dm raid1: handle log failure
[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 #define DM_MSG_PREFIX "raid1"
24 #define DM_IO_PAGES 64
25
26 #define DM_RAID1_HANDLE_ERRORS 0x01
27 #define errors_handled(p)       ((p)->features & DM_RAID1_HANDLE_ERRORS)
28
29 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(_kmirrord_recovery_stopped);
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         atomic_t recovery_in_flight;
85         struct semaphore recovery_count;
86         struct list_head clean_regions;
87         struct list_head quiesced_regions;
88         struct list_head recovered_regions;
89         struct list_head failed_recovered_regions;
90 };
91
92 enum {
93         RH_CLEAN,
94         RH_DIRTY,
95         RH_NOSYNC,
96         RH_RECOVERING
97 };
98
99 struct region {
100         struct region_hash *rh; /* FIXME: can we get rid of this ? */
101         region_t key;
102         int state;
103
104         struct list_head hash_list;
105         struct list_head list;
106
107         atomic_t pending;
108         struct bio_list delayed_bios;
109 };
110
111
112 /*-----------------------------------------------------------------
113  * Mirror set structures.
114  *---------------------------------------------------------------*/
115 struct mirror {
116         atomic_t error_count;
117         struct dm_dev *dev;
118         sector_t offset;
119 };
120
121 struct mirror_set {
122         struct dm_target *ti;
123         struct list_head list;
124         struct region_hash rh;
125         struct kcopyd_client *kcopyd_client;
126         uint64_t features;
127
128         spinlock_t lock;        /* protects the next two lists */
129         struct bio_list reads;
130         struct bio_list writes;
131
132         struct dm_io_client *io_client;
133
134         /* recovery */
135         region_t nr_regions;
136         int in_sync;
137         int log_failure;
138
139         struct mirror *default_mirror;  /* Default mirror */
140
141         struct workqueue_struct *kmirrord_wq;
142         struct work_struct kmirrord_work;
143
144         unsigned int nr_mirrors;
145         struct mirror mirror[0];
146 };
147
148 /*
149  * Conversion fns
150  */
151 static inline region_t bio_to_region(struct region_hash *rh, struct bio *bio)
152 {
153         return (bio->bi_sector - rh->ms->ti->begin) >> rh->region_shift;
154 }
155
156 static inline sector_t region_to_sector(struct region_hash *rh, region_t region)
157 {
158         return region << rh->region_shift;
159 }
160
161 static void wake(struct mirror_set *ms)
162 {
163         queue_work(ms->kmirrord_wq, &ms->kmirrord_work);
164 }
165
166 /* FIXME move this */
167 static void queue_bio(struct mirror_set *ms, struct bio *bio, int rw);
168
169 #define MIN_REGIONS 64
170 #define MAX_RECOVERY 1
171 static int rh_init(struct region_hash *rh, struct mirror_set *ms,
172                    struct dirty_log *log, uint32_t region_size,
173                    region_t nr_regions)
174 {
175         unsigned int nr_buckets, max_buckets;
176         size_t i;
177
178         /*
179          * Calculate a suitable number of buckets for our hash
180          * table.
181          */
182         max_buckets = nr_regions >> 6;
183         for (nr_buckets = 128u; nr_buckets < max_buckets; nr_buckets <<= 1)
184                 ;
185         nr_buckets >>= 1;
186
187         rh->ms = ms;
188         rh->log = log;
189         rh->region_size = region_size;
190         rh->region_shift = ffs(region_size) - 1;
191         rwlock_init(&rh->hash_lock);
192         rh->mask = nr_buckets - 1;
193         rh->nr_buckets = nr_buckets;
194
195         rh->buckets = vmalloc(nr_buckets * sizeof(*rh->buckets));
196         if (!rh->buckets) {
197                 DMERR("unable to allocate region hash memory");
198                 return -ENOMEM;
199         }
200
201         for (i = 0; i < nr_buckets; i++)
202                 INIT_LIST_HEAD(rh->buckets + i);
203
204         spin_lock_init(&rh->region_lock);
205         sema_init(&rh->recovery_count, 0);
206         atomic_set(&rh->recovery_in_flight, 0);
207         INIT_LIST_HEAD(&rh->clean_regions);
208         INIT_LIST_HEAD(&rh->quiesced_regions);
209         INIT_LIST_HEAD(&rh->recovered_regions);
210         INIT_LIST_HEAD(&rh->failed_recovered_regions);
211
212         rh->region_pool = mempool_create_kmalloc_pool(MIN_REGIONS,
213                                                       sizeof(struct region));
214         if (!rh->region_pool) {
215                 vfree(rh->buckets);
216                 rh->buckets = NULL;
217                 return -ENOMEM;
218         }
219
220         return 0;
221 }
222
223 static void rh_exit(struct region_hash *rh)
224 {
225         unsigned int h;
226         struct region *reg, *nreg;
227
228         BUG_ON(!list_empty(&rh->quiesced_regions));
229         for (h = 0; h < rh->nr_buckets; h++) {
230                 list_for_each_entry_safe(reg, nreg, rh->buckets + h, hash_list) {
231                         BUG_ON(atomic_read(&reg->pending));
232                         mempool_free(reg, rh->region_pool);
233                 }
234         }
235
236         if (rh->log)
237                 dm_destroy_dirty_log(rh->log);
238         if (rh->region_pool)
239                 mempool_destroy(rh->region_pool);
240         vfree(rh->buckets);
241 }
242
243 #define RH_HASH_MULT 2654435387U
244
245 static inline unsigned int rh_hash(struct region_hash *rh, region_t region)
246 {
247         return (unsigned int) ((region * RH_HASH_MULT) >> 12) & rh->mask;
248 }
249
250 static struct region *__rh_lookup(struct region_hash *rh, region_t region)
251 {
252         struct region *reg;
253
254         list_for_each_entry (reg, rh->buckets + rh_hash(rh, region), hash_list)
255                 if (reg->key == region)
256                         return reg;
257
258         return NULL;
259 }
260
261 static void __rh_insert(struct region_hash *rh, struct region *reg)
262 {
263         unsigned int h = rh_hash(rh, reg->key);
264         list_add(&reg->hash_list, rh->buckets + h);
265 }
266
267 static struct region *__rh_alloc(struct region_hash *rh, region_t region)
268 {
269         struct region *reg, *nreg;
270
271         read_unlock(&rh->hash_lock);
272         nreg = mempool_alloc(rh->region_pool, GFP_ATOMIC);
273         if (unlikely(!nreg))
274                 nreg = kmalloc(sizeof(struct region), GFP_NOIO);
275         nreg->state = rh->log->type->in_sync(rh->log, region, 1) ?
276                 RH_CLEAN : RH_NOSYNC;
277         nreg->rh = rh;
278         nreg->key = region;
279
280         INIT_LIST_HEAD(&nreg->list);
281
282         atomic_set(&nreg->pending, 0);
283         bio_list_init(&nreg->delayed_bios);
284         write_lock_irq(&rh->hash_lock);
285
286         reg = __rh_lookup(rh, region);
287         if (reg)
288                 /* we lost the race */
289                 mempool_free(nreg, rh->region_pool);
290
291         else {
292                 __rh_insert(rh, nreg);
293                 if (nreg->state == RH_CLEAN) {
294                         spin_lock(&rh->region_lock);
295                         list_add(&nreg->list, &rh->clean_regions);
296                         spin_unlock(&rh->region_lock);
297                 }
298                 reg = nreg;
299         }
300         write_unlock_irq(&rh->hash_lock);
301         read_lock(&rh->hash_lock);
302
303         return reg;
304 }
305
306 static inline struct region *__rh_find(struct region_hash *rh, region_t region)
307 {
308         struct region *reg;
309
310         reg = __rh_lookup(rh, region);
311         if (!reg)
312                 reg = __rh_alloc(rh, region);
313
314         return reg;
315 }
316
317 static int rh_state(struct region_hash *rh, region_t region, int may_block)
318 {
319         int r;
320         struct region *reg;
321
322         read_lock(&rh->hash_lock);
323         reg = __rh_lookup(rh, region);
324         read_unlock(&rh->hash_lock);
325
326         if (reg)
327                 return reg->state;
328
329         /*
330          * The region wasn't in the hash, so we fall back to the
331          * dirty log.
332          */
333         r = rh->log->type->in_sync(rh->log, region, may_block);
334
335         /*
336          * Any error from the dirty log (eg. -EWOULDBLOCK) gets
337          * taken as a RH_NOSYNC
338          */
339         return r == 1 ? RH_CLEAN : RH_NOSYNC;
340 }
341
342 static inline int rh_in_sync(struct region_hash *rh,
343                              region_t region, int may_block)
344 {
345         int state = rh_state(rh, region, may_block);
346         return state == RH_CLEAN || state == RH_DIRTY;
347 }
348
349 static void dispatch_bios(struct mirror_set *ms, struct bio_list *bio_list)
350 {
351         struct bio *bio;
352
353         while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
354                 queue_bio(ms, bio, WRITE);
355         }
356 }
357
358 static void complete_resync_work(struct region *reg, int success)
359 {
360         struct region_hash *rh = reg->rh;
361
362         rh->log->type->set_region_sync(rh->log, reg->key, success);
363         dispatch_bios(rh->ms, &reg->delayed_bios);
364         if (atomic_dec_and_test(&rh->recovery_in_flight))
365                 wake_up_all(&_kmirrord_recovery_stopped);
366         up(&rh->recovery_count);
367 }
368
369 static void rh_update_states(struct region_hash *rh)
370 {
371         struct region *reg, *next;
372
373         LIST_HEAD(clean);
374         LIST_HEAD(recovered);
375         LIST_HEAD(failed_recovered);
376
377         /*
378          * Quickly grab the lists.
379          */
380         write_lock_irq(&rh->hash_lock);
381         spin_lock(&rh->region_lock);
382         if (!list_empty(&rh->clean_regions)) {
383                 list_splice(&rh->clean_regions, &clean);
384                 INIT_LIST_HEAD(&rh->clean_regions);
385
386                 list_for_each_entry(reg, &clean, list)
387                         list_del(&reg->hash_list);
388         }
389
390         if (!list_empty(&rh->recovered_regions)) {
391                 list_splice(&rh->recovered_regions, &recovered);
392                 INIT_LIST_HEAD(&rh->recovered_regions);
393
394                 list_for_each_entry (reg, &recovered, list)
395                         list_del(&reg->hash_list);
396         }
397
398         if (!list_empty(&rh->failed_recovered_regions)) {
399                 list_splice(&rh->failed_recovered_regions, &failed_recovered);
400                 INIT_LIST_HEAD(&rh->failed_recovered_regions);
401
402                 list_for_each_entry(reg, &failed_recovered, list)
403                         list_del(&reg->hash_list);
404         }
405
406         spin_unlock(&rh->region_lock);
407         write_unlock_irq(&rh->hash_lock);
408
409         /*
410          * All the regions on the recovered and clean lists have
411          * now been pulled out of the system, so no need to do
412          * any more locking.
413          */
414         list_for_each_entry_safe (reg, next, &recovered, list) {
415                 rh->log->type->clear_region(rh->log, reg->key);
416                 complete_resync_work(reg, 1);
417                 mempool_free(reg, rh->region_pool);
418         }
419
420         list_for_each_entry_safe(reg, next, &failed_recovered, list) {
421                 complete_resync_work(reg, errors_handled(rh->ms) ? 0 : 1);
422                 mempool_free(reg, rh->region_pool);
423         }
424
425         list_for_each_entry_safe(reg, next, &clean, list) {
426                 rh->log->type->clear_region(rh->log, reg->key);
427                 mempool_free(reg, rh->region_pool);
428         }
429
430         rh->log->type->flush(rh->log);
431 }
432
433 static void rh_inc(struct region_hash *rh, region_t region)
434 {
435         struct region *reg;
436
437         read_lock(&rh->hash_lock);
438         reg = __rh_find(rh, region);
439
440         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
441         atomic_inc(&reg->pending);
442
443         if (reg->state == RH_CLEAN) {
444                 reg->state = RH_DIRTY;
445                 list_del_init(&reg->list);      /* take off the clean list */
446                 spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
447
448                 rh->log->type->mark_region(rh->log, reg->key);
449         } else
450                 spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
451
452
453         read_unlock(&rh->hash_lock);
454 }
455
456 static void rh_inc_pending(struct region_hash *rh, struct bio_list *bios)
457 {
458         struct bio *bio;
459
460         for (bio = bios->head; bio; bio = bio->bi_next)
461                 rh_inc(rh, bio_to_region(rh, bio));
462 }
463
464 static void rh_dec(struct region_hash *rh, region_t region)
465 {
466         unsigned long flags;
467         struct region *reg;
468         int should_wake = 0;
469
470         read_lock(&rh->hash_lock);
471         reg = __rh_lookup(rh, region);
472         read_unlock(&rh->hash_lock);
473
474         spin_lock_irqsave(&rh->region_lock, flags);
475         if (atomic_dec_and_test(&reg->pending)) {
476                 /*
477                  * There is no pending I/O for this region.
478                  * We can move the region to corresponding list for next action.
479                  * At this point, the region is not yet connected to any list.
480                  *
481                  * If the state is RH_NOSYNC, the region should be kept off
482                  * from clean list.
483                  * The hash entry for RH_NOSYNC will remain in memory
484                  * until the region is recovered or the map is reloaded.
485                  */
486
487                 /* do nothing for RH_NOSYNC */
488                 if (reg->state == RH_RECOVERING) {
489                         list_add_tail(&reg->list, &rh->quiesced_regions);
490                 } else if (reg->state == RH_DIRTY) {
491                         reg->state = RH_CLEAN;
492                         list_add(&reg->list, &rh->clean_regions);
493                 }
494                 should_wake = 1;
495         }
496         spin_unlock_irqrestore(&rh->region_lock, flags);
497
498         if (should_wake)
499                 wake(rh->ms);
500 }
501
502 /*
503  * Starts quiescing a region in preparation for recovery.
504  */
505 static int __rh_recovery_prepare(struct region_hash *rh)
506 {
507         int r;
508         struct region *reg;
509         region_t region;
510
511         /*
512          * Ask the dirty log what's next.
513          */
514         r = rh->log->type->get_resync_work(rh->log, &region);
515         if (r <= 0)
516                 return r;
517
518         /*
519          * Get this region, and start it quiescing by setting the
520          * recovering flag.
521          */
522         read_lock(&rh->hash_lock);
523         reg = __rh_find(rh, region);
524         read_unlock(&rh->hash_lock);
525
526         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
527         reg->state = RH_RECOVERING;
528
529         /* Already quiesced ? */
530         if (atomic_read(&reg->pending))
531                 list_del_init(&reg->list);
532         else
533                 list_move(&reg->list, &rh->quiesced_regions);
534
535         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
536
537         return 1;
538 }
539
540 static void rh_recovery_prepare(struct region_hash *rh)
541 {
542         /* Extra reference to avoid race with rh_stop_recovery */
543         atomic_inc(&rh->recovery_in_flight);
544
545         while (!down_trylock(&rh->recovery_count)) {
546                 atomic_inc(&rh->recovery_in_flight);
547                 if (__rh_recovery_prepare(rh) <= 0) {
548                         atomic_dec(&rh->recovery_in_flight);
549                         up(&rh->recovery_count);
550                         break;
551                 }
552         }
553
554         /* Drop the extra reference */
555         if (atomic_dec_and_test(&rh->recovery_in_flight))
556                 wake_up_all(&_kmirrord_recovery_stopped);
557 }
558
559 /*
560  * Returns any quiesced regions.
561  */
562 static struct region *rh_recovery_start(struct region_hash *rh)
563 {
564         struct region *reg = NULL;
565
566         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
567         if (!list_empty(&rh->quiesced_regions)) {
568                 reg = list_entry(rh->quiesced_regions.next,
569                                  struct region, list);
570                 list_del_init(&reg->list);      /* remove from the quiesced list */
571         }
572         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
573
574         return reg;
575 }
576
577 static void rh_recovery_end(struct region *reg, int success)
578 {
579         struct region_hash *rh = reg->rh;
580
581         spin_lock_irq(&rh->region_lock);
582         if (success)
583                 list_add(&reg->list, &reg->rh->recovered_regions);
584         else {
585                 reg->state = RH_NOSYNC;
586                 list_add(&reg->list, &reg->rh->failed_recovered_regions);
587         }
588         spin_unlock_irq(&rh->region_lock);
589
590         wake(rh->ms);
591 }
592
593 static int rh_flush(struct region_hash *rh)
594 {
595         return rh->log->type->flush(rh->log);
596 }
597
598 static void rh_delay(struct region_hash *rh, struct bio *bio)
599 {
600         struct region *reg;
601
602         read_lock(&rh->hash_lock);
603         reg = __rh_find(rh, bio_to_region(rh, bio));
604         bio_list_add(&reg->delayed_bios, bio);
605         read_unlock(&rh->hash_lock);
606 }
607
608 static void rh_stop_recovery(struct region_hash *rh)
609 {
610         int i;
611
612         /* wait for any recovering regions */
613         for (i = 0; i < MAX_RECOVERY; i++)
614                 down(&rh->recovery_count);
615 }
616
617 static void rh_start_recovery(struct region_hash *rh)
618 {
619         int i;
620
621         for (i = 0; i < MAX_RECOVERY; i++)
622                 up(&rh->recovery_count);
623
624         wake(rh->ms);
625 }
626
627 /*
628  * Every mirror should look like this one.
629  */
630 #define DEFAULT_MIRROR 0
631
632 /*
633  * This is yucky.  We squirrel the mirror_set struct away inside
634  * bi_next for write buffers.  This is safe since the bh
635  * doesn't get submitted to the lower levels of block layer.
636  */
637 static struct mirror_set *bio_get_ms(struct bio *bio)
638 {
639         return (struct mirror_set *) bio->bi_next;
640 }
641
642 static void bio_set_ms(struct bio *bio, struct mirror_set *ms)
643 {
644         bio->bi_next = (struct bio *) ms;
645 }
646
647 /*-----------------------------------------------------------------
648  * Recovery.
649  *
650  * When a mirror is first activated we may find that some regions
651  * are in the no-sync state.  We have to recover these by
652  * recopying from the default mirror to all the others.
653  *---------------------------------------------------------------*/
654 static void recovery_complete(int read_err, unsigned int write_err,
655                               void *context)
656 {
657         struct region *reg = (struct region *) context;
658
659         if (read_err)
660                 /* Read error means the failure of default mirror. */
661                 DMERR_LIMIT("Unable to read primary mirror during recovery");
662
663         if (write_err)
664                 DMERR_LIMIT("Write error during recovery (error = 0x%x)",
665                             write_err);
666
667         rh_recovery_end(reg, !(read_err || write_err));
668 }
669
670 static int recover(struct mirror_set *ms, struct region *reg)
671 {
672         int r;
673         unsigned int i;
674         struct io_region from, to[KCOPYD_MAX_REGIONS], *dest;
675         struct mirror *m;
676         unsigned long flags = 0;
677
678         /* fill in the source */
679         m = ms->default_mirror;
680         from.bdev = m->dev->bdev;
681         from.sector = m->offset + region_to_sector(reg->rh, reg->key);
682         if (reg->key == (ms->nr_regions - 1)) {
683                 /*
684                  * The final region may be smaller than
685                  * region_size.
686                  */
687                 from.count = ms->ti->len & (reg->rh->region_size - 1);
688                 if (!from.count)
689                         from.count = reg->rh->region_size;
690         } else
691                 from.count = reg->rh->region_size;
692
693         /* fill in the destinations */
694         for (i = 0, dest = to; i < ms->nr_mirrors; i++) {
695                 if (&ms->mirror[i] == ms->default_mirror)
696                         continue;
697
698                 m = ms->mirror + i;
699                 dest->bdev = m->dev->bdev;
700                 dest->sector = m->offset + region_to_sector(reg->rh, reg->key);
701                 dest->count = from.count;
702                 dest++;
703         }
704
705         /* hand to kcopyd */
706         set_bit(KCOPYD_IGNORE_ERROR, &flags);
707         r = kcopyd_copy(ms->kcopyd_client, &from, ms->nr_mirrors - 1, to, flags,
708                         recovery_complete, reg);
709
710         return r;
711 }
712
713 static void do_recovery(struct mirror_set *ms)
714 {
715         int r;
716         struct region *reg;
717         struct dirty_log *log = ms->rh.log;
718
719         /*
720          * Start quiescing some regions.
721          */
722         rh_recovery_prepare(&ms->rh);
723
724         /*
725          * Copy any already quiesced regions.
726          */
727         while ((reg = rh_recovery_start(&ms->rh))) {
728                 r = recover(ms, reg);
729                 if (r)
730                         rh_recovery_end(reg, 0);
731         }
732
733         /*
734          * Update the in sync flag.
735          */
736         if (!ms->in_sync &&
737             (log->type->get_sync_count(log) == ms->nr_regions)) {
738                 /* the sync is complete */
739                 dm_table_event(ms->ti->table);
740                 ms->in_sync = 1;
741         }
742 }
743
744 /*-----------------------------------------------------------------
745  * Reads
746  *---------------------------------------------------------------*/
747 static struct mirror *choose_mirror(struct mirror_set *ms, sector_t sector)
748 {
749         /* FIXME: add read balancing */
750         return ms->default_mirror;
751 }
752
753 /*
754  * remap a buffer to a particular mirror.
755  */
756 static void map_bio(struct mirror_set *ms, struct mirror *m, struct bio *bio)
757 {
758         bio->bi_bdev = m->dev->bdev;
759         bio->bi_sector = m->offset + (bio->bi_sector - ms->ti->begin);
760 }
761
762 static void do_reads(struct mirror_set *ms, struct bio_list *reads)
763 {
764         region_t region;
765         struct bio *bio;
766         struct mirror *m;
767
768         while ((bio = bio_list_pop(reads))) {
769                 region = bio_to_region(&ms->rh, bio);
770
771                 /*
772                  * We can only read balance if the region is in sync.
773                  */
774                 if (rh_in_sync(&ms->rh, region, 1))
775                         m = choose_mirror(ms, bio->bi_sector);
776                 else
777                         m = ms->default_mirror;
778
779                 map_bio(ms, m, bio);
780                 generic_make_request(bio);
781         }
782 }
783
784 /*-----------------------------------------------------------------
785  * Writes.
786  *
787  * We do different things with the write io depending on the
788  * state of the region that it's in:
789  *
790  * SYNC:        increment pending, use kcopyd to write to *all* mirrors
791  * RECOVERING:  delay the io until recovery completes
792  * NOSYNC:      increment pending, just write to the default mirror
793  *---------------------------------------------------------------*/
794 static void write_callback(unsigned long error, void *context)
795 {
796         unsigned int i;
797         int uptodate = 1;
798         struct bio *bio = (struct bio *) context;
799         struct mirror_set *ms;
800
801         ms = bio_get_ms(bio);
802         bio_set_ms(bio, NULL);
803
804         /*
805          * NOTE: We don't decrement the pending count here,
806          * instead it is done by the targets endio function.
807          * This way we handle both writes to SYNC and NOSYNC
808          * regions with the same code.
809          */
810
811         if (error) {
812                 /*
813                  * only error the io if all mirrors failed.
814                  * FIXME: bogus
815                  */
816                 uptodate = 0;
817                 for (i = 0; i < ms->nr_mirrors; i++)
818                         if (!test_bit(i, &error)) {
819                                 uptodate = 1;
820                                 break;
821                         }
822         }
823         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
824 }
825
826 static void do_write(struct mirror_set *ms, struct bio *bio)
827 {
828         unsigned int i;
829         struct io_region io[KCOPYD_MAX_REGIONS+1];
830         struct mirror *m;
831         struct dm_io_request io_req = {
832                 .bi_rw = WRITE,
833                 .mem.type = DM_IO_BVEC,
834                 .mem.ptr.bvec = bio->bi_io_vec + bio->bi_idx,
835                 .notify.fn = write_callback,
836                 .notify.context = bio,
837                 .client = ms->io_client,
838         };
839
840         for (i = 0; i < ms->nr_mirrors; i++) {
841                 m = ms->mirror + i;
842
843                 io[i].bdev = m->dev->bdev;
844                 io[i].sector = m->offset + (bio->bi_sector - ms->ti->begin);
845                 io[i].count = bio->bi_size >> 9;
846         }
847
848         bio_set_ms(bio, ms);
849
850         (void) dm_io(&io_req, ms->nr_mirrors, io, NULL);
851 }
852
853 static void do_writes(struct mirror_set *ms, struct bio_list *writes)
854 {
855         int state;
856         struct bio *bio;
857         struct bio_list sync, nosync, recover, *this_list = NULL;
858
859         if (!writes->head)
860                 return;
861
862         /*
863          * Classify each write.
864          */
865         bio_list_init(&sync);
866         bio_list_init(&nosync);
867         bio_list_init(&recover);
868
869         while ((bio = bio_list_pop(writes))) {
870                 state = rh_state(&ms->rh, bio_to_region(&ms->rh, bio), 1);
871                 switch (state) {
872                 case RH_CLEAN:
873                 case RH_DIRTY:
874                         this_list = &sync;
875                         break;
876
877                 case RH_NOSYNC:
878                         this_list = &nosync;
879                         break;
880
881                 case RH_RECOVERING:
882                         this_list = &recover;
883                         break;
884                 }
885
886                 bio_list_add(this_list, bio);
887         }
888
889         /*
890          * Increment the pending counts for any regions that will
891          * be written to (writes to recover regions are going to
892          * be delayed).
893          */
894         rh_inc_pending(&ms->rh, &sync);
895         rh_inc_pending(&ms->rh, &nosync);
896         ms->log_failure = rh_flush(&ms->rh) ? 1 : 0;
897
898         /*
899          * Dispatch io.
900          */
901         if (unlikely(ms->log_failure))
902                 while ((bio = bio_list_pop(&sync)))
903                         bio_endio(bio, bio->bi_size, -EIO);
904         else while ((bio = bio_list_pop(&sync)))
905                 do_write(ms, bio);
906
907         while ((bio = bio_list_pop(&recover)))
908                 rh_delay(&ms->rh, bio);
909
910         while ((bio = bio_list_pop(&nosync))) {
911                 map_bio(ms, ms->default_mirror, bio);
912                 generic_make_request(bio);
913         }
914 }
915
916 /*-----------------------------------------------------------------
917  * kmirrord
918  *---------------------------------------------------------------*/
919 static void do_mirror(struct work_struct *work)
920 {
921         struct mirror_set *ms =container_of(work, struct mirror_set,
922                                             kmirrord_work);
923         struct bio_list reads, writes;
924
925         spin_lock(&ms->lock);
926         reads = ms->reads;
927         writes = ms->writes;
928         bio_list_init(&ms->reads);
929         bio_list_init(&ms->writes);
930         spin_unlock(&ms->lock);
931
932         rh_update_states(&ms->rh);
933         do_recovery(ms);
934         do_reads(ms, &reads);
935         do_writes(ms, &writes);
936 }
937
938 /*-----------------------------------------------------------------
939  * Target functions
940  *---------------------------------------------------------------*/
941 static struct mirror_set *alloc_context(unsigned int nr_mirrors,
942                                         uint32_t region_size,
943                                         struct dm_target *ti,
944                                         struct dirty_log *dl)
945 {
946         size_t len;
947         struct mirror_set *ms = NULL;
948
949         if (array_too_big(sizeof(*ms), sizeof(ms->mirror[0]), nr_mirrors))
950                 return NULL;
951
952         len = sizeof(*ms) + (sizeof(ms->mirror[0]) * nr_mirrors);
953
954         ms = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
955         if (!ms) {
956                 ti->error = "Cannot allocate mirror context";
957                 return NULL;
958         }
959
960         memset(ms, 0, len);
961         spin_lock_init(&ms->lock);
962
963         ms->ti = ti;
964         ms->nr_mirrors = nr_mirrors;
965         ms->nr_regions = dm_sector_div_up(ti->len, region_size);
966         ms->in_sync = 0;
967         ms->default_mirror = &ms->mirror[DEFAULT_MIRROR];
968
969         ms->io_client = dm_io_client_create(DM_IO_PAGES);
970         if (IS_ERR(ms->io_client)) {
971                 ti->error = "Error creating dm_io client";
972                 kfree(ms);
973                 return NULL;
974         }
975
976         if (rh_init(&ms->rh, ms, dl, region_size, ms->nr_regions)) {
977                 ti->error = "Error creating dirty region hash";
978                 kfree(ms);
979                 return NULL;
980         }
981
982         return ms;
983 }
984
985 static void free_context(struct mirror_set *ms, struct dm_target *ti,
986                          unsigned int m)
987 {
988         while (m--)
989                 dm_put_device(ti, ms->mirror[m].dev);
990
991         dm_io_client_destroy(ms->io_client);
992         rh_exit(&ms->rh);
993         kfree(ms);
994 }
995
996 static inline int _check_region_size(struct dm_target *ti, uint32_t size)
997 {
998         return !(size % (PAGE_SIZE >> 9) || (size & (size - 1)) ||
999                  size > ti->len);
1000 }
1001
1002 static int get_mirror(struct mirror_set *ms, struct dm_target *ti,
1003                       unsigned int mirror, char **argv)
1004 {
1005         unsigned long long offset;
1006
1007         if (sscanf(argv[1], "%llu", &offset) != 1) {
1008                 ti->error = "Invalid offset";
1009                 return -EINVAL;
1010         }
1011
1012         if (dm_get_device(ti, argv[0], offset, ti->len,
1013                           dm_table_get_mode(ti->table),
1014                           &ms->mirror[mirror].dev)) {
1015                 ti->error = "Device lookup failure";
1016                 return -ENXIO;
1017         }
1018
1019         ms->mirror[mirror].offset = offset;
1020
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Create dirty log: log_type #log_params <log_params>
1026  */
1027 static struct dirty_log *create_dirty_log(struct dm_target *ti,
1028                                           unsigned int argc, char **argv,
1029                                           unsigned int *args_used)
1030 {
1031         unsigned int param_count;
1032         struct dirty_log *dl;
1033
1034         if (argc < 2) {
1035                 ti->error = "Insufficient mirror log arguments";
1036                 return NULL;
1037         }
1038
1039         if (sscanf(argv[1], "%u", &param_count) != 1) {
1040                 ti->error = "Invalid mirror log argument count";
1041                 return NULL;
1042         }
1043
1044         *args_used = 2 + param_count;
1045
1046         if (argc < *args_used) {
1047                 ti->error = "Insufficient mirror log arguments";
1048                 return NULL;
1049         }
1050
1051         dl = dm_create_dirty_log(argv[0], ti, param_count, argv + 2);
1052         if (!dl) {
1053                 ti->error = "Error creating mirror dirty log";
1054                 return NULL;
1055         }
1056
1057         if (!_check_region_size(ti, dl->type->get_region_size(dl))) {
1058                 ti->error = "Invalid region size";
1059                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1060                 return NULL;
1061         }
1062
1063         return dl;
1064 }
1065
1066 static int parse_features(struct mirror_set *ms, unsigned argc, char **argv,
1067                           unsigned *args_used)
1068 {
1069         unsigned num_features;
1070         struct dm_target *ti = ms->ti;
1071
1072         *args_used = 0;
1073
1074         if (!argc)
1075                 return 0;
1076
1077         if (sscanf(argv[0], "%u", &num_features) != 1) {
1078                 ti->error = "Invalid number of features";
1079                 return -EINVAL;
1080         }
1081
1082         argc--;
1083         argv++;
1084         (*args_used)++;
1085
1086         if (num_features > argc) {
1087                 ti->error = "Not enough arguments to support feature count";
1088                 return -EINVAL;
1089         }
1090
1091         if (!strcmp("handle_errors", argv[0]))
1092                 ms->features |= DM_RAID1_HANDLE_ERRORS;
1093         else {
1094                 ti->error = "Unrecognised feature requested";
1095                 return -EINVAL;
1096         }
1097
1098         (*args_used)++;
1099
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Construct a mirror mapping:
1105  *
1106  * log_type #log_params <log_params>
1107  * #mirrors [mirror_path offset]{2,}
1108  * [#features <features>]
1109  *
1110  * log_type is "core" or "disk"
1111  * #log_params is between 1 and 3
1112  *
1113  * If present, features must be "handle_errors".
1114  */
1115 static int mirror_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1116 {
1117         int r;
1118         unsigned int nr_mirrors, m, args_used;
1119         struct mirror_set *ms;
1120         struct dirty_log *dl;
1121
1122         dl = create_dirty_log(ti, argc, argv, &args_used);
1123         if (!dl)
1124                 return -EINVAL;
1125
1126         argv += args_used;
1127         argc -= args_used;
1128
1129         if (!argc || sscanf(argv[0], "%u", &nr_mirrors) != 1 ||
1130             nr_mirrors < 2 || nr_mirrors > KCOPYD_MAX_REGIONS + 1) {
1131                 ti->error = "Invalid number of mirrors";
1132                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1133                 return -EINVAL;
1134         }
1135
1136         argv++, argc--;
1137
1138         if (argc < nr_mirrors * 2) {
1139                 ti->error = "Too few mirror arguments";
1140                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1141                 return -EINVAL;
1142         }
1143
1144         ms = alloc_context(nr_mirrors, dl->type->get_region_size(dl), ti, dl);
1145         if (!ms) {
1146                 dm_destroy_dirty_log(dl);
1147                 return -ENOMEM;
1148         }
1149
1150         /* Get the mirror parameter sets */
1151         for (m = 0; m < nr_mirrors; m++) {
1152                 r = get_mirror(ms, ti, m, argv);
1153                 if (r) {
1154                         free_context(ms, ti, m);
1155                         return r;
1156                 }
1157                 argv += 2;
1158                 argc -= 2;
1159         }
1160
1161         ti->private = ms;
1162         ti->split_io = ms->rh.region_size;
1163
1164         ms->kmirrord_wq = create_singlethread_workqueue("kmirrord");
1165         if (!ms->kmirrord_wq) {
1166                 DMERR("couldn't start kmirrord");
1167                 free_context(ms, ti, m);
1168                 return -ENOMEM;
1169         }
1170         INIT_WORK(&ms->kmirrord_work, do_mirror);
1171
1172         r = parse_features(ms, argc, argv, &args_used);
1173         if (r) {
1174                 free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1175                 return r;
1176         }
1177
1178         argv += args_used;
1179         argc -= args_used;
1180
1181         /*
1182          * Any read-balancing addition depends on the
1183          * DM_RAID1_HANDLE_ERRORS flag being present.
1184          * This is because the decision to balance depends
1185          * on the sync state of a region.  If the above
1186          * flag is not present, we ignore errors; and
1187          * the sync state may be inaccurate.
1188          */
1189
1190         if (argc) {
1191                 ti->error = "Too many mirror arguments";
1192                 free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1193                 return -EINVAL;
1194         }
1195
1196         r = kcopyd_client_create(DM_IO_PAGES, &ms->kcopyd_client);
1197         if (r) {
1198                 destroy_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1199                 free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1200                 return r;
1201         }
1202
1203         wake(ms);
1204         return 0;
1205 }
1206
1207 static void mirror_dtr(struct dm_target *ti)
1208 {
1209         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1210
1211         flush_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1212         kcopyd_client_destroy(ms->kcopyd_client);
1213         destroy_workqueue(ms->kmirrord_wq);
1214         free_context(ms, ti, ms->nr_mirrors);
1215 }
1216
1217 static void queue_bio(struct mirror_set *ms, struct bio *bio, int rw)
1218 {
1219         int should_wake = 0;
1220         struct bio_list *bl;
1221
1222         bl = (rw == WRITE) ? &ms->writes : &ms->reads;
1223         spin_lock(&ms->lock);
1224         should_wake = !(bl->head);
1225         bio_list_add(bl, bio);
1226         spin_unlock(&ms->lock);
1227
1228         if (should_wake)
1229                 wake(ms);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Mirror mapping function
1234  */
1235 static int mirror_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1236                       union map_info *map_context)
1237 {
1238         int r, rw = bio_rw(bio);
1239         struct mirror *m;
1240         struct mirror_set *ms = ti->private;
1241
1242         map_context->ll = bio_to_region(&ms->rh, bio);
1243
1244         if (rw == WRITE) {
1245                 queue_bio(ms, bio, rw);
1246                 return DM_MAPIO_SUBMITTED;
1247         }
1248
1249         r = ms->rh.log->type->in_sync(ms->rh.log,
1250                                       bio_to_region(&ms->rh, bio), 0);
1251         if (r < 0 && r != -EWOULDBLOCK)
1252                 return r;
1253
1254         if (r == -EWOULDBLOCK)  /* FIXME: ugly */
1255                 r = DM_MAPIO_SUBMITTED;
1256
1257         /*
1258          * We don't want to fast track a recovery just for a read
1259          * ahead.  So we just let it silently fail.
1260          * FIXME: get rid of this.
1261          */
1262         if (!r && rw == READA)
1263                 return -EIO;
1264
1265         if (!r) {
1266                 /* Pass this io over to the daemon */
1267                 queue_bio(ms, bio, rw);
1268                 return DM_MAPIO_SUBMITTED;
1269         }
1270
1271         m = choose_mirror(ms, bio->bi_sector);
1272         if (!m)
1273                 return -EIO;
1274
1275         map_bio(ms, m, bio);
1276         return DM_MAPIO_REMAPPED;
1277 }
1278
1279 static int mirror_end_io(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1280                          int error, union map_info *map_context)
1281 {
1282         int rw = bio_rw(bio);
1283         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1284         region_t region = map_context->ll;
1285
1286         /*
1287          * We need to dec pending if this was a write.
1288          */
1289         if (rw == WRITE)
1290                 rh_dec(&ms->rh, region);
1291
1292         return 0;
1293 }
1294
1295 static void mirror_postsuspend(struct dm_target *ti)
1296 {
1297         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1298         struct dirty_log *log = ms->rh.log;
1299
1300         rh_stop_recovery(&ms->rh);
1301
1302         /* Wait for all I/O we generated to complete */
1303         wait_event(_kmirrord_recovery_stopped,
1304                    !atomic_read(&ms->rh.recovery_in_flight));
1305
1306         if (log->type->suspend && log->type->suspend(log))
1307                 /* FIXME: need better error handling */
1308                 DMWARN("log suspend failed");
1309 }
1310
1311 static void mirror_resume(struct dm_target *ti)
1312 {
1313         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1314         struct dirty_log *log = ms->rh.log;
1315         if (log->type->resume && log->type->resume(log))
1316                 /* FIXME: need better error handling */
1317                 DMWARN("log resume failed");
1318         rh_start_recovery(&ms->rh);
1319 }
1320
1321 static int mirror_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
1322                          char *result, unsigned int maxlen)
1323 {
1324         unsigned int m, sz = 0;
1325         struct mirror_set *ms = (struct mirror_set *) ti->private;
1326
1327         switch (type) {
1328         case STATUSTYPE_INFO:
1329                 DMEMIT("%d ", ms->nr_mirrors);
1330                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++)
1331                         DMEMIT("%s ", ms->mirror[m].dev->name);
1332
1333                 DMEMIT("%llu/%llu 0 ",
1334                         (unsigned long long)ms->rh.log->type->
1335                                 get_sync_count(ms->rh.log),
1336                         (unsigned long long)ms->nr_regions);
1337
1338                 sz += ms->rh.log->type->status(ms->rh.log, type, result+sz, maxlen-sz);
1339
1340                 break;
1341
1342         case STATUSTYPE_TABLE:
1343                 sz = ms->rh.log->type->status(ms->rh.log, type, result, maxlen);
1344
1345                 DMEMIT("%d", ms->nr_mirrors);
1346                 for (m = 0; m < ms->nr_mirrors; m++)
1347                         DMEMIT(" %s %llu", ms->mirror[m].dev->name,
1348                                 (unsigned long long)ms->mirror[m].offset);
1349
1350                 if (ms->features & DM_RAID1_HANDLE_ERRORS)
1351                         DMEMIT(" 1 handle_errors");
1352         }
1353
1354         return 0;
1355 }
1356
1357 static struct target_type mirror_target = {
1358         .name    = "mirror",
1359         .version = {1, 0, 3},
1360         .module  = THIS_MODULE,
1361         .ctr     = mirror_ctr,
1362         .dtr     = mirror_dtr,
1363         .map     = mirror_map,
1364         .end_io  = mirror_end_io,
1365         .postsuspend = mirror_postsuspend,
1366         .resume  = mirror_resume,
1367         .status  = mirror_status,
1368 };
1369
1370 static int __init dm_mirror_init(void)
1371 {
1372         int r;
1373
1374         r = dm_dirty_log_init();
1375         if (r)
1376                 return r;
1377
1378         r = dm_register_target(&mirror_target);
1379         if (r < 0) {
1380                 DMERR("Failed to register mirror target");
1381                 dm_dirty_log_exit();
1382         }
1383
1384         return r;
1385 }
1386
1387 static void __exit dm_mirror_exit(void)
1388 {
1389         int r;
1390
1391         r = dm_unregister_target(&mirror_target);
1392         if (r < 0)
1393                 DMERR("unregister failed %d", r);
1394
1395         dm_dirty_log_exit();
1396 }
1397
1398 /* Module hooks */
1399 module_init(dm_mirror_init);
1400 module_exit(dm_mirror_exit);
1401
1402 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " mirror target");
1403 MODULE_AUTHOR("Joe Thornber");
1404 MODULE_LICENSE("GPL");