size = get_dev_size(s->origin->bdev);
357         max_buckets = calc_max_buckets();
358
359         hash_size = min(origin_dev_size, cow_dev_size) >> s->chunk_shift;
360         hash_size = min(hash_size, max_buckets);
361
362         /* Round it down to a power of 2 */
363         hash_size = round_down(hash_size);
364         if (init_exception_table(&s->complete, hash_size))
365                 return -ENOMEM;
366
367         /*
368          * Allocate hash table for in-flight exceptions
369          * Make this smaller than the real hash table
370          */
371         hash_size >>= 3;
372         if (hash_size < 64)
373                 hash_size = 64;
374
375         if (init_exception_table(&s->pending, hash_size)) {
376                 exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
377                 return -ENOMEM;
378         }
379
380         return 0;
381 }
382
383 /*
384  * Round a number up to the nearest 'size' boundary.  size must
385  * be a power of 2.
386  */
387 static inline ulong round_up(ulong n, ulong size)
388 {
389         size--;
390         return (n + size) & ~size;
391 }
392
393 static int set_chunk_size(struct dm_snapshot *s, const char *chunk_size_arg,
394                           char **error)
395 {
396         unsigned long chunk_size;
397         char *value;
398
399         chunk_size = simple_strtoul(chunk_size_arg, &value, 10);
400         if (*chunk_size_arg == '\0' || *value != '\0') {
401                 *error = "Invalid chunk size";
402                 return -EINVAL;
403         }
404
405         if (!chunk_size) {
406                 s->chunk_size = s->chunk_mask = s->chunk_shift = 0;
407                 return 0;
408         }
409
410         /*
411          * Chunk size must be multiple of page size.  Silently
412          * round up if it's not.
413          */
414         chunk_size = round_up(chunk_size, PAGE_SIZE >> 9);
415
416         /* Check chunk_size is a power of 2 */
417         if (chunk_size & (chunk_size - 1)) {
418                 *error = "Chunk size is not a power of 2";
419                 return -EINVAL;
420         }
421
422         /* Validate the chunk size against the device block size */
423         if (chunk_size % (bdev_hardsect_size(s->cow->bdev) >> 9)) {
424                 *error = "Chunk size is not a multiple of device blocksize";
425                 return -EINVAL;
426         }
427
428         s->chunk_size = chunk_size;
429         s->chunk_mask = chunk_size - 1;
430         s->chunk_shift = ffs(chunk_size) - 1;
431
432         return 0;
433 }
434
435 /*
436  * Construct a snapshot mapping: <origin_dev> <COW-dev> <p/n> <chunk-size>
437  */
438 static int snapshot_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
439 {
440         struct dm_snapshot *s;
441         int r = -EINVAL;
442         char persistent;
443         char *origin_path;
444         char *cow_path;
445
446         if (argc != 4) {
447                 ti->error = "requires exactly 4 arguments";
448                 r = -EINVAL;
449                 goto bad1;
450         }
451
452         origin_path = argv[0];
453         cow_path = argv[1];
454         persistent = toupper(*argv[2]);
455
456         if (persistent != 'P' && persistent != 'N') {
457                 ti->error = "Persistent flag is not P or N";
458                 r = -EINVAL;
459                 goto bad1;
460         }
461
462         s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
463         if (s == NULL) {
464                 ti->error = "Cannot allocate snapshot context private "
465                     "structure";
466                 r = -ENOMEM;
467                 goto bad1;
468         }
469
470         r = dm_get_device(ti, origin_path, 0, ti->len, FMODE_READ, &s->origin);
471         if (r) {
472                 ti->error = "Cannot get origin device";
473                 goto bad2;
474         }
475
476         r = dm_get_device(ti, cow_path, 0, 0,
477                           FMODE_READ | FMODE_WRITE, &s->cow);
478         if (r) {
479                 dm_put_device(ti, s->origin);
480                 ti->error = "Cannot get COW device";
481                 goto bad2;
482         }
483
484         r = set_chunk_size(s, argv[3], &ti->error);
485         if (r)
486                 goto bad3;
487
488         s->type = persistent;
489
490         s->valid = 1;
491         s->active = 0;
492         s->last_percent = 0;
493         init_rwsem(&s->lock);
494         spin_lock_init(&s->pe_lock);
495         s->table = ti->table;
496
497         /* Allocate hash table for COW data */
498         if (init_hash_tables(s)) {
499                 ti->error = "Unable to allocate hash table space";
500                 r = -ENOMEM;
501                 goto bad3;
502         }
503
504         s->store.snap = s;
505
506         if (persistent == 'P')
507                 r = dm_create_persistent(&s->store);
508         else
509                 r = dm_create_transient(&s->store);
510
511         if (r) {
512                 ti->error = "Couldn't create exception store";
513                 r = -EINVAL;
514                 goto bad4;
515         }
516
517         r = kcopyd_client_create(SNAPSHOT_PAGES, &s->kcopyd_client);
518         if (r) {
519                 ti->error = "Could not create kcopyd client";
520                 goto bad5;
521         }
522
523         /* Metadata must only be loaded into one table at once */
524         r = s->store.read_metadata(&s->store);
525         if (r < 0) {
526                 ti->error = "Failed to read snapshot metadata";
527                 goto bad6;
528         } else if (r > 0) {
529                 s->valid = 0;
530                 DMWARN("Snapshot is marked invalid.");
531         }
532
533         bio_list_init(&s->queued_bios);
534         INIT_WORK(&s->queued_bios_work, flush_queued_bios);
535
536         /* Add snapshot to the list of snapshots for this origin */
537         /* Exceptions aren't triggered till snapshot_resume() is called */
538         if (register_snapshot(s)) {
539                 r = -EINVAL;
540                 ti->error = "Cannot register snapshot origin";
541                 goto bad6;
542         }
543
544         ti->private = s;
545         ti->split_io = s->chunk_size;
546
547         return 0;
548
549  bad6:
550         kcopyd_client_destroy(s->kcopyd_client);
551
552  bad5:
553         s->store.destroy(&s->store);
554
555  bad4:
556         exit_exception_table(&s->pending, pending_cache);
557         exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
558
559  bad3:
560         dm_put_device(ti, s->cow);
561         dm_put_device(ti, s->origin);
562
563  bad2:
564         kfree(s);
565
566  bad1:
567         return r;
568 }
569
570 static void __free_exceptions(struct dm_snapshot *s)
571 {
572         kcopyd_client_destroy(s->kcopyd_client);
573         s->kcopyd_client = NULL;
574
575         exit_exception_table(&s->pending, pending_cache);
576         exit_exception_table(&s->complete, exception_cache);
577
578         s->store.destroy(&s->store);
579 }
580
581 static void snapshot_dtr(struct dm_target *ti)
582 {
583         struct dm_snapshot *s = (struct dm_snapshot *) ti->private;
584
585         flush_workqueue(ksnapd);
586
587         /* Prevent further origin writes from using this snapshot. */
588         /* After this returns there can be no new kcopyd jobs. */
589         unregister_snapshot(s);
590
591         __free_exceptions(s);
592
593         dm_put_device(ti, s->origin);
594         dm_put_device(ti, s->cow);
595
596         kfree(s);
597 }
598
599 /*
600  * Flush a list of buffers.
601  */
602 static void flush_bios(struct bio *bio)
603 {
604         struct bio *n;
605
606         while (bio) {
607                 n = bio->bi_next;
608                 bio->bi_next = NULL;
609                 generic_make_request(bio);
610                 bio = n;
611         }
612 }
613
614 static void flush_queued_bios(struct work_struct *work)
615 {
616         struct dm_snapshot *s =
617                 container_of(work, struct dm_snapshot, queued_bios_work);
618         struct bio *queued_bios;
619         unsigned long flags;
620
621         spin_lock_irqsave(&s->pe_lock, flags);
622         queued_bios = bio_list_get(&s->queued_bios);
623         spin_unlock_irqrestore(&s->pe_lock, flags);
624
625         flush_bios(queued_bios);
626 }
627
628 /*
629  * Error a list of buffers.
630  */
631 static void error_bios(struct bio *bio)
632 {
633         struct bio *n;
634
635         while (bio) {
636                 n = bio->bi_next;
637                 bio->bi_next = NULL;
638                 bio_io_error(bio, bio->bi_size);
639                 bio = n;
640         }
641 }
642
643 static void __invalidate_snapshot(struct dm_snapshot *s, int err)
644 {
645         if (!s->valid)
646                 return;
647
648         if (err == -EIO)
649                 DMERR("Invalidating snapshot: Error reading/writing.");
650         else if (err == -ENOMEM)
651                 DMERR("Invalidating snapshot: Unable to allocate exception.");
652
653         if (s->store.drop_snapshot)
654                 s->store.drop_snapshot(&s->store);
655
656         s->valid = 0;
657
658         dm_table_event(s->table);
659 }
660
661 static void get_pending_exception(struct pending_exception *pe)
662 {
663         atomic_inc(&pe->ref_count);
664 }
665
666 static struct bio *put_pending_exception(struct pending_exception *pe)
667 {
668         struct pending_exception *primary_pe;
669         struct bio *origin_bios = NULL;
670
671         primary_pe = pe->primary_pe;
672
673         /*
674          * If this pe is involved in a write to the origin and
675          * it is the last sibling to complete then release
676          * the bios for the original write to the origin.
677          */
678         if (primary_pe &&
679             atomic_dec_and_test(&primary_pe->ref_count))
680                 origin_bios = bio_list_get(&primary_pe->origin_bios);
681
682         /*
683          * Free the pe if it's not linked to an origin write or if
684          * it's not itself a primary pe.
685          */
686         if (!primary_pe || primary_pe != pe)
687                 free_pending_exception(pe);
688
689         /*
690          * Free the primary pe if nothing references it.
691          */
692         if (primary_pe && !atomic_read(&primary_pe->ref_count))
693                 free_pending_exception(primary_pe);
694
695         return origin_bios;
696 }
697
698 static void pending_complete(struct pending_exception *pe, int success)
699 {
700         struct exception *e;
701         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
702         struct bio *origin_bios = NULL;
703         struct bio *snapshot_bios = NULL;
704         int error = 0;
705
706         if (!success) {
707                 /* Read/write error - snapshot is unusable */
708                 down_write(&s->lock);
709                 __invalidate_snapshot(s, -EIO);
710                 error = 1;
711                 goto out;
712         }
713
714         e = alloc_exception();
715         if (!e) {
716                 down_write(&s->lock);
717                 __invalidate_snapshot(s, -ENOMEM);
718                 error = 1;
719                 goto out;
720         }
721         *e = pe->e;
722
723         down_write(&s->lock);
724         if (!s->valid) {
725                 free_exception(e);
726                 error = 1;
727                 goto out;
728         }
729
730         /*
731          * Add a proper exception, and remove the
732          * in-flight exception from the list.
733          */
734         insert_exception(&s->complete, e);
735
736  out:
737         remove_exception(&pe->e);
738         snapshot_bios = bio_list_get(&pe->snapshot_bios);
739         origin_bios = put_pending_exception(pe);
740
741         up_write(&s->lock);
742
743         /* Submit any pending write bios */
744         if (error)
745                 error_bios(snapshot_bios);
746         else
747                 flush_bios(snapshot_bios);
748
749         flush_bios(origin_bios);
750 }
751
752 static void commit_callback(void *context, int success)
753 {
754         struct pending_exception *pe = (struct pending_exception *) context;
755         pending_complete(pe, success);
756 }
757
758 /*
759  * Called when the copy I/O has finished.  kcopyd actually runs
760  * this code so don't block.
761  */
762 static void copy_callback(int read_err, unsigned int write_err, void *context)
763 {
764         struct pending_exception *pe = (struct pending_exception *) context;
765         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
766
767         if (read_err || write_err)
768                 pending_complete(pe, 0);
769
770         else
771                 /* Update the metadata if we are persistent */
772                 s->store.commit_exception(&s->store, &pe->e, commit_callback,
773                                           pe);
774 }
775
776 /*
777  * Dispatches the copy operation to kcopyd.
778  */
779 static void start_copy(struct pending_exception *pe)
780 {
781         struct dm_snapshot *s = pe->snap;
782         struct io_region src, dest;
783         struct block_device *bdev = s->origin->bdev;
784         sector_t dev_size;
785
786         dev_size = get_dev_size(bdev);
787
788         src.bdev = bdev;
789         src.sector = chunk_to_sector(s, pe->e.old_chunk);
790         src.count = min(s->chunk_size, dev_size - src.sector);
791
792         dest.bdev = s->cow->bdev;
793         dest.sector = chunk_to_sector(s, pe->e.new_chunk);
794         dest.count = src.count;
795
796         /* Hand over to kcopyd */
797         kcopyd_copy(s->kcopyd_client,
798                     &src, 1, &dest, 0, copy_callback, pe);
799 }
800
801 /*
802  * Looks to see if this snapshot already has a pending exception
803  * for this chunk, otherwise it allocates a new one and inserts
804  * it into the pending table.
805  *
806  * NOTE: a write lock must be held on snap->lock before calling
807  * this.
808  */
809 static struct pending_exception *
810 __find_pending_exception(struct dm_snapshot *s, struct bio *bio)
811 {
812         struct exception *e;
813         struct pending_exception *pe;
814         chunk_t chunk = sector_to_chunk(s, bio->bi_sector);
815
816         /*
817          * Is there a pending exception for this already ?
818          */
819         e = lookup_exception(&s->pending, chunk);
820         if (e) {
821                 /* cast the exception to a pending exception */
822                 pe = container_of(e, struct pending_exception, e);
823                 goto out;
824         }
825
826         /*
827          * Create a new pending exception, we don't want
828          * to hold the lock while we do this.
829          */
830         up_write(&s->lock);
831         pe = alloc_pending_exception();
832         down_write(&s->lock);
833
834         if (!s->valid) {
835                 free_pending_exception(pe);
836                 return NULL;
837         }
838
839         e = lookup_exception(&s->pending, chunk);
840         if (e) {
841                 free_pending_exception(pe);
842                 pe = container_of(e, struct pending_exception, e);
843                 goto out;
844         }
845
846         pe->e.old_chunk = chunk;
847         bio_list_init(&pe->origin_bios);
848         bio_list_init(&pe->snapshot_bios);
849         pe->primary_pe = NULL;
850         atomic_set(&pe->ref_count, 0);
851         pe->snap = s;
852         pe->started = 0;
853
854         if (s->store.prepare_exception(&s->store, &pe->e)) {
855                 free_pending_exception(pe);
856                 return NULL;
857         }
858
859         get_pending_exception(pe);
860         insert_exception(&s->pending, &pe->e);
861
862  out:
863         return pe;
864 }
865
866 static inline void remap_exception(struct dm_snapshot *s, struct exception *e,
867                                    struct bio *bio)
868 {
869         bio->bi_bdev = s->cow->bdev;
870         bio->bi_sector = chunk_to_sector(s, e->new_chunk) +
871                 (bio->bi_sector & s->chunk_mask);
872 }
873
874 static int snapshot_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
875                         union map_info *map_context)
876 {
877         struct exception *e;
878         struct dm_snapshot *s = (struct dm_snapshot *) ti->private;
879         int r = DM_MAPIO_REMAPPED;
880         chunk_t chunk;
881         struct pending_exception *pe = NULL;
882
883         chunk = sector_to_chunk(s, bio->bi_sector);
884
885         /* Full snapshots are not usable */
886         /* To get here the table must be live so s->active is always set. */
887         if (!s->valid)
888                 return -EIO;
889
890         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
891                 return -EOPNOTSUPP;
892
893         /* FIXME: should only take write lock if we need
894          * to copy an exception */
895         down_write(&s->lock);
896
897         if (!s->valid) {
898                 r = -EIO;
899                 goto out_unlock;
900         }
901
902         /* If the block is already remapped - use that, else remap it */
903         e = lookup_exception(&s->complete, chunk);
904         if (e) {
905                 remap_exception(s, e, bio);
906                 goto out_unlock;
907         }
908
909         /*
910          * Write to snapshot - higher level takes care of RW/RO
911          * flags so we should only get this if we are
912          * writeable.
913          */
914         if (bio_rw(bio) == WRITE) {
915                 pe = __find_pending_exception(s, bio);
916                 if (!pe) {
917                         __invalidate_snapshot(s, -ENOMEM);
918                         r = -EIO;
919                         goto out_unlock;
920                 }
921
922                 remap_exception(s, &pe->e, bio);
923                 bio_list_add(&pe->snapshot_bios, bio);
924
925                 r = DM_MAPIO_SUBMITTED;
926
927                 if (!pe->started) {
928                         /* this is protected by snap->lock */
929                         pe->started = 1;
930                         up_write(&s->lock);
931                         start_copy(pe);
932                         goto out;
933                 }
934         } else
935                 /*
936                  * FIXME: this read path scares me because we
937                  * always use the origin when we have a pending
938                  * exception.  However I can't think of a
939                  * situation where this is wrong - ejt.
940                  */
941                 bio->bi_bdev = s->origin->bdev;
942
943  out_unlock:
944         up_write(&s->lock);
945  out:
946         return r;
947 }
948
949 static void snapshot_resume(struct dm_target *ti)
950 {
951         struct dm_snapshot *s = (struct dm_snapshot *) ti->private;
952
953         down_write(&s->lock);
954         s->active = 1;
955         up_write(&s->lock);
956 }
957
958 static int snapshot_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
959                            char *result, unsigned int maxlen)
960 {
961         struct dm_snapshot *snap = (struct dm_snapshot *) ti->private;
962
963         switch (type) {
964         case STATUSTYPE_INFO:
965                 if (!snap->valid)
966                         snprintf(result, maxlen, "Invalid");
967                 else {
968                         if (snap->store.fraction_full) {
969                                 sector_t numerator, denominator;
970                                 snap->store.fraction_full(&snap->store,
971                                                           &numerator,
972                                                           &denominator);
973                                 snprintf(result, maxlen, "%llu/%llu",
974                                         (unsigned long long)numerator,
975                                         (unsigned long long)denominator);
976                         }
977                         else
978                                 snprintf(result, maxlen, "Unknown");
979                 }
980                 break;
981
982         case STATUSTYPE_TABLE:
983                 /*
984                  * kdevname returns a static pointer so we need
985                  * to make private copies if the output is to
986                  * make sense.
987                  */
988                 snprintf(result, maxlen, "%s %s %c %llu",
989                          snap->origin->name, snap->cow->name,
990                          snap->type,
991                          (unsigned long long)snap->chunk_size);
992                 break;
993         }
994
995         return 0;
996 }
997
998 /*-----------------------------------------------------------------
999  * Origin methods
1000  *---------------------------------------------------------------*/
1001 static int __origin_write(struct list_head *snapshots, struct bio *bio)
1002 {
1003         int r = DM_MAPIO_REMAPPED, first = 0;
1004         struct dm_snapshot *snap;
1005         struct exception *e;
1006         struct pending_exception *pe, *next_pe, *primary_pe = NULL;
1007         chunk_t chunk;
1008         LIST_HEAD(pe_queue);
1009
1010         /* Do all the snapshots on this origin */
1011         list_for_each_entry (snap, snapshots, list) {
1012
1013                 down_write(&snap->lock);
1014
1015                 /* Only deal with valid and active snapshots */
1016                 if (!snap->valid || !snap->active)
1017                         goto next_snapshot;
1018
1019                 /* Nothing to do if writing beyond end of snapshot */
1020                 if (bio->bi_sector >= dm_table_get_size(snap->table))
1021                         goto next_snapshot;
1022
1023                 /*
1024                  * Remember, different snapshots can have
1025                  * different chunk sizes.
1026                  */
1027                 chunk = sector_to_chunk(snap, bio->bi_sector);
1028
1029                 /*
1030                  * Check exception table to see if block
1031                  * is already remapped in this snapshot
1032                  * and trigger an exception if not.
1033                  *
1034                  * ref_count is initialised to 1 so pending_complete()
1035                  * won't destroy the primary_pe while we're inside this loop.
1036                  */
1037                 e = lookup_exception(&snap->complete, chunk);
1038                 if (e)
1039                         goto next_snapshot;
1040
1041                 pe = __find_pending_exception(snap, bio);
1042                 if (!pe) {
1043                         __invalidate_snapshot(snap, -ENOMEM);
1044                         goto next_snapshot;
1045                 }
1046
1047                 if (!primary_pe) {
1048                         /*
1049                          * Either every pe here has same
1050                          * primary_pe or none has one yet.
1051                          */
1052                         if (pe->primary_pe)
1053                                 primary_pe = pe->primary_pe;
1054                         else {
1055                                 primary_pe = pe;
1056                                 first = 1;
1057                         }
1058
1059                         bio_list_add(&primary_pe->origin_bios, bio);
1060
1061                         r = DM_MAPIO_SUBMITTED;
1062                 }
1063
1064                 if (!pe->primary_pe) {
1065                         pe->primary_pe = primary_pe;
1066                         get_pending_exception(primary_pe);
1067                 }
1068
1069                 if (!pe->started) {
1070                         pe->started = 1;
1071                         list_add_tail(&pe->list, &pe_queue);
1072                 }
1073
1074  next_snapshot:
1075                 up_write(&snap->lock);
1076         }
1077
1078         if (!primary_pe)
1079                 return r;
1080
1081         /*
1082          * If this is the first time we're processing this chunk and
1083          * ref_count is now 1 it means all the pending exceptions
1084          * got completed while we were in the loop above, so it falls to
1085          * us here to remove the primary_pe and submit any origin_bios.
1086          */
1087
1088         if (first && atomic_dec_and_test(&primary_pe->ref_count)) {
1089                 flush_bios(bio_list_get(&primary_pe->origin_bios));
1090                 free_pending_exception(primary_pe);
1091                 /* If we got here, pe_queue is necessarily empty. */
1092                 return r;
1093         }
1094
1095         /*
1096          * Now that we have a complete pe list we can start the copying.
1097          */
1098         list_for_each_entry_safe(pe, next_pe, &pe_queue, list)
1099                 start_copy(pe);
1100
1101         return r;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Called on a write from the origin driver.
1106  */
1107 static int do_origin(struct dm_dev *origin, struct bio *bio)
1108 {
1109         struct origin *o;
1110         int r = DM_MAPIO_REMAPPED;
1111
1112         down_read(&_origins_lock);
1113         o = __lookup_origin(origin->bdev);
1114         if (o)
1115                 r = __origin_write(&o->snapshots, bio);
1116         up_read(&_origins_lock);
1117
1118         return r;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Origin: maps a linear range of a device, with hooks for snapshotting.
1123  */
1124
1125 /*
1126  * Construct an origin mapping: <dev_path>
1127  * The context for an origin is merely a 'struct dm_dev *'
1128  * pointing to the real device.
1129  */
1130 static int origin_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1131 {
1132         int r;
1133         struct dm_dev *dev;
1134
1135         if (argc != 1) {
1136                 ti->error = "origin: incorrect number of arguments";
1137                 return -EINVAL;
1138         }
1139
1140         r = dm_get_device(ti, argv[0], 0, ti->len,
1141                           dm_table_get_mode(ti->table), &dev);
1142         if (r) {
1143                 ti->error = "Cannot get target device";
1144                 return r;
1145         }
1146
1147         ti->private = dev;
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 static void origin_dtr(struct dm_target *ti)
1152 {
1153         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1154         dm_put_device(ti, dev);
1155 }
1156
1157 static int origin_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1158                       union map_info *map_context)
1159 {
1160         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1161         bio->bi_bdev = dev->bdev;
1162
1163         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1164                 return -EOPNOTSUPP;
1165
1166         /* Only tell snapshots if this is a write */
1167         return (bio_rw(bio) == WRITE) ? do_origin(dev, bio) : DM_MAPIO_REMAPPED;
1168 }
1169
1170 #define min_not_zero(l, r) (l == 0) ? r : ((r == 0) ? l : min(l, r))
1171
1172 /*
1173  * Set the target "split_io" field to the minimum of all the snapshots'
1174  * chunk sizes.
1175  */
1176 static void origin_resume(struct dm_target *ti)
1177 {
1178         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1179         struct dm_snapshot *snap;
1180         struct origin *o;
1181         chunk_t chunk_size = 0;
1182
1183         down_read(&_origins_lock);
1184         o = __lookup_origin(dev->bdev);
1185         if (o)
1186                 list_for_each_entry (snap, &o->snapshots, list)
1187                         chunk_size = min_not_zero(chunk_size, snap->chunk_size);
1188         up_read(&_origins_lock);
1189
1190         ti->split_io = chunk_size;
1191 }
1192
1193 static int origin_status(struct dm_target *ti, status_type_t type, char *result,
1194                          unsigned int maxlen)
1195 {
1196         struct dm_dev *dev = (struct dm_dev *) ti->private;
1197
1198         switch (type) {
1199         case STATUSTYPE_INFO:
1200                 result[0] = '\0';
1201                 break;
1202
1203         case STATUSTYPE_TABLE:
1204                 snprintf(result, maxlen, "%s", dev->name);
1205                 break;
1206         }
1207
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 static struct target_type origin_target = {
1212         .name    = "snapshot-origin",
1213         .version = {1, 5, 0},
1214         .module  = THIS_MODULE,
1215         .ctr     = origin_ctr,
1216         .dtr     = origin_dtr,
1217         .map     = origin_map,
1218         .resume  = origin_resume,
1219         .status  = origin_status,
1220 };
1221
1222 static struct target_type snapshot_target = {
1223         .name    = "snapshot",
1224         .version = {1, 5, 0},
1225         .module  = THIS_MODULE,
1226         .ctr     = snapshot_ctr,
1227         .dtr     = snapshot_dtr,
1228         .map     = snapshot_map,
1229         .resume  = snapshot_resume,
1230         .status  = snapshot_status,
1231 };
1232
1233 static int __init dm_snapshot_init(void)
1234 {
1235         int r;
1236
1237         r = dm_register_target(&snapshot_target);
1238         if (r) {
1239                 DMERR("snapshot target register failed %d", r);
1240                 return r;
1241         }
1242
1243         r = dm_register_target(&origin_target);
1244         if (r < 0) {
1245                 DMERR("Origin target register failed %d", r);
1246                 goto bad1;
1247         }
1248
1249         r = init_origin_hash();
1250         if (r) {
1251                 DMERR("init_origin_hash failed.");
1252                 goto bad2;
1253         }
1254
1255         exception_cache = kmem_cache_create("dm-snapshot-ex",
1256                                             sizeof(struct exception),
1257                                             __alignof__(struct exception),
1258                                             0, NULL, NULL);
1259         if (!exception_cache) {
1260                 DMERR("Couldn't create exception cache.");
1261                 r = -ENOMEM;
1262                 goto bad3;
1263         }
1264
1265         pending_cache =
1266             kmem_cache_create("dm-snapshot-in",
1267                               sizeof(struct pending_exception),
1268                               __alignof__(struct pending_exception),
1269                               0, NULL, NULL);
1270         if (!pending_cache) {
1271                 DMERR("Couldn't create pending cache.");
1272                 r = -ENOMEM;
1273                 goto bad4;
1274         }
1275
1276         pending_pool = mempool_create_slab_pool(128, pending_cache);
1277         if (!pending_pool) {
1278                 DMERR("Couldn't create pending pool.");
1279                 r = -ENOMEM;
1280                 goto bad5;
1281         }
1282
1283         ksnapd = create_singlethread_workqueue("ksnapd");
1284         if (!ksnapd) {
1285                 DMERR("Failed to create ksnapd workqueue.");
1286                 r = -ENOMEM;
1287                 goto bad6;
1288         }
1289
1290         return 0;
1291
1292       bad6:
1293         mempool_destroy(pending_pool);
1294       bad5:
1295         kmem_cache_destroy(pending_cache);
1296       bad4:
1297         kmem_cache_destroy(exception_cache);
1298       bad3:
1299         exit_origin_hash();
1300       bad2:
1301         dm_unregister_target(&origin_target);
1302       bad1:
1303         dm_unregister_target(&snapshot_target);
1304         return r;
1305 }
1306
1307 static void __exit dm_snapshot_exit(void)
1308 {
1309         int r;
1310
1311         destroy_workqueue(ksnapd);
1312
1313         r = dm_unregister_target(&snapshot_target);
1314         if (r)
1315                 DMERR("snapshot unregister failed %d", r);
1316
1317         r = dm_unregister_target(&origin_target);
1318         if (r)
1319                 DMERR("origin unregister failed %d", r);
1320
1321         exit_origin_hash();
1322         mempool_destroy(pending_pool);
1323         kmem_cache_destroy(pending_cache);
1324         kmem_cache_destroy(exception_cache);
1325 }
1326
1327 /* Module hooks */
1328 module_init(dm_snapshot_init);
1329 module_exit(dm_snapshot_exit);
1330
1331 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " snapshot target");
1332 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber");
1333 MODULE_LICENSE("GPL");