[PATCH] dm: fix rh_dec()/rh_inc() race in dm-raid1.c
[linux-2.6.git] / drivers / md / dm-raid1.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 Sistina Software Limited.
3  *
4  * This file is released under the GPL.
5  */
6
7 #include "dm.h"
8 #include "dm-bio-list.h"
9 #include "dm-io.h"
10 #include "dm-log.h"
11 #include "kcopyd.h"
12
13 #include <linux/ctype.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/mempool.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/pagemap.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/time.h>
20 #include <linux/vmalloc.h>
21 #include <linux/workqueue.h>
22
23 static struct workqueue_struct *_kmirrord_wq;
24 static struct work_struct _kmirrord_work;
25
26 static inline void wake(void)
27 {
28         queue_work(_kmirrord_wq, &_kmirrord_work);
29 }
30
31 /*-----------------------------------------------------------------
32  * Region hash
33  *
34  * The mirror splits itself up into discrete regions.  Each
35  * region can be in one of three states: clean, dirty,
36  * nosync.  There is no need to put clean regions in the hash.
37  *
38  * In addition to being present in the hash table a region _may_
39  * be present on one of three lists.
40  *
41  *   clean_regions: Regions on this list have no io pending to
42  *   them, they are in sync, we are no longer interested in them,
43  *   they are dull.  rh_update_states() will remove them from the
44  *   hash table.
45  *
46  *   quiesced_regions: These regions have been spun down, ready
47  *   for recovery.  rh_recovery_start() will remove regions from
48  *   this list and hand them to kmirrord, which will schedule the
49  *   recovery io with kcopyd.
50  *
51  *   recovered_regions: Regions that kcopyd has successfully
52  *   recovered.  rh_update_states() will now schedule any delayed
53  *   io, up the recovery_count, and remove the region from the
54  *   hash.
55  *
56  * There are 2 locks:
57  *   A rw spin lock 'hash_lock' protects just the hash table,
58  *   this is never held in write mode from interrupt context,
59  *   which I believe means that we only have to disable irqs when
60  *   doing a write lock.
61  *
62  *   An ordinary spin lock 'region_lock' that protects the three
63  *   lists in the region_hash, with the 'state', 'list' and
64  *   'bhs_delayed' fields of the regions.  This is used from irq
65  *   context, so all other uses will have to suspend local irqs.
66  *---------------------------------------------------------------*/
67 struct mirror_set;
68 struct region_hash {
69         struct mirror_set *ms;
70         uint32_t region_size;
71         unsigned region_shift;
72
73         /* holds persistent region state */
74         struct dirty_log *log;
75
76         /* hash table */
77         rwlock_t hash_lock;
78         mempool_t *region_pool;
79         unsigned int mask;
80         unsigned int nr_buckets;
81         struct list_head *buckets;
82
83         spinlock_t region_lock;
84         struct semaphore recovery_count;
85         struct list_head clean_regions;
86         struct list_head quiesced_regions;
87         struct list_head recovered_regions;
88 };
89
90 enum {
91         RH_CLEAN,
92         RH_DIRTY,
93         RH_NOSYNC,
94         RH_RECOVERING
95 };
96
97 struct region {
98         struct region_hash *rh; /* FIXME: can we get rid of this ? */
99         region_t key;
100         int state;
101
102         struct list_head hash_list;
103         struct list_head list;
104
105         atomic_t pending;
106         struct bio_list delayed_bios;
107 };
108
109 /*
110  * Conversion fns
111  */
112 static inline region_t bio_to_region(struct region_hash *rh, struct bio *bio)
113 {
114         return bio->bi_sector >> rh->region_shift;
115 }
116
117 static inline sector_t region_to_sector(struct region_hash *rh, region_t region)
118 {
119         return region << rh->region_shift;
120 }
121
122 /* FIXME move this */
123 static void queue_bio(struct mirror_set *ms, struct bio *bio, int rw);
124
125 static void *region_alloc(unsigned int __nocast gfp_mask, void *pool_data)
126 {
127         return kmalloc(sizeof(struct region), gfp_mask);
128 }
129
130 static void region_free(void *element, void *pool_data)
131 {
132         kfree(element);
133 }
134
135 #define MIN_REGIONS 64
136 #define MAX_RECOVERY 1
137 static int rh_init(struct region_hash *rh, struct mirror_set *ms,
138                    struct dirty_log *log, uint32_t region_size,
139                    region_t nr_regions)
140 {
141         unsigned int nr_buckets, max_buckets;
142         size_t i;
143
144         /*
145          * Calculate a suitable number of buckets for our hash
146          * table.
147          */
148         max_buckets = nr_regions >> 6;
149         for (nr_buckets = 128u; nr_buckets < max_buckets; nr_buckets <<= 1)
150                 ;
151         nr_buckets >>= 1;
152
153         rh->ms = ms;
154         rh->log = log;
155         rh->region_size = region_size;
156         rh->region_shift = ffs(region_size) - 1;
157         rwlock_init(&rh->hash_lock);
158         rh->mask = nr_buckets - 1;
159         rh->nr_buckets = nr_buckets;
160
161         rh->buckets = vmalloc(nr_buckets * sizeof(*rh->buckets));
162         if (!rh->buckets) {
163                 DMERR("unable to allocate region hash memory");
164                 return -ENOMEM;
165         }
166
167         for (i = 0; i < nr_buckets; i++)
168                 INIT_LIST_HEAD(rh->buckets + i);
169
170         spin_lock_init(&rh->region_lock);
171         sema_init(&rh->recovery_count, 0);
172         INIT_LIST_HEAD(&rh->clean_regions);
173         INIT_LIST_HEAD(&rh->quiesced_regions);
174         INIT_LIST_HEAD(&rh->recovered_regions);
175
176         rh->region_pool = mempool_create(MIN_REGIONS, region_alloc,
177                                          region_free, NULL);
178         if (!rh->region_pool) {
179                 vfree(rh->buckets);
180                 rh->buckets = NULL;
181                 return -ENOMEM;
182         }
183
184         return 0;
185 }
186
187 static void rh_exit(struct region_hash *rh)
188 {
189         unsigned int h;
190         struct region *reg, *nreg;
191
192         BUG_ON(!list_empty(&rh->quiesced_regions));
193         for (h = 0; h < rh->nr_buckets; h++) {
194                 list_for_each_entry_safe(reg, nreg, rh->buckets + h, hash_list) {
195                         BUG_ON(atomic_read(&reg->pending));
196                         mempool_free(reg, rh->region_pool);
197                 }
198         }
199
200         if (rh->log)
201                 dm_destroy_dirty_log(rh->log);
202         if (rh->region_pool)
203                 mempool_destroy(rh->region_pool);
204         vfree(rh->buckets);
205 }
206
207 #define RH_HASH_MULT 2654435387U
208
209 static inline unsigned int rh_hash(struct region_hash *rh, region_t region)
210 {
211         return (unsigned int) ((region * RH_HASH_MULT) >> 12) & rh->mask;
212 }
213
214 static struct region *__rh_lookup(struct region_hash *rh, region_t region)
215 {
216         struct region *reg;
217
218         list_for_each_entry (reg, rh->buckets + rh_hash(rh, region), hash_list)
219                 if (reg->key == region)
220                         return reg;
221
222         return NULL;
223 }
224
225 static void __rh_insert(struct region_hash *rh, struct region *reg)
226 {
227         unsigned int h = rh_hash(rh, reg->key);
228         list_add(&reg->hash_list, rh->buckets + h);
229 }
230
231 static struct region *__rh_alloc(struct region_hash *rh, region_t region)
232 {
233         struct region *reg, *nreg;
234
235         read_unlock(&rh->hash_lock);
236         nreg = mempool_alloc(rh->region_pool, GFP_NOIO);
237         nreg->state = rh->log->type->in_sync(rh->log, region, 1) ?
238                 RH_CLEAN : RH_NOSYNC;
239         nreg->rh = rh;
240         nreg->key = region;
241
242         INIT_LIST_HEAD(&nreg->list);
243
244         atomic_set(&nreg->pending, 0);
245         bio_list_init(&nreg->delayed_bios);
246         write_lock_irq(&rh->hash_lock);
247
248         reg = __rh_lookup(rh, region);
249         if (reg)
250                 /* we lost the race */
251                 mempool_free(nreg, rh->region_pool);
252
253         else {
254                 __rh_insert(rh, nreg);
255                 if (nreg->state == RH_CLEAN) {
256                         spin_lock(&rh->region_lock);
257                         list_add(&nreg->list, &rh->clean_regions);
258                         spin_unlock(&rh->region_lock);
259                 }
260                 reg = nreg;
261         }
262         write_unlock_irq(&rh->hash_lock);
263         read_lock(&rh->hash_lock);
264
265         return reg;
266 }
267
268 static inline struct region *__rh_find(struct region_hash *rh, region_t region)
269 {
270         struct region *reg;
271
272         reg = __rh_lookup(rh, region);
273         if (!reg)
274                 reg = __rh_alloc(rh, region);
275
276         return reg;
277 }
278
279 static int rh_state(struct region_hash *rh, region_t region, int may_block)
280 {
281         int r;
282         struct region *reg;
283
284         read_lock(&rh->hash_lock);
285         reg = __rh_lookup(rh, region);
286         read_unlock(&rh->hash_lock);
287
288         if (reg)
289                 return reg->state;
290
291         /*
292          * The region wasn't in the hash, so we fall back to the
293          * dirty log.
294          */
295         r = rh->log->type->in_sync(rh->log, region, may_block);
296
297         /*
298          * Any error from the dirty log (eg. -EWOULDBLOCK) gets
299          * taken as a RH_NOSYNC
300          */
301         return r == 1 ? RH_CLEAN : RH_NOSYNC;
302 }
303
304 static inline int rh_in_sync(struct region_hash *rh,
305                              region_t region, int may_block)
306 {
307         int state = rh_state(rh, region, may_block);
308         return state == RH_CLEAN || state == RH_DIRTY;
309 }
310
311 static void dispatch_bios(struct mirror_set *ms, struct bio_list *bio_list)
312 {
313         struct bio *bio;
314
315         while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
316                 queue_bio(ms, bio, WRITE);
317         }
318 }
319
320 static void rh_update_states(struct region_hash *rh)
321 {
322         struct region *reg, *next;
323
324         LIST_HEAD(clean);
325         LIST_HEAD(recovered);
326
327         /*
328          * Quickly grab the lists.
329          */
330         write_lock_irq(&rh->hash_lock);
331         spin_lock(&rh->region_lock);
332         if (!list_empty(&rh->clean_regions)) {
333                 list_splice(&rh->clean_regions, &clean);
334                 INIT_LIST_HEAD(&rh->clean_regions);
335
336                 list_for_each_entry (reg, &clean, list) {
337                         rh->log->type->clear_region(rh->log, reg->key);
338                         list_del(&reg->hash_list);
339                 }
340         }
341
342         if (!list_empty(&rh->recovered_regions)) {
343                 list_splice(&rh->recovered_regions, &recovered);
344                 INIT_LIST_HEAD(&rh->recovered_regions);
345
346                 list_for_each_entry (reg, &recovered, list)
347                         list_del(&reg->hash_list);
348         }
349         spin_unlock(&rh->region_lock);
350         write_unlock_irq(&rh->hash_lock);
351
352         /*
353          * All the regions on the recovered and clean lists have
354          * now been pulled out of the system, so no need to do
355          * any more locking.
356          */
357         list_for_each_entry_safe (reg, next, &recovered, list) {
358                 rh->log->type->clear_region(rh->log, reg->key);
359                 rh->log->type->complete_resync_work(rh->log, reg->key, 1);
360                 dispatch_bios(rh->ms, &reg->delayed_bios);
361                 up(&rh->recovery_count);
362                 mempool_free(reg, rh->region_pool);
363         }
364
365         if (!list_empty(&recovered))
366                 rh->log->type->flush(rh->log);
367
368         list_for_each_entry_safe (reg, next, &clean, list)
369                 mempool_free(reg, rh->region_pool);
370 }
371
372 static void rh_inc(struct region_hash *rh, region_t region)
373 {
374         struct region *reg;
375
376         read_lock(&rh->hash_lock);
377         reg = __rh_find(rh, region);
378
379         atomic_inc(&reg->pending);
380
381         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
382         if (reg->state == RH_CLEAN) {
383                 rh->log->type->mark_region(rh->log, reg->key);
384
385                 reg->state = RH_DIRTY;
386                 list_del_init(&reg->list);      /* take off the clean list */
387         }
388         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
389
390         read_unlock(&rh->hash_lock);
391 }
392
393 static void rh_inc_pending(struct region_hash *rh, struct bio_list *bios)
394 {
395         struct bio *bio;
396
397         for (bio = bios->head; bio; bio = bio->bi_next)
398                 rh_inc(rh, bio_to_region(rh, bio));
399 }
400
401 static void rh_dec(struct region_hash *rh, region_t region)
402 {
403         unsigned long flags;
404         struct region *reg;
405         int should_wake = 0;
406
407         read_lock(&rh->hash_lock);
408         reg = __rh_lookup(rh, region);
409         read_unlock(&rh->hash_lock);
410
411         if (atomic_dec_and_test(&reg->pending)) {
412                 spin_lock_irqsave(&rh->region_lock, flags);
413                 if (atomic_read(&reg->pending)) { /* check race */
414                         spin_unlock_irqrestore(&rh->region_lock, flags);
415                         return;
416                 }
417                 if (reg->state == RH_RECOVERING) {
418                         list_add_tail(&reg->list, &rh->quiesced_regions);
419                 } else {
420                         reg->state = RH_CLEAN;
421                         list_add(&reg->list, &rh->clean_regions);
422                 }
423                 spin_unlock_irqrestore(&rh->region_lock, flags);
424                 should_wake = 1;
425         }
426
427         if (should_wake)
428                 wake();
429 }
430
431 /*
432  * Starts quiescing a region in preparation for recovery.
433  */
434 static int __rh_recovery_prepare(struct region_hash *rh)
435 {
436         int r;
437         struct region *reg;
438         region_t region;
439
440         /*
441          * Ask the dirty log what's next.
442          */
443         r = rh->log->type->get_resync_work(rh->log, &region);
444         if (r <= 0)
445                 return r;
446
447         /*
448          * Get this region, and start it quiescing by setting the
449          * recovering flag.
450          */
451         read_lock(&rh->hash_lock);
452         reg = __rh_find(rh, region);
453         read_unlock(&rh->hash_lock);
454
455         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
456         reg->state = RH_RECOVERING;
457
458         /* Already quiesced ? */
459         if (atomic_read(&reg->pending))
460                 list_del_init(&reg->list);
461
462         else {
463                 list_del_init(&reg->list);
464                 list_add(&reg->list, &rh->quiesced_regions);
465         }
466         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
467
468         return 1;
469 }
470
471 static void rh_recovery_prepare(struct region_hash *rh)
472 {
473         while (!down_trylock(&rh->recovery_count))
474                 if (__rh_recovery_prepare(rh) <= 0) {
475                         up(&rh->recovery_count);
476                         break;
477                 }
478 }
479
480 /*
481  * Returns any quiesced regions.
482  */
483 static struct region *rh_recovery_start(struct region_hash *rh)
484 {
485         struct region *reg = NULL;
486
487         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
488         if (!list_empty(&rh->quiesced_regions)) {
489                 reg = list_entry(rh->quiesced_regions.next,
490                                  struct region, list);
491                 list_del_init(&reg->list);      /* remove from the quiesced list */
492         }
493         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
494
495         return reg;
496 }
497
498 /* FIXME: success ignored for now */
499 static void rh_recovery_end(struct region *reg, int success)
500 {
501         struct region_hash *rh = reg->rh;
502
503         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
504         list_add(&reg->list, &reg->rh->recovered_regions);
505         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
506
507         wake();
508 }
509
510 static void rh_flush(struct region_hash *rh)
511 {
512         rh->log->type->flush(rh->log);
513 }
514
515 static void rh_delay(struct region_hash *rh, struct bio *bio)
516 {
517         struct region *reg;
518
519         read_lock(&rh->hash_lock);
520         reg = __rh_find(rh, bio_to_region(rh, bio));
521         bio_list_add(&reg->delayed_bios, bio);
522         read_unlock(&rh->hash_lock);
523 }
524
525 static void rh_stop_recovery(struct region_hash *rh)
526 {
527         int i;
528
529         /* wait for any recovering regions */
530         for (i = 0; i < MAX_RECOVERY; i++)
531                 down(&rh->recovery_count);
532 }
533
534 static void rh_start_recovery(struct region_hash *rh)
535 {
536         int i;
537
538         for (i = 0; i < MAX_RECOVERY; i++)
539                 up(&rh->recovery_count);
540
541         wake();
542 }
543
544 /*-----------------------------------------------------------------
545  * Mirror set structures.
546  *---------------------------------------------------------------*/
547 struct mirror {
548         atomic_t error_count;
549         struct dm_dev *dev;
550         sector_t offset;
551 };
552
553 struct mirror_set {
554         struct dm_target *ti;
555         struct list_head list;
556         struct region_hash rh;
557         struct kcopyd_client *kcopyd_client;
558
559         spinlock_t lock;        /* protects the next two lists */
560         struct bio_list reads;
561         struct bio_list writes;
562
563         /* recovery */
564         region_t nr_regions;
565         int in_sync;
566
567         unsigned int nr_mirrors;
568         struct mirror mirror[0];
569 };
570
571 /*
572  * Every mirror should look like this one.
573  */
574 #define DEFAULT_MIRROR 0
575
576 /*
577  * This is yucky.  We squirrel the mirror_set struct away inside
578  * bi_next for write buffers.  This is safe since the bh
579  * doesn't get submitted to the lower levels of block layer.
580  */
581 static struct mirror_set *bio_get_ms(struct bio *bio)
582 {
583         return (struct mirror_set *) bio->bi_next;
584 }
585
586 static void bio_set_ms(struct bio *bio, struct mirror_set *ms)
587 {
588         bio->bi_next = (struct bio *) ms;
589 }
590
591 /*-----------------------------------------------------------------
592  * Recovery.
593  *
594  * When a mirror is first activated we may find that some regions
595  * are in the no-sync state.  We have to recover these by
596  * recopying from the default mirror to all the others.
597  *---------------------------------------------------------------*/
598 static void recovery_complete(int read_err, unsigned int write_err,
599                               void *context)
600 {
601         struct region *reg = (struct region *) context;
602
603         /* FIXME: better error handling */
604         rh_recovery_end(reg, read_err || write_err);
605 }
606
607 static int recover(struct mirror_set *ms, struct region *reg)
608 {
609         int r;
610         unsigned int i;
611         struct io_region from, to[KCOPYD_MAX_REGIONS], *dest;
612         struct mirror *m;
613         unsigned long flags = 0;
614
615         /* fill in the source */
616         m = ms->mirror + DEFAULT_MIRROR;
617         from.bdev = m->dev->bdev;
618         from.sector = m->offset + region_to_sector(reg->rh, reg->key);
619         if (reg->key == (ms->nr_regions - 1)) {
620                 /*
621                  * The final region may be smaller than
622                  * region_size.
623                  */
624                 from.count = ms->ti->len & (reg->rh->region_size - 1);
625                 if (!from.count)
626                         from.count = reg->rh->region_size;
627         } else
628                 from.count = reg->rh->region_size;
629
630         /* fill in the destinations */
631         for (i = 0, dest = to; i < ms->nr_mirrors; i++) {
632                 if (i == DEFAULT_MIRROR)
633                         continue;
634
635                 m = ms->mirror + i;
636                 dest->bdev = m->dev->bdev;
637                 dest->sector = m->offset + region_to_sector(reg->rh, reg->key);
638                 dest->count = from.count;
639                 dest++;
640         }
641
642         /* hand to kcopyd */
643         set_bit(KCOPYD_IGNORE_ERROR, &flags);
644         r = kcopyd_copy(ms->kcopyd_client, &from, ms->nr_mirrors - 1, to, flags,
645                         recovery_complete, reg);
646
647         return r;
648 }
649
650 static void do_recovery(struct mirror_set *ms)
651 {
652         int r;
653         struct region *reg;
654         struct dirty_log *log = ms->rh.log;
655
656         /*
657          * Start quiescing some regions.
658          */
659         rh_recovery_prepare(&ms->rh);
660
661         /*
662          * Copy any already quiesced regions.
663          */
664         while ((reg = rh_recovery_start(&ms->rh))) {
665                 r = recover(ms, reg);
666                 if (r)
667                         rh_recovery_end(reg, 0);
668         }
669
670         /*
671          * Update the in sync flag.
672          */
673         if (!ms->in_sync &&
674             (log->type->get_sync_count(log) == ms->nr_regions)) {
675                 /* the sync is complete */
676                 dm_table_event(ms->ti->table);
677                 ms->in_sync = 1;
678         }
679 }
680
681 /*-----------------------------------------------------------------
682  * Reads
683  *---------------------------------------------------------------*/
684 static struct mirror *choose_mirror(struct mirror_set *ms, sector_t sector)
685 {
686         /* FIXME: add read balancing */
687         return ms->mirror + DEFAULT_MIRROR;
688 }
689
690 /*
691  * remap a buffer to a particular mirror.
692  */
693 static void map_bio(struct mirror_set *ms, struct mirror *m, struct bio *bio)
694 {
695         bio->bi_bdev = m->dev->bdev;
696         bio->bi_sector = m->offset + (bio->bi_sector - ms->ti->begin);
697 }
698
699 static void do_reads(struct mirror_set *ms, struct bio_list *reads)
700 {
701         region_t region;
702         struct bio *bio;
703         struct mirror *m;
704
705         while ((bio = bio_list_pop(reads))) {
706                 region = bio_to_region(&ms->rh, bio);
707
708                 /*
709                  * We can only read balance if the region is in sync.
710                  */
711                 if (rh_in_sync(&ms->rh, region, 0))
712                         m = choose_mirror(ms, bio->bi_sector);
713                 else
714                         m = ms->mirror + DEFAULT_MIRROR;
715
716                 map_bio(ms, m, bio);
717                 generic_make_request(bio);
718         }
719 }
720
721 /*-----------------------------------------------------------------
722  * Writes.
723  *
724  * We do different things with the write io depending on the
725  * state of the region that it's in:
726  *
727  * SYNC:        increment pending, use kcopyd to write to *all* mirrors
728  * RECOVERING:  delay the io until recovery completes
729  * NOSYNC:      increment pending, just write to the default mirror
730  *---------------------------------------------------------------*/
731 static void write_callback(unsigned long error, void *context)
732 {
733         unsigned int i;
734         int uptodate = 1;
735         struct bio *bio = (struct bio *) context;
736         struct mirror_set *ms;
737
738         ms = bio_get_ms(bio);
739         bio_set_ms(bio, NULL);
740
741         /*
742          * NOTE: We don't decrement the pending count here,
743          * instead it is done by the targets endio function.
744          * This way we handle both writes to SYNC and NOSYNC
745          * regions with the same code.
746          */
747
748         if (error) {
749                 /*
750                  * only error the io if all mirrors failed.
751                  * FIXME: bogus
752                  */
753                 uptodate = 0;
754                 for (i = 0; i < ms->nr_mirrors; i++)
755                         if (!test_bit(i, &error)) {
756                                 uptodate = 1;
757                                 break;
758                         }
759         }
760         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
761 }
762
763 static void do_write(struct mirror_set *ms, struct bio *bio)
764 {
765         unsigned int i;
766         struct io_region io[KCOPYD_MAX_REGIONS+1];
767         struct mirror *m;
768
769         for (i = 0; i < ms->nr_mirrors; i++) {
770                 m = ms->mirror + i;
771
772                 io[i].bdev = m->dev->bdev;
773                 io[i].sector = m->offset + (bio->bi_sector - ms->ti->begin);
774                 io[i].count = bio->bi_size >> 9;
775         }
776
777         bio_set_ms(bio, ms);
778         dm_io_async_bvec(ms->nr_mirrors, io, WRITE,
779                          bio->bi_io_vec + bio->bi_idx,
780                          write_callback, bio);
781 }
782
783 static void do_writes(struct mirror_set *ms, struct bio_list *writes)
784 {
785         int state;
786         struct bio *bio;
787         struct bio_list sync, nosync, recover, *this_list = NULL;
788
789         if (!writes->head)
790                 return;
791
792         /*
793          * Classify each write.
794          */
795         bio_list_init(&sync);
796         bio_list_init(&nosync);
797         bio_list_init(&recover);
798
799         while ((bio = bio_list_pop(writes))) {
800                 state = rh_state(&ms->rh, bio_to_region(&ms->rh, bio), 1);
801                 switch (state) {
802                 case RH_CLEAN:
803                 case RH_DIRTY:
804                         this_list = &sync;
805                         break;
806
807                 case RH_NOSYNC:
808                         this_list = &nosync;
809                         break;
810
811                 case RH_RECOVERING:
812                         this_list = &recover;
813                         break;
814                 }
815
816                 bio_list_add(this_list, bio);
817         }
818
819         /*
820          * Increment the pending counts for any regions that will
821          * be written to (writes to recover regions are going to
822          * be delayed).
823          */
824         rh_inc_pending(&ms->rh, &sync);
825         rh_inc_pending(&ms->rh, &nosync);
826         rh_flush(&ms->rh);
827
828         /*
829          * Dispatch io.
830          */
831         while ((bio = bio_list_pop(&sync)))
832                 do_write(ms, bio);
833
834         while ((bio = bio_list_pop(&recover)))
835                 rh_delay(&ms->rh, bio);
836
837         while ((bio = bio_list_pop(&nosync))) {
838                 map_bio(ms, ms->mirror + DEFAULT_MIRROR, bio);
839                 generic_make_request(bio);
840         }
841 }
842
843 /*-----------------------------------------------------------------
844  * kmirrord
845  *---------------------------------------------------------------*/
846 static LIST_HEAD(_mirror_sets);
847 static DECLARE_RWSEM(_mirror_sets_lock);
848
849 static void do_mirror(struct mirror_set *ms)
850 {
851         struct bio_list reads, writes;
852
853         spin_lock(&ms->lock);
854         reads = ms->reads;
855         writes = ms->writes;
856         bio_list_init(&ms->reads);
857         bio_list_init(&ms->writes);
858         spin_unlock(&ms->lock);
859
860         rh_update_states(&ms->rh);
861         do_recovery(ms);
862         do_reads(ms, &reads);
863         do_writes(ms, &writes);
864 }
865
866 static void do_work(void *ignored)
867 {
868         struct mirror_set *ms;
869
870         down_read(&_mirror_sets_lock);
871         list_for_each_entry (ms, &_mirror_sets, list)
872                 do_mirror(ms);
873         up_read(&_mirror_sets_lock);
874 }
875
876 /*-----------------------------------------------------------------
877  * Target functions
878  *---------------------------------------------------------------*/
879 static struct mirror_set *alloc_context(unsigned int nr_mirrors,
880                                         uint32_t region_size,
881                                         struct dm_target *ti,
882                                         struct dirty_log *dl)
883 {
884         size_t len;
885         struct mirror_set *ms = NULL;
886
887         if (array_too_big(sizeof(*ms), sizeof(ms->mirror[0]), nr_mirrors))
888                 return NULL;
889
890         len = sizeof(*ms) + (sizeof(ms->mirror[0]) * nr_mirrors);
891
892         ms = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
893         if (!ms) {
894                 ti->error = "dm-mirror: Cannot allocate mirror context";
895                 return NULL;
896         }
897
898         memset(ms, 0, len);
899         spin_lock_init(&ms->lock);
900
901         ms->ti = ti;
902         ms->nr_mirrors = nr_mirrors;
903         ms->nr_regions = dm_sector_div_up(ti->len, region_size);
904         ms->in_sync = 0;
905
906         if (rh_init(&ms->rh, ms, dl, region_size, ms->nr_regions)) {
907                 ti->error = "dm-mirror: Error creating dirty region hash";
908                 kfree(ms);
909                 return NULL;
910         }
911
912         return ms;
913 }
914
915 static void free_context(struct mirror_set *ms, struct dm_target *ti,
916                          unsigned int m)
917 {
918         while (m--)
919                 dm_put_device(ti, ms->mirror[m].dev);
920
921         rh_exit(&ms->rh);
922         kfree(ms);
923 }
924
925 static inline int _check_region_size(struct dm_target *ti, uint32_t size)
926 {
927         return !(size % (PAGE_SIZE >> 9) || (size & (size - 1)) ||
928                  size > ti->len);
929 }
930
931 static int get_mirror(struct mirror_set *ms, struct dm_target *ti,
932                       unsigned int mirror, char **argv)
933 {
934         sector_t offset;
935
936         if (sscanf(argv[1], SECTOR_FORMAT, &offset) != 1) {
937                 ti->error = "dm-mirror: Invalid offset";
938                 return -EINVAL;
939         }
940
941         if (dm_get_device(ti, argv[0], offset, ti->len,
942                           dm_table_get_mode(ti->table),
943                           &ms->mirror[mirror].dev)) {
944                 ti->error = "dm-mirror: Device lookup failure";
945                 return -ENXIO;
946         }
947
948         ms->mirror[mirror].offset = offset;
949
950         return 0;
951 }
952
953 static int add_mirror_set(struct mirror_set *ms)
954 {
955         down_write(&_mirror_sets_lock);
956         list_add_tail(&ms->list, &_mirror_sets);
957         up_write(&_mirror_sets_lock);
958         wake();
959
960         return 0;
961 }
962
963 static void del_mirror_set(struct mirror_set *ms)
964 {
965         down_write(&_mirror_sets_lock);
966         list_del(&ms->list);
967         up_write(&_mirror_sets_lock);
968 }
969
970 /*
971  * Create dirty log: log_type #log_params <log_params>
972  */
973 static struct dirty_log *create_dirty_log(struct dm_target *ti,
974                                           unsigned int argc, char **argv,
975                                           unsigned int *args_used)
976 {
977         unsigned int param_count;
978         struct dirty_log *dl;
979
980         if (argc < 2) {
981                 ti->error = "dm-mirror: Insufficient mirror log arguments";
982                 return NULL;
983         }
984
985         if (sscanf(argv[1], "%u", &param_count) != 1) {
986                 ti->error = "dm-mirror: Invalid mirror log argument count";
987                 return NULL;
988         }
989
990         *args_used = 2 + param_count;
991
992         if (argc < *args_used) {
993                 ti->error = "dm-mirror: Insufficient mirror log arguments";
994                 return NULL;
995         }
996
997         dl = dm_create_dirty_log(argv[0], ti, param_count, argv + 2);
998         if (!dl) {
999                 ti->error = "dm-mirror: Error creating mirror dirty log";
1000                 return NULL;
1001         }
1002
1003         if (!_check_region_size(ti, dl->type->get_region_size(dl))) {
1004                 ti->error = "dm-mirror: Invalid region size";
1005                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1006                 return NULL;
1007         }
1008
1009         return dl;
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Construct a mirror mapping:
1014  *
1015  * log_type #log_params <log_params>
1016  * #mirrors [mirror_path offset]{2,}
1017  *
1018  * log_type is "core" or "disk"
1019  * #log_params is between 1 and 3
1020  */
1021 #define DM_IO_PAGES 64
1022 static int mirror_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1023 {
1024         int r;
1025         unsigned int nr_mirrors, m, args_used;
1026         struct mirror_set *ms;
1027         struct dirty_log *dl;
1028
1029         dl = create_dirty_log(ti, argc, argv, &args_used);
1030         if (!dl)
1031                 return -EINVAL;
1032
1033         argv += args_used;
1034         argc -= args_used;
1035
1036         if (!argc || sscanf(argv[0], "%u", &nr_mirrors) != 1 ||
1037             nr_mirrors < 2 || nr_mirrors > KCOPYD_MAX_REGIONS + 1) {
1038                 ti->error = "dm-mirror: Invalid number of mirrors";
1039                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1040                 return -EINVAL;
1041         }
1042
1043         argv++, argc--;
1044
1045         if (argc != nr_mirrors * 2) {
1046                 ti->error = "dm-mirror: Wrong number of mirror arguments";
1047                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1048                 return -EINVAL;
1049         }
1050
1051         ms = alloc_context(nr_mirrors, dl->type->get_region_size(dl), ti, dl);
1052         if (!ms) {
1053                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1054                 return -ENOMEM;
1055         }
1056
1057         /* Get the mirror parameter sets */
1058         for (m = 0; m < nr_mirrors; m++) {
1059                 r = get_mirror(ms, ti, m, argv);
1060                 if (r) {
1061                         free_context(ms, ti, m);
1062                         return r;
1063                 }
1064                 argv += 2;
1065                 argc -= 2;
1066         }
1067
1068         ti->private = ms;
1069         ti->split_io = ms->rh.region_size;
1070
1071         r = kcopyd_client_create(DM_IO_PAGES, &ms->kcopyd_client);
1072         if (r) {
1073                 free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1074                 return r;
1075         }
1076
1077         add_mirror_set(ms);
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 static void mirror_dtr(struct dm_target *ti)
1082 {
1083         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1084
1085         del_mirror_set(ms);
1086         kcopyd_client_destroy(ms->kcopyd_client);
1087         free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1088 }
1089
1090 static void queue_bio(struct mirror_set *ms, struct bio *bio, int rw)
1091 {
1092         int should_wake = 0;
1093         struct bio_list *bl;
1094
1095         bl = (rw == WRITE) ? &ms->writes : &ms->reads;
1096         spin_lock(&ms->lock);
1097         should_wake = !(bl->head);
1098         bio_list_add(bl, bio);
1099         spin_unlock(&ms->lock);
1100
1101         if (should_wake)
1102                 wake();
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Mirror mapping function
1107  */
1108 static int mirror_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1109                       union map_info *map_context)
1110 {
1111         int r, rw = bio_rw(bio);
1112         struct mirror *m;
1113         struct mirror_set *ms = ti->private;
1114
1115         map_context->ll = bio->bi_sector >> ms->rh.region_shift;
1116
1117         if (rw == WRITE) {
1118                 queue_bio(ms, bio, rw);
1119                 return 0;
1120         }
1121
1122         r = ms->rh.log->type->in_sync(ms->rh.log,
1123                                       bio_to_region(&ms->rh, bio), 0);
1124         if (r < 0 && r != -EWOULDBLOCK)
1125                 return r;
1126
1127         if (r == -EWOULDBLOCK)  /* FIXME: ugly */
1128                 r = 0;
1129
1130         /*
1131          * We don't want to fast track a recovery just for a read
1132          * ahead.  So we just let it silently fail.
1133          * FIXME: get rid of this.
1134          */
1135         if (!r && rw == READA)
1136                 return -EIO;
1137
1138         if (!r) {
1139                 /* Pass this io over to the daemon */
1140                 queue_bio(ms, bio, rw);
1141                 return 0;
1142         }
1143
1144         m = choose_mirror(ms, bio->bi_sector);
1145         if (!m)
1146                 return -EIO;
1147
1148         map_bio(ms, m, bio);
1149         return 1;
1150 }
1151
1152 static int mirror_end_io(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1153                          int error, union map_info *map_context)
1154 {
1155         int rw = bio_rw(bio);
1156         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1157         region_t region = map_context->ll;
1158
1159         /*
1160          * We need to dec pending if this was a write.
1161          */
1162         if (rw == WRITE)
1163                 rh_dec(&ms->rh, region);
1164
1165         return 0;
1166 }
1167
1168 static void mirror_postsuspend(struct dm_target *ti)
1169 {
1170         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1171         struct dirty_log *log = ms->rh.log;
1172
1173         rh_stop_recovery(&ms->rh);
1174         if (log->type->suspend && log->type->suspend(log))
1175                 /* FIXME: need better error handling */
1176                 DMWARN("log suspend failed");
1177 }
1178
1179 static void mirror_resume(struct dm_target *ti)
1180 {
1181         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1182         struct dirty_log *log = ms->rh.log;
1183         if (log->type->resume && log->type->resume(log))
1184                 /* FIXME: need better error handling */
1185                 DMWARN("log resume failed");
1186         rh_start_recovery(&ms->rh);
1187 }
1188
1189 static int mirror_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
1190                          char *result, unsigned int maxlen)
1191 {
1192         unsigned int m, sz;
1193         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1194
1195         sz = ms->rh.log->type->status(ms->rh.log, type, result, maxlen);
1196
1197         switch (type) {
1198         case STATUSTYPE_INFO:
1199                 DMEMIT("%d ", ms->nr_mirrors);
1200                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++)
1201                         DMEMIT("%s ", ms->mirror[m].dev->name);
1202
1203                 DMEMIT(SECTOR_FORMAT "/" SECTOR_FORMAT,
1204                        ms->rh.log->type->get_sync_count(ms->rh.log),
1205                        ms->nr_regions);
1206                 break;
1207
1208         case STATUSTYPE_TABLE:
1209                 DMEMIT("%d ", ms->nr_mirrors);
1210                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++)
1211                         DMEMIT("%s " SECTOR_FORMAT " ",
1212                                ms->mirror[m].dev->name, ms->mirror[m].offset);
1213         }
1214
1215         return 0;
1216 }
1217
1218 static struct target_type mirror_target = {
1219         .name    = "mirror",
1220         .version = {1, 0, 1},
1221         .module  = THIS_MODULE,
1222         .ctr     = mirror_ctr,
1223         .dtr     = mirror_dtr,
1224         .map     = mirror_map,
1225         .end_io  = mirror_end_io,
1226         .postsuspend = mirror_postsuspend,
1227         .resume  = mirror_resume,
1228         .status  = mirror_status,
1229 };
1230
1231 static int __init dm_mirror_init(void)
1232 {
1233         int r;
1234
1235         r = dm_dirty_log_init();
1236         if (r)
1237                 return r;
1238
1239         _kmirrord_wq = create_singlethread_workqueue("kmirrord");
1240         if (!_kmirrord_wq) {
1241                 DMERR("couldn't start kmirrord");
1242                 dm_dirty_log_exit();
1243                 return r;
1244         }
1245         INIT_WORK(&_kmirrord_work, do_work, NULL);
1246
1247         r = dm_register_target(&mirror_target);
1248         if (r < 0) {
1249                 DMERR("%s: Failed to register mirror target",
1250                       mirror_target.name);
1251                 dm_dirty_log_exit();
1252                 destroy_workqueue(_kmirrord_wq);
1253         }
1254
1255         return r;
1256 }
1257
1258 static void __exit dm_mirror_exit(void)
1259 {
1260         int r;
1261
1262         r = dm_unregister_target(&mirror_target);
1263         if (r < 0)
1264                 DMERR("%s: unregister failed %d", mirror_target.name, r);
1265
1266         destroy_workqueue(_kmirrord_wq);
1267         dm_dirty_log_exit();
1268 }
1269
1270 /* Module hooks */
1271 module_init(dm_mirror_init);
1272 module_exit(dm_mirror_exit);
1273
1274 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " mirror target");
1275 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber");
1276 MODULE_LICENSE("GPL");