block: move stats from disk to part0
[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                 blk_unplug(r_queue);
39         }
40 }
41
42 static int raid0_congested(void *data, int bits)
43 {
44         mddev_t *mddev = data;
45         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
46         mdk_rdev_t **devlist = conf->strip_zone[0].dev;
47         int i, ret = 0;
48
49         for (i = 0; i < mddev->raid_disks && !ret ; i++) {
50                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(devlist[i]->bdev);
51
52                 ret |= bdi_congested(&q->backing_dev_info, bits);
53         }
54         return ret;
55 }
56
57
58 static int create_strip_zones (mddev_t *mddev)
59 {
60         int i, c, j;
61         sector_t current_offset, curr_zone_offset;
62         sector_t min_spacing;
63         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
64         mdk_rdev_t *smallest, *rdev1, *rdev2, *rdev;
65         struct list_head *tmp1, *tmp2;
66         struct strip_zone *zone;
67         int cnt;
68         char b[BDEVNAME_SIZE];
69  
70         /*
71          * The number of 'same size groups'
72          */
73         conf->nr_strip_zones = 0;
74  
75         rdev_for_each(rdev1, tmp1, mddev) {
76                 printk("raid0: looking at %s\n",
77                         bdevname(rdev1->bdev,b));
78                 c = 0;
79                 rdev_for_each(rdev2, tmp2, mddev) {
80                         printk("raid0:   comparing %s(%llu)",
81                                bdevname(rdev1->bdev,b),
82                                (unsigned long long)rdev1->size);
83                         printk(" with %s(%llu)\n",
84                                bdevname(rdev2->bdev,b),
85                                (unsigned long long)rdev2->size);
86                         if (rdev2 == rdev1) {
87                                 printk("raid0:   END\n");
88                                 break;
89                         }
90                         if (rdev2->size == rdev1->size)
91                         {
92                                 /*
93                                  * Not unique, don't count it as a new
94                                  * group
95                                  */
96                                 printk("raid0:   EQUAL\n");
97                                 c = 1;
98                                 break;
99                         }
100                         printk("raid0:   NOT EQUAL\n");
101                 }
102                 if (!c) {
103                         printk("raid0:   ==> UNIQUE\n");
104                         conf->nr_strip_zones++;
105                         printk("raid0: %d zones\n", conf->nr_strip_zones);
106                 }
107         }
108         printk("raid0: FINAL %d zones\n", conf->nr_strip_zones);
109
110         conf->strip_zone = kzalloc(sizeof(struct strip_zone)*
111                                 conf->nr_strip_zones, GFP_KERNEL);
112         if (!conf->strip_zone)
113                 return 1;
114         conf->devlist = kzalloc(sizeof(mdk_rdev_t*)*
115                                 conf->nr_strip_zones*mddev->raid_disks,
116                                 GFP_KERNEL);
117         if (!conf->devlist)
118                 return 1;
119
120         /* The first zone must contain all devices, so here we check that
121          * there is a proper alignment of slots to devices and find them all
122          */
123         zone = &conf->strip_zone[0];
124         cnt = 0;
125         smallest = NULL;
126         zone->dev = conf->devlist;
127         rdev_for_each(rdev1, tmp1, mddev) {
128                 int j = rdev1->raid_disk;
129
130                 if (j < 0 || j >= mddev->raid_disks) {
131                         printk("raid0: bad disk number %d - aborting!\n", j);
132                         goto abort;
133                 }
134                 if (zone->dev[j]) {
135                         printk("raid0: multiple devices for %d - aborting!\n",
136                                 j);
137                         goto abort;
138                 }
139                 zone->dev[j] = rdev1;
140
141                 blk_queue_stack_limits(mddev->queue,
142                                        rdev1->bdev->bd_disk->queue);
143                 /* as we don't honour merge_bvec_fn, we must never risk
144                  * violating it, so limit ->max_sector to one PAGE, as
145                  * a one page request is never in violation.
146                  */
147
148                 if (rdev1->bdev->bd_disk->queue->merge_bvec_fn &&
149                     mddev->queue->max_sectors > (PAGE_SIZE>>9))
150                         blk_queue_max_sectors(mddev->queue, PAGE_SIZE>>9);
151
152                 if (!smallest || (rdev1->size <smallest->size))
153                         smallest = rdev1;
154                 cnt++;
155         }
156         if (cnt != mddev->raid_disks) {
157                 printk("raid0: too few disks (%d of %d) - aborting!\n",
158                         cnt, mddev->raid_disks);
159                 goto abort;
160         }
161         zone->nb_dev = cnt;
162         zone->size = smallest->size * cnt;
163         zone->zone_offset = 0;
164
165         current_offset = smallest->size;
166         curr_zone_offset = zone->size;
167
168         /* now do the other zones */
169         for (i = 1; i < conf->nr_strip_zones; i++)
170         {
171                 zone = conf->strip_zone + i;
172                 zone->dev = conf->strip_zone[i-1].dev + mddev->raid_disks;
173
174                 printk("raid0: zone %d\n", i);
175                 zone->dev_offset = current_offset;
176                 smallest = NULL;
177                 c = 0;
178
179                 for (j=0; j<cnt; j++) {
180                         char b[BDEVNAME_SIZE];
181                         rdev = conf->strip_zone[0].dev[j];
182                         printk("raid0: checking %s ...", bdevname(rdev->bdev,b));
183                         if (rdev->size > current_offset)
184                         {
185                                 printk(" contained as device %d\n", c);
186                                 zone->dev[c] = rdev;
187                                 c++;
188                                 if (!smallest || (rdev->size <smallest->size)) {
189                                         smallest = rdev;
190                                         printk("  (%llu) is smallest!.\n", 
191                                                 (unsigned long long)rdev->size);
192                                 }
193                         } else
194                                 printk(" nope.\n");
195                 }
196
197                 zone->nb_dev = c;
198                 zone->size = (smallest->size - current_offset) * c;
199                 printk("raid0: zone->nb_dev: %d, size: %llu\n",
200                         zone->nb_dev, (unsigned long long)zone->size);
201
202                 zone->zone_offset = curr_zone_offset;
203                 curr_zone_offset += zone->size;
204
205                 current_offset = smallest->size;
206                 printk("raid0: current zone offset: %llu\n",
207                         (unsigned long long)current_offset);
208         }
209
210         /* Now find appropriate hash spacing.
211          * We want a number which causes most hash entries to cover
212          * at most two strips, but the hash table must be at most
213          * 1 PAGE.  We choose the smallest strip, or contiguous collection
214          * of strips, that has big enough size.  We never consider the last
215          * strip though as it's size has no bearing on the efficacy of the hash
216          * table.
217          */
218         conf->hash_spacing = curr_zone_offset;
219         min_spacing = curr_zone_offset;
220         sector_div(min_spacing, PAGE_SIZE/sizeof(struct strip_zone*));
221         for (i=0; i < conf->nr_strip_zones-1; i++) {
222                 sector_t sz = 0;
223                 for (j=i; j<conf->nr_strip_zones-1 &&
224                              sz < min_spacing ; j++)
225                         sz += conf->strip_zone[j].size;
226                 if (sz >= min_spacing && sz < conf->hash_spacing)
227                         conf->hash_spacing = sz;
228         }
229
230         mddev->queue->unplug_fn = raid0_unplug;
231
232         mddev->queue->backing_dev_info.congested_fn = raid0_congested;
233         mddev->queue->backing_dev_info.congested_data = mddev;
234
235         printk("raid0: done.\n");
236         return 0;
237  abort:
238         return 1;
239 }
240
241 /**
242  *      raid0_mergeable_bvec -- tell bio layer if a two requests can be merged
243  *      @q: request queue
244  *      @bvm: properties of new bio
245  *      @biovec: the request that could be merged to it.
246  *
247  *      Return amount of bytes we can accept at this offset
248  */
249 static int raid0_mergeable_bvec(struct request_queue *q,
250                                 struct bvec_merge_data *bvm,
251                                 struct bio_vec *biovec)
252 {
253         mddev_t *mddev = q->queuedata;
254         sector_t sector = bvm->bi_sector + get_start_sect(bvm->bi_bdev);
255         int max;
256         unsigned int chunk_sectors = mddev->chunk_size >> 9;
257         unsigned int bio_sectors = bvm->bi_size >> 9;
258
259         max =  (chunk_sectors - ((sector & (chunk_sectors - 1)) + bio_sectors)) << 9;
260         if (max < 0) max = 0; /* bio_add cannot handle a negative return */
261         if (max <= biovec->bv_len && bio_sectors == 0)
262                 return biovec->bv_len;
263         else 
264                 return max;
265 }
266
267 static int raid0_run (mddev_t *mddev)
268 {
269         unsigned  cur=0, i=0, nb_zone;
270         s64 size;
271         raid0_conf_t *conf;
272         mdk_rdev_t *rdev;
273         struct list_head *tmp;
274
275         if (mddev->chunk_size == 0) {
276                 printk(KERN_ERR "md/raid0: non-zero chunk size required.\n");
277                 return -EINVAL;
278         }
279         printk(KERN_INFO "%s: setting max_sectors to %d, segment boundary to %d\n",
280                mdname(mddev),
281                mddev->chunk_size >> 9,
282                (mddev->chunk_size>>1)-1);
283         blk_queue_max_sectors(mddev->queue, mddev->chunk_size >> 9);
284         blk_queue_segment_boundary(mddev->queue, (mddev->chunk_size>>1) - 1);
285         mddev->queue->queue_lock = &mddev->queue->__queue_lock;
286
287         conf = kmalloc(sizeof (raid0_conf_t), GFP_KERNEL);
288         if (!conf)
289                 goto out;
290         mddev->private = (void *)conf;
291  
292         conf->strip_zone = NULL;
293         conf->devlist = NULL;
294         if (create_strip_zones (mddev)) 
295                 goto out_free_conf;
296
297         /* calculate array device size */
298         mddev->array_sectors = 0;
299         rdev_for_each(rdev, tmp, mddev)
300                 mddev->array_sectors += rdev->size * 2;
301
302         printk("raid0 : md_size is %llu blocks.\n", 
303                 (unsigned long long)mddev->array_sectors / 2);
304         printk("raid0 : conf->hash_spacing is %llu blocks.\n",
305                 (unsigned long long)conf->hash_spacing);
306         {
307                 sector_t s = mddev->array_sectors / 2;
308                 sector_t space = conf->hash_spacing;
309                 int round;
310                 conf->preshift = 0;
311                 if (sizeof(sector_t) > sizeof(u32)) {
312                         /*shift down space and s so that sector_div will work */
313                         while (space > (sector_t) (~(u32)0)) {
314                                 s >>= 1;
315                                 space >>= 1;
316                                 s += 1; /* force round-up */
317                                 conf->preshift++;
318                         }
319                 }
320                 round = sector_div(s, (u32)space) ? 1 : 0;
321                 nb_zone = s + round;
322         }
323         printk("raid0 : nb_zone is %d.\n", nb_zone);
324
325         printk("raid0 : Allocating %Zd bytes for hash.\n",
326                                 nb_zone*sizeof(struct strip_zone*));
327         conf->hash_table = kmalloc (sizeof (struct strip_zone *)*nb_zone, GFP_KERNEL);
328         if (!conf->hash_table)
329                 goto out_free_conf;
330         size = conf->strip_zone[cur].size;
331
332         conf->hash_table[0] = conf->strip_zone + cur;
333         for (i=1; i< nb_zone; i++) {
334                 while (size <= conf->hash_spacing) {
335                         cur++;
336                         size += conf->strip_zone[cur].size;
337                 }
338                 size -= conf->hash_spacing;
339                 conf->hash_table[i] = conf->strip_zone + cur;
340         }
341         if (conf->preshift) {
342                 conf->hash_spacing >>= conf->preshift;
343                 /* round hash_spacing up so when we divide by it, we
344                  * err on the side of too-low, which is safest
345                  */
346                 conf->hash_spacing++;
347         }
348
349         /* calculate the max read-ahead size.
350          * For read-ahead of large files to be effective, we need to
351          * readahead at least twice a whole stripe. i.e. number of devices
352          * multiplied by chunk size times 2.
353          * If an individual device has an ra_pages greater than the
354          * chunk size, then we will not drive that device as hard as it
355          * wants.  We consider this a configuration error: a larger
356          * chunksize should be used in that case.
357          */
358         {
359                 int stripe = mddev->raid_disks * mddev->chunk_size / PAGE_SIZE;
360                 if (mddev->queue->backing_dev_info.ra_pages < 2* stripe)
361                         mddev->queue->backing_dev_info.ra_pages = 2* stripe;
362         }
363
364
365         blk_queue_merge_bvec(mddev->queue, raid0_mergeable_bvec);
366         return 0;
367
368 out_free_conf:
369         kfree(conf->strip_zone);
370         kfree(conf->devlist);
371         kfree(conf);
372         mddev->private = NULL;
373 out:
374         return -ENOMEM;
375 }
376
377 static int raid0_stop (mddev_t *mddev)
378 {
379         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
380
381         blk_sync_queue(mddev->queue); /* the unplug fn references 'conf'*/
382         kfree(conf->hash_table);
383         conf->hash_table = NULL;
384         kfree(conf->strip_zone);
385         conf->strip_zone = NULL;
386         kfree(conf);
387         mddev->private = NULL;
388
389         return 0;
390 }
391
392 static int raid0_make_request (struct request_queue *q, struct bio *bio)
393 {
394         mddev_t *mddev = q->queuedata;
395         unsigned int sect_in_chunk, chunksize_bits,  chunk_size, chunk_sects;
396         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
397         struct strip_zone *zone;
398         mdk_rdev_t *tmp_dev;
399         sector_t chunk;
400         sector_t block, rsect;
401         const int rw = bio_data_dir(bio);
402         int cpu;
403
404         if (unlikely(bio_barrier(bio))) {
405                 bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
406                 return 0;
407         }
408
409         cpu = part_stat_lock();
410         part_stat_inc(cpu, &mddev->gendisk->part0, ios[rw]);
411         part_stat_add(cpu, &mddev->gendisk->part0, sectors[rw],
412                       bio_sectors(bio));
413         part_stat_unlock();
414
415         chunk_size = mddev->chunk_size >> 10;
416         chunk_sects = mddev->chunk_size >> 9;
417         chunksize_bits = ffz(~chunk_size);
418         block = bio->bi_sector >> 1;
419         
420
421         if (unlikely(chunk_sects < (bio->bi_sector & (chunk_sects - 1)) + (bio->bi_size >> 9))) {
422                 struct bio_pair *bp;
423                 /* Sanity check -- queue functions should prevent this happening */
424                 if (bio->bi_vcnt != 1 ||
425                     bio->bi_idx != 0)
426                         goto bad_map;
427                 /* This is a one page bio that upper layers
428                  * refuse to split for us, so we need to split it.
429                  */
430                 bp = bio_split(bio, bio_split_pool, chunk_sects - (bio->bi_sector & (chunk_sects - 1)) );
431                 if (raid0_make_request(q, &bp->bio1))
432                         generic_make_request(&bp->bio1);
433                 if (raid0_make_request(q, &bp->bio2))
434                         generic_make_request(&bp->bio2);
435
436                 bio_pair_release(bp);
437                 return 0;
438         }
439  
440
441         {
442                 sector_t x = block >> conf->preshift;
443                 sector_div(x, (u32)conf->hash_spacing);
444                 zone = conf->hash_table[x];
445         }
446  
447         while (block >= (zone->zone_offset + zone->size)) 
448                 zone++;
449     
450         sect_in_chunk = bio->bi_sector & ((chunk_size<<1) -1);
451
452
453         {
454                 sector_t x =  (block - zone->zone_offset) >> chunksize_bits;
455
456                 sector_div(x, zone->nb_dev);
457                 chunk = x;
458
459                 x = block >> chunksize_bits;
460                 tmp_dev = zone->dev[sector_div(x, zone->nb_dev)];
461         }
462         rsect = (((chunk << chunksize_bits) + zone->dev_offset)<<1)
463                 + sect_in_chunk;
464  
465         bio->bi_bdev = tmp_dev->bdev;
466         bio->bi_sector = rsect + tmp_dev->data_offset;
467
468         /*
469          * Let the main block layer submit the IO and resolve recursion:
470          */
471         return 1;
472
473 bad_map:
474         printk("raid0_make_request bug: can't convert block across chunks"
475                 " or bigger than %dk %llu %d\n", chunk_size, 
476                 (unsigned long long)bio->bi_sector, bio->bi_size >> 10);
477
478         bio_io_error(bio);
479         return 0;
480 }
481
482 static void raid0_status (struct seq_file *seq, mddev_t *mddev)
483 {
484 #undef MD_DEBUG
485 #ifdef MD_DEBUG
486         int j, k, h;
487         char b[BDEVNAME_SIZE];
488         raid0_conf_t *conf = mddev_to_conf(mddev);
489
490         h = 0;
491         for (j = 0; j < conf->nr_strip_zones; j++) {
492                 seq_printf(seq, "      z%d", j);
493                 if (conf->hash_table[h] == conf->strip_zone+j)
494                         seq_printf(seq, "(h%d)", h++);
495                 seq_printf(seq, "=[");
496                 for (k = 0; k < conf->strip_zone[j].nb_dev; k++)
497                         seq_printf(seq, "%s/", bdevname(
498                                 conf->strip_zone[j].dev[k]->bdev,b));
499
500                 seq_printf(seq, "] zo=%d do=%d s=%d\n",
501                                 conf->strip_zone[j].zone_offset,
502                                 conf->strip_zone[j].dev_offset,
503                                 conf->strip_zone[j].size);
504         }
505 #endif
506         seq_printf(seq, " %dk chunks", mddev->chunk_size/1024);
507         return;
508 }
509
510 static struct mdk_personality raid0_personality=
511 {
512         .name           = "raid0",
513         .level          = 0,
514         .owner          = THIS_MODULE,
515         .make_request   = raid0_make_request,
516         .run            = raid0_run,
517         .stop           = raid0_stop,
518         .status         = raid0_status,
519 };
520
521 static int __init raid0_init (void)
522 {
523         return register_md_personality (&raid0_personality);
524 }
525
526 static void raid0_exit (void)
527 {
528         unregister_md_personality (&raid0_personality);
529 }
530
531 module_init(raid0_init);
532 module_exit(raid0_exit);
533 MODULE_LICENSE("GPL");
534 MODULE_ALIAS("md-personality-2"); /* RAID0 */
535 MODULE_ALIAS("md-raid0");
536 MODULE_ALIAS("md-level-0");