block: convert blkdev_issue_flush() to use empty barriers
[linux-2.6.git] / drivers / md / raid0.c
1 /*
2    raid0.c : Multiple Devices driver for Linux
3              Copyright (C) 1994-96 Marc ZYNGIER
4              <zyngier@ufr-info-p7.ibp.fr> or
5              <maz@gloups.fdn.fr>
6              Copyright (C) 1999, 2000 Ingo Molnar, Red Hat
7
8
9    RAID-0 management functions.
10
11    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
12    it under the terms of the GNU General Public License as published by
13    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
14    any later version.
15    
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    (for example /usr/src/linux/COPYING); if not, write to the Free
18    Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  
19 */
20
21 #include <linux/module.h>
22 #include <linux/raid/raid0.h>
23
24 #define MAJOR_NR MD_MAJOR
25 #define MD_DRIVER
26 #define MD_PERSONALITY
27
28 static void raid0_unplug(struct request_queue *q)
29 {
30         mddev_t *mddev = q->queuedata;
31         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
32         mdk_rdev_t **devlist = conf->strip_zone[0].dev;
33         int i;
34
35         for (i=0; i<mddev->raid_disks; i++) {
36                 struct request_queue *r_queue = bdev_get_queue(devlist[i]->bdev);
37
38                 if (r_queue->unplug_fn)
39                         r_queue->unplug_fn(r_queue);
40         }
41 }
42
43 static int raid0_congested(void *data, int bits)
44 {
45         mddev_t *mddev = data;
46         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
47         mdk_rdev_t **devlist = conf->strip_zone[0].dev;
48         int i, ret = 0;
49
50         for (i = 0; i < mddev->raid_disks && !ret ; i++) {
51                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(devlist[i]->bdev);
52
53                 ret |= bdi_congested(&q->backing_dev_info, bits);
54         }
55         return ret;
56 }
57
58
59 static int create_strip_zones (mddev_t *mddev)
60 {
61         int i, c, j;
62         sector_t current_offset, curr_zone_offset;
63         sector_t min_spacing;
64         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
65         mdk_rdev_t *smallest, *rdev1, *rdev2, *rdev;
66         struct list_head *tmp1, *tmp2;
67         struct strip_zone *zone;
68         int cnt;
69         char b[BDEVNAME_SIZE];
70  
71         /*
72          * The number of 'same size groups'
73          */
74         conf->nr_strip_zones = 0;
75  
76         ITERATE_RDEV(mddev,rdev1,tmp1) {
77                 printk("raid0: looking at %s\n",
78                         bdevname(rdev1->bdev,b));
79                 c = 0;
80                 ITERATE_RDEV(mddev,rdev2,tmp2) {
81                         printk("raid0:   comparing %s(%llu)",
82                                bdevname(rdev1->bdev,b),
83                                (unsigned long long)rdev1->size);
84                         printk(" with %s(%llu)\n",
85                                bdevname(rdev2->bdev,b),
86                                (unsigned long long)rdev2->size);
87                         if (rdev2 == rdev1) {
88                                 printk("raid0:   END\n");
89                                 break;
90                         }
91                         if (rdev2->size == rdev1->size)
92                         {
93                                 /*
94                                  * Not unique, don't count it as a new
95                                  * group
96                                  */
97                                 printk("raid0:   EQUAL\n");
98                                 c = 1;
99                                 break;
100                         }
101                         printk("raid0:   NOT EQUAL\n");
102                 }
103                 if (!c) {
104                         printk("raid0:   ==> UNIQUE\n");
105                         conf->nr_strip_zones++;
106                         printk("raid0: %d zones\n", conf->nr_strip_zones);
107                 }
108         }
109         printk("raid0: FINAL %d zones\n", conf->nr_strip_zones);
110
111         conf->strip_zone = kzalloc(sizeof(struct strip_zone)*
112                                 conf->nr_strip_zones, GFP_KERNEL);
113         if (!conf->strip_zone)
114                 return 1;
115         conf->devlist = kzalloc(sizeof(mdk_rdev_t*)*
116                                 conf->nr_strip_zones*mddev->raid_disks,
117                                 GFP_KERNEL);
118         if (!conf->devlist)
119                 return 1;
120
121         /* The first zone must contain all devices, so here we check that
122          * there is a proper alignment of slots to devices and find them all
123          */
124         zone = &conf->strip_zone[0];
125         cnt = 0;
126         smallest = NULL;
127         zone->dev = conf->devlist;
128         ITERATE_RDEV(mddev, rdev1, tmp1) {
129                 int j = rdev1->raid_disk;
130
131                 if (j < 0 || j >= mddev->raid_disks) {
132                         printk("raid0: bad disk number %d - aborting!\n", j);
133                         goto abort;
134                 }
135                 if (zone->dev[j]) {
136                         printk("raid0: multiple devices for %d - aborting!\n",
137                                 j);
138                         goto abort;
139                 }
140                 zone->dev[j] = rdev1;
141
142                 blk_queue_stack_limits(mddev->queue,
143                                        rdev1->bdev->bd_disk->queue);
144                 /* as we don't honour merge_bvec_fn, we must never risk
145                  * violating it, so limit ->max_sector to one PAGE, as
146                  * a one page request is never in violation.
147                  */
148
149                 if (rdev1->bdev->bd_disk->queue->merge_bvec_fn &&
150                     mddev->queue->max_sectors > (PAGE_SIZE>>9))
151                         blk_queue_max_sectors(mddev->queue, PAGE_SIZE>>9);
152
153                 if (!smallest || (rdev1->size <smallest->size))
154                         smallest = rdev1;
155                 cnt++;
156         }
157         if (cnt != mddev->raid_disks) {
158                 printk("raid0: too few disks (%d of %d) - aborting!\n",
159                         cnt, mddev->raid_disks);
160                 goto abort;
161         }
162         zone->nb_dev = cnt;
163         zone->size = smallest->size * cnt;
164         zone->zone_offset = 0;
165
166         current_offset = smallest->size;
167         curr_zone_offset = zone->size;
168
169         /* now do the other zones */
170         for (i = 1; i < conf->nr_strip_zones; i++)
171         {
172                 zone = conf->strip_zone + i;
173                 zone->dev = conf->strip_zone[i-1].dev + mddev->raid_disks;
174
175                 printk("raid0: zone %d\n", i);
176                 zone->dev_offset = current_offset;
177                 smallest = NULL;
178                 c = 0;
179
180                 for (j=0; j<cnt; j++) {
181                         char b[BDEVNAME_SIZE];
182                         rdev = conf->strip_zone[0].dev[j];
183                         printk("raid0: checking %s ...", bdevname(rdev->bdev,b));
184                         if (rdev->size > current_offset)
185                         {
186                                 printk(" contained as device %d\n", c);
187                                 zone->dev[c] = rdev;
188                                 c++;
189                                 if (!smallest || (rdev->size <smallest->size)) {
190                                         smallest = rdev;
191                                         printk("  (%llu) is smallest!.\n", 
192                                                 (unsigned long long)rdev->size);
193                                 }
194                         } else
195                                 printk(" nope.\n");
196                 }
197
198                 zone->nb_dev = c;
199                 zone->size = (smallest->size - current_offset) * c;
200                 printk("raid0: zone->nb_dev: %d, size: %llu\n",
201                         zone->nb_dev, (unsigned long long)zone->size);
202
203                 zone->zone_offset = curr_zone_offset;
204                 curr_zone_offset += zone->size;
205
206                 current_offset = smallest->size;
207                 printk("raid0: current zone offset: %llu\n",
208                         (unsigned long long)current_offset);
209         }
210
211         /* Now find appropriate hash spacing.
212          * We want a number which causes most hash entries to cover
213          * at most two strips, but the hash table must be at most
214          * 1 PAGE.  We choose the smallest strip, or contiguous collection
215          * of strips, that has big enough size.  We never consider the last
216          * strip though as it's size has no bearing on the efficacy of the hash
217          * table.
218          */
219         conf->hash_spacing = curr_zone_offset;
220         min_spacing = curr_zone_offset;
221         sector_div(min_spacing, PAGE_SIZE/sizeof(struct strip_zone*));
222         for (i=0; i < conf->nr_strip_zones-1; i++) {
223                 sector_t sz = 0;
224                 for (j=i; j<conf->nr_strip_zones-1 &&
225                              sz < min_spacing ; j++)
226                         sz += conf->strip_zone[j].size;
227                 if (sz >= min_spacing && sz < conf->hash_spacing)
228                         conf->hash_spacing = sz;
229         }
230
231         mddev->queue->unplug_fn = raid0_unplug;
232
233         mddev->queue->backing_dev_info.congested_fn = raid0_congested;
234         mddev->queue->backing_dev_info.congested_data = mddev;
235
236         printk("raid0: done.\n");
237         return 0;
238  abort:
239         return 1;
240 }
241
242 /**
243  *      raid0_mergeable_bvec -- tell bio layer if a two requests can be merged
244  *      @q: request queue
245  *      @bio: the buffer head that's been built up so far
246  *      @biovec: the request that could be merged to it.
247  *
248  *      Return amount of bytes we can accept at this offset
249  */
250 static int raid0_mergeable_bvec(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct bio_vec *biovec)
251 {
252         mddev_t *mddev = q->queuedata;
253         sector_t sector = bio->bi_sector + get_start_sect(bio->bi_bdev);
254         int max;
255         unsigned int chunk_sectors = mddev->chunk_size >> 9;
256         unsigned int bio_sectors = bio->bi_size >> 9;
257
258         max =  (chunk_sectors - ((sector & (chunk_sectors - 1)) + bio_sectors)) << 9;
259         if (max < 0) max = 0; /* bio_add cannot handle a negative return */
260         if (max <= biovec->bv_len && bio_sectors == 0)
261                 return biovec->bv_len;
262         else 
263                 return max;
264 }
265
266 static int raid0_run (mddev_t *mddev)
267 {
268         unsigned  cur=0, i=0, nb_zone;
269         s64 size;
270         raid0_conf_t *conf;
271         mdk_rdev_t *rdev;
272         struct list_head *tmp;
273
274         if (mddev->chunk_size == 0) {
275                 printk(KERN_ERR "md/raid0: non-zero chunk size required.\n");
276                 return -EINVAL;
277         }
278         printk(KERN_INFO "%s: setting max_sectors to %d, segment boundary to %d\n",
279                mdname(mddev),
280                mddev->chunk_size >> 9,
281                (mddev->chunk_size>>1)-1);
282         blk_queue_max_sectors(mddev->queue, mddev->chunk_size >> 9);
283         blk_queue_segment_boundary(mddev->queue, (mddev->chunk_size>>1) - 1);
284
285         conf = kmalloc(sizeof (raid0_conf_t), GFP_KERNEL);
286         if (!conf)
287                 goto out;
288         mddev->private = (void *)conf;
289  
290         conf->strip_zone = NULL;
291         conf->devlist = NULL;
292         if (create_strip_zones (mddev)) 
293                 goto out_free_conf;
294
295         /* calculate array device size */
296         mddev->array_size = 0;
297         ITERATE_RDEV(mddev,rdev,tmp)
298                 mddev->array_size += rdev->size;
299
300         printk("raid0 : md_size is %llu blocks.\n", 
301                 (unsigned long long)mddev->array_size);
302         printk("raid0 : conf->hash_spacing is %llu blocks.\n",
303                 (unsigned long long)conf->hash_spacing);
304         {
305                 sector_t s = mddev->array_size;
306                 sector_t space = conf->hash_spacing;
307                 int round;
308                 conf->preshift = 0;
309                 if (sizeof(sector_t) > sizeof(u32)) {
310                         /*shift down space and s so that sector_div will work */
311                         while (space > (sector_t) (~(u32)0)) {
312                                 s >>= 1;
313                                 space >>= 1;
314                                 s += 1; /* force round-up */
315                                 conf->preshift++;
316                         }
317                 }
318                 round = sector_div(s, (u32)space) ? 1 : 0;
319                 nb_zone = s + round;
320         }
321         printk("raid0 : nb_zone is %d.\n", nb_zone);
322
323         printk("raid0 : Allocating %Zd bytes for hash.\n",
324                                 nb_zone*sizeof(struct strip_zone*));
325         conf->hash_table = kmalloc (sizeof (struct strip_zone *)*nb_zone, GFP_KERNEL);
326         if (!conf->hash_table)
327                 goto out_free_conf;
328         size = conf->strip_zone[cur].size;
329
330         conf->hash_table[0] = conf->strip_zone + cur;
331         for (i=1; i< nb_zone; i++) {
332                 while (size <= conf->hash_spacing) {
333                         cur++;
334                         size += conf->strip_zone[cur].size;
335                 }
336                 size -= conf->hash_spacing;
337                 conf->hash_table[i] = conf->strip_zone + cur;
338         }
339         if (conf->preshift) {
340                 conf->hash_spacing >>= conf->preshift;
341                 /* round hash_spacing up so when we divide by it, we
342                  * err on the side of too-low, which is safest
343                  */
344                 conf->hash_spacing++;
345         }
346
347         /* calculate the max read-ahead size.
348          * For read-ahead of large files to be effective, we need to
349          * readahead at least twice a whole stripe. i.e. number of devices
350          * multiplied by chunk size times 2.
351          * If an individual device has an ra_pages greater than the
352          * chunk size, then we will not drive that device as hard as it
353          * wants.  We consider this a configuration error: a larger
354          * chunksize should be used in that case.
355          */
356         {
357                 int stripe = mddev->raid_disks * mddev->chunk_size / PAGE_SIZE;
358                 if (mddev->queue->backing_dev_info.ra_pages < 2* stripe)
359                         mddev->queue->backing_dev_info.ra_pages = 2* stripe;
360         }
361
362
363         blk_queue_merge_bvec(mddev->queue, raid0_mergeable_bvec);
364         return 0;
365
366 out_free_conf:
367         kfree(conf->strip_zone);
368         kfree(conf->devlist);
369         kfree(conf);
370         mddev->private = NULL;
371 out:
372         return -ENOMEM;
373 }
374
375 static int raid0_stop (mddev_t *mddev)
376 {
377         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
378
379         blk_sync_queue(mddev->queue); /* the unplug fn references 'conf'*/
380         kfree(conf->hash_table);
381         conf->hash_table = NULL;
382         kfree(conf->strip_zone);
383         conf->strip_zone = NULL;
384         kfree(conf);
385         mddev->private = NULL;
386
387         return 0;
388 }
389
390 static int raid0_make_request (struct request_queue *q, struct bio *bio)
391 {
392         mddev_t *mddev = q->queuedata;
393         unsigned int sect_in_chunk, chunksize_bits,  chunk_size, chunk_sects;
394         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
395         struct strip_zone *zone;
396         mdk_rdev_t *tmp_dev;
397         sector_t chunk;
398         sector_t block, rsect;
399         const int rw = bio_data_dir(bio);
400
401         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
402                 bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
403                 return 0;
404         }
405
406         disk_stat_inc(mddev->gendisk, ios[rw]);
407         disk_stat_add(mddev->gendisk, sectors[rw], bio_sectors(bio));
408
409         chunk_size = mddev->chunk_size >> 10;
410         chunk_sects = mddev->chunk_size >> 9;
411         chunksize_bits = ffz(~chunk_size);
412         block = bio->bi_sector >> 1;
413         
414
415         if (unlikely(chunk_sects < (bio->bi_sector & (chunk_sects - 1)) + (bio->bi_size >> 9))) {
416                 struct bio_pair *bp;
417                 /* Sanity check -- queue functions should prevent this happening */
418                 if (bio->bi_vcnt != 1 ||
419                     bio->bi_idx != 0)
420                         goto bad_map;
421                 /* This is a one page bio that upper layers
422                  * refuse to split for us, so we need to split it.
423                  */
424                 bp = bio_split(bio, bio_split_pool, chunk_sects - (bio->bi_sector & (chunk_sects - 1)) );
425                 if (raid0_make_request(q, &bp->bio1))
426                         generic_make_request(&bp->bio1);
427                 if (raid0_make_request(q, &bp->bio2))
428                         generic_make_request(&bp->bio2);
429
430                 bio_pair_release(bp);
431                 return 0;
432         }
433  
434
435         {
436                 sector_t x = block >> conf->preshift;
437                 sector_div(x, (u32)conf->hash_spacing);
438                 zone = conf->hash_table[x];
439         }
440  
441         while (block >= (zone->zone_offset + zone->size)) 
442                 zone++;
443     
444         sect_in_chunk = bio->bi_sector & ((chunk_size<<1) -1);
445
446
447         {
448                 sector_t x =  (block - zone->zone_offset) >> chunksize_bits;
449
450                 sector_div(x, zone->nb_dev);
451                 chunk = x;
452
453                 x = block >> chunksize_bits;
454                 tmp_dev = zone->dev[sector_div(x, zone->nb_dev)];
455         }
456         rsect = (((chunk << chunksize_bits) + zone->dev_offset)<<1)
457                 + sect_in_chunk;
458  
459         bio->bi_bdev = tmp_dev->bdev;
460         bio->bi_sector = rsect + tmp_dev->data_offset;
461
462         /*
463          * Let the main block layer submit the IO and resolve recursion:
464          */
465         return 1;
466
467 bad_map:
468         printk("raid0_make_request bug: can't convert block across chunks"
469                 " or bigger than %dk %llu %d\n", chunk_size, 
470                 (unsigned long long)bio->bi_sector, bio->bi_size >> 10);
471
472         bio_io_error(bio);
473         return 0;
474 }
475                            
476 static void raid0_status (struct seq_file *seq, mddev_t *mddev)
477 {
478 #undef MD_DEBUG
479 #ifdef MD_DEBUG
480         int j, k, h;
481         char b[BDEVNAME_SIZE];
482         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
483   
484         h = 0;
485         for (j = 0; j < conf->nr_strip_zones; j++) {
486                 seq_printf(seq, "      z%d", j);
487                 if (conf->hash_table[h] == conf->strip_zone+j)
488                         seq_printf("(h%d)", h++);
489                 seq_printf(seq, "=[");
490                 for (k = 0; k < conf->strip_zone[j].nb_dev; k++)
491                         seq_printf (seq, "%s/", bdevname(
492                                 conf->strip_zone[j].dev[k]->bdev,b));
493
494                 seq_printf (seq, "] zo=%d do=%d s=%d\n",
495                                 conf->strip_zone[j].zone_offset,
496                                 conf->strip_zone[j].dev_offset,
497                                 conf->strip_zone[j].size);
498         }
499 #endif
500         seq_printf(seq, " %dk chunks", mddev->chunk_size/1024);
501         return;
502 }
503
504 static struct mdk_personality raid0_personality=
505 {
506         .name           = "raid0",
507         .level          = 0,
508         .owner          = THIS_MODULE,
509         .make_request   = raid0_make_request,
510         .run            = raid0_run,
511         .stop           = raid0_stop,
512         .status         = raid0_status,
513 };
514
515 static int __init raid0_init (void)
516 {
517         return register_md_personality (&raid0_personality);
518 }
519
520 static void raid0_exit (void)
521 {
522         unregister_md_personality (&raid0_personality);
523 }
524
525 module_init(raid0_init);
526 module_exit(raid0_exit);
527 MODULE_LICENSE("GPL");
528 MODULE_ALIAS("md-personality-2"); /* RAID0 */
529 MODULE_ALIAS("md-raid0");
530 MODULE_ALIAS("md-level-0");