Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * Copyright (C) 2003 Sistina Software
3 : : * Copyright (C) 2006 Red Hat GmbH
4 : : *
5 : : * This file is released under the GPL.
6 : : */
7 : :
8 : : #include "dm-core.h"
9 : :
10 : : #include <linux/device-mapper.h>
11 : :
12 : : #include <linux/bio.h>
13 : : #include <linux/completion.h>
14 : : #include <linux/mempool.h>
15 : : #include <linux/module.h>
16 : : #include <linux/sched.h>
17 : : #include <linux/slab.h>
18 : : #include <linux/dm-io.h>
19 : :
20 : : #define DM_MSG_PREFIX "io"
21 : :
22 : : #define DM_IO_MAX_REGIONS BITS_PER_LONG
23 : :
24 : : struct dm_io_client {
25 : : mempool_t pool;
26 : : struct bio_set bios;
27 : : };
28 : :
29 : : /*
30 : : * Aligning 'struct io' reduces the number of bits required to store
31 : : * its address. Refer to store_io_and_region_in_bio() below.
32 : : */
33 : : struct io {
34 : : unsigned long error_bits;
35 : : atomic_t count;
36 : : struct dm_io_client *client;
37 : : io_notify_fn callback;
38 : : void *context;
39 : : void *vma_invalidate_address;
40 : : unsigned long vma_invalidate_size;
41 : : } __attribute__((aligned(DM_IO_MAX_REGIONS)));
42 : :
43 : : static struct kmem_cache *_dm_io_cache;
44 : :
45 : : /*
46 : : * Create a client with mempool and bioset.
47 : : */
48 : 0 : struct dm_io_client *dm_io_client_create(void)
49 : : {
50 : 0 : struct dm_io_client *client;
51 : 0 : unsigned min_ios = dm_get_reserved_bio_based_ios();
52 : 0 : int ret;
53 : :
54 : 0 : client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);
55 [ # # ]: 0 : if (!client)
56 : : return ERR_PTR(-ENOMEM);
57 : :
58 : 0 : ret = mempool_init_slab_pool(&client->pool, min_ios, _dm_io_cache);
59 [ # # ]: 0 : if (ret)
60 : 0 : goto bad;
61 : :
62 : 0 : ret = bioset_init(&client->bios, min_ios, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
63 [ # # ]: 0 : if (ret)
64 : 0 : goto bad;
65 : :
66 : : return client;
67 : :
68 : 0 : bad:
69 : 0 : mempool_exit(&client->pool);
70 : 0 : kfree(client);
71 : 0 : return ERR_PTR(ret);
72 : : }
73 : : EXPORT_SYMBOL(dm_io_client_create);
74 : :
75 : 0 : void dm_io_client_destroy(struct dm_io_client *client)
76 : : {
77 : 0 : mempool_exit(&client->pool);
78 : 0 : bioset_exit(&client->bios);
79 : 0 : kfree(client);
80 : 0 : }
81 : : EXPORT_SYMBOL(dm_io_client_destroy);
82 : :
83 : : /*-----------------------------------------------------------------
84 : : * We need to keep track of which region a bio is doing io for.
85 : : * To avoid a memory allocation to store just 5 or 6 bits, we
86 : : * ensure the 'struct io' pointer is aligned so enough low bits are
87 : : * always zero and then combine it with the region number directly in
88 : : * bi_private.
89 : : *---------------------------------------------------------------*/
90 : : static void store_io_and_region_in_bio(struct bio *bio, struct io *io,
91 : : unsigned region)
92 : : {
93 : : if (unlikely(!IS_ALIGNED((unsigned long)io, DM_IO_MAX_REGIONS))) {
94 : : DMCRIT("Unaligned struct io pointer %p", io);
95 : : BUG();
96 : : }
97 : :
98 : : bio->bi_private = (void *)((unsigned long)io | region);
99 : : }
100 : :
101 : 0 : static void retrieve_io_and_region_from_bio(struct bio *bio, struct io **io,
102 : : unsigned *region)
103 : : {
104 : 0 : unsigned long val = (unsigned long)bio->bi_private;
105 : :
106 : 0 : *io = (void *)(val & -(unsigned long)DM_IO_MAX_REGIONS);
107 : 0 : *region = val & (DM_IO_MAX_REGIONS - 1);
108 : : }
109 : :
110 : : /*-----------------------------------------------------------------
111 : : * We need an io object to keep track of the number of bios that
112 : : * have been dispatched for a particular io.
113 : : *---------------------------------------------------------------*/
114 : 0 : static void complete_io(struct io *io)
115 : : {
116 : 0 : unsigned long error_bits = io->error_bits;
117 : 0 : io_notify_fn fn = io->callback;
118 : 0 : void *context = io->context;
119 : :
120 : 0 : if (io->vma_invalidate_size)
121 : : invalidate_kernel_vmap_range(io->vma_invalidate_address,
122 : : io->vma_invalidate_size);
123 : :
124 : 0 : mempool_free(io, &io->client->pool);
125 : 0 : fn(error_bits, context);
126 : 0 : }
127 : :
128 : 0 : static void dec_count(struct io *io, unsigned int region, blk_status_t error)
129 : : {
130 [ # # ]: 0 : if (error)
131 : 0 : set_bit(region, &io->error_bits);
132 : :
133 [ # # ]: 0 : if (atomic_dec_and_test(&io->count))
134 : 0 : complete_io(io);
135 : 0 : }
136 : :
137 : 0 : static void endio(struct bio *bio)
138 : : {
139 : 0 : struct io *io;
140 : 0 : unsigned region;
141 : 0 : blk_status_t error;
142 : :
143 [ # # # # ]: 0 : if (bio->bi_status && bio_data_dir(bio) == READ)
144 : 0 : zero_fill_bio(bio);
145 : :
146 : : /*
147 : : * The bio destructor in bio_put() may use the io object.
148 : : */
149 : 0 : retrieve_io_and_region_from_bio(bio, &io, ®ion);
150 : :
151 : 0 : error = bio->bi_status;
152 : 0 : bio_put(bio);
153 : :
154 : 0 : dec_count(io, region, error);
155 : 0 : }
156 : :
157 : : /*-----------------------------------------------------------------
158 : : * These little objects provide an abstraction for getting a new
159 : : * destination page for io.
160 : : *---------------------------------------------------------------*/
161 : : struct dpages {
162 : : void (*get_page)(struct dpages *dp,
163 : : struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset);
164 : : void (*next_page)(struct dpages *dp);
165 : :
166 : : union {
167 : : unsigned context_u;
168 : : struct bvec_iter context_bi;
169 : : };
170 : : void *context_ptr;
171 : :
172 : : void *vma_invalidate_address;
173 : : unsigned long vma_invalidate_size;
174 : : };
175 : :
176 : : /*
177 : : * Functions for getting the pages from a list.
178 : : */
179 : 0 : static void list_get_page(struct dpages *dp,
180 : : struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
181 : : {
182 : 0 : unsigned o = dp->context_u;
183 : 0 : struct page_list *pl = (struct page_list *) dp->context_ptr;
184 : :
185 : 0 : *p = pl->page;
186 : 0 : *len = PAGE_SIZE - o;
187 : 0 : *offset = o;
188 : 0 : }
189 : :
190 : 0 : static void list_next_page(struct dpages *dp)
191 : : {
192 : 0 : struct page_list *pl = (struct page_list *) dp->context_ptr;
193 : 0 : dp->context_ptr = pl->next;
194 : 0 : dp->context_u = 0;
195 : 0 : }
196 : :
197 : 0 : static void list_dp_init(struct dpages *dp, struct page_list *pl, unsigned offset)
198 : : {
199 : 0 : dp->get_page = list_get_page;
200 : 0 : dp->next_page = list_next_page;
201 : 0 : dp->context_u = offset;
202 : 0 : dp->context_ptr = pl;
203 : 0 : }
204 : :
205 : : /*
206 : : * Functions for getting the pages from a bvec.
207 : : */
208 : 0 : static void bio_get_page(struct dpages *dp, struct page **p,
209 : : unsigned long *len, unsigned *offset)
210 : : {
211 : 0 : struct bio_vec bvec = bvec_iter_bvec((struct bio_vec *)dp->context_ptr,
212 : : dp->context_bi);
213 : :
214 : 0 : *p = bvec.bv_page;
215 : 0 : *len = bvec.bv_len;
216 : 0 : *offset = bvec.bv_offset;
217 : :
218 : : /* avoid figuring it out again in bio_next_page() */
219 : 0 : dp->context_bi.bi_sector = (sector_t)bvec.bv_len;
220 : 0 : }
221 : :
222 : 0 : static void bio_next_page(struct dpages *dp)
223 : : {
224 : 0 : unsigned int len = (unsigned int)dp->context_bi.bi_sector;
225 : :
226 : 0 : bvec_iter_advance((struct bio_vec *)dp->context_ptr,
227 : : &dp->context_bi, len);
228 : 0 : }
229 : :
230 : 0 : static void bio_dp_init(struct dpages *dp, struct bio *bio)
231 : : {
232 : 0 : dp->get_page = bio_get_page;
233 : 0 : dp->next_page = bio_next_page;
234 : :
235 : : /*
236 : : * We just use bvec iterator to retrieve pages, so it is ok to
237 : : * access the bvec table directly here
238 : : */
239 : 0 : dp->context_ptr = bio->bi_io_vec;
240 : 0 : dp->context_bi = bio->bi_iter;
241 : 0 : }
242 : :
243 : : /*
244 : : * Functions for getting the pages from a VMA.
245 : : */
246 : 0 : static void vm_get_page(struct dpages *dp,
247 : : struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
248 : : {
249 : 0 : *p = vmalloc_to_page(dp->context_ptr);
250 : 0 : *offset = dp->context_u;
251 : 0 : *len = PAGE_SIZE - dp->context_u;
252 : 0 : }
253 : :
254 : 0 : static void vm_next_page(struct dpages *dp)
255 : : {
256 : 0 : dp->context_ptr += PAGE_SIZE - dp->context_u;
257 : 0 : dp->context_u = 0;
258 : 0 : }
259 : :
260 : 0 : static void vm_dp_init(struct dpages *dp, void *data)
261 : : {
262 : 0 : dp->get_page = vm_get_page;
263 : 0 : dp->next_page = vm_next_page;
264 : 0 : dp->context_u = offset_in_page(data);
265 : 0 : dp->context_ptr = data;
266 : 0 : }
267 : :
268 : : /*
269 : : * Functions for getting the pages from kernel memory.
270 : : */
271 : 0 : static void km_get_page(struct dpages *dp, struct page **p, unsigned long *len,
272 : : unsigned *offset)
273 : : {
274 [ # # ]: 0 : *p = virt_to_page(dp->context_ptr);
275 : 0 : *offset = dp->context_u;
276 : 0 : *len = PAGE_SIZE - dp->context_u;
277 : 0 : }
278 : :
279 : 0 : static void km_next_page(struct dpages *dp)
280 : : {
281 : 0 : dp->context_ptr += PAGE_SIZE - dp->context_u;
282 : 0 : dp->context_u = 0;
283 : 0 : }
284 : :
285 : 0 : static void km_dp_init(struct dpages *dp, void *data)
286 : : {
287 : 0 : dp->get_page = km_get_page;
288 : 0 : dp->next_page = km_next_page;
289 : 0 : dp->context_u = offset_in_page(data);
290 : 0 : dp->context_ptr = data;
291 : 0 : }
292 : :
293 : : /*-----------------------------------------------------------------
294 : : * IO routines that accept a list of pages.
295 : : *---------------------------------------------------------------*/
296 : 0 : static void do_region(int op, int op_flags, unsigned region,
297 : : struct dm_io_region *where, struct dpages *dp,
298 : : struct io *io)
299 : : {
300 : 0 : struct bio *bio;
301 : 0 : struct page *page;
302 : 0 : unsigned long len;
303 : 0 : unsigned offset;
304 : 0 : unsigned num_bvecs;
305 : 0 : sector_t remaining = where->count;
306 [ # # ]: 0 : struct request_queue *q = bdev_get_queue(where->bdev);
307 [ # # ]: 0 : unsigned short logical_block_size = queue_logical_block_size(q);
308 : 0 : sector_t num_sectors;
309 : 0 : unsigned int uninitialized_var(special_cmd_max_sectors);
310 : :
311 : : /*
312 : : * Reject unsupported discard and write same requests.
313 : : */
314 [ # # ]: 0 : if (op == REQ_OP_DISCARD)
315 : 0 : special_cmd_max_sectors = q->limits.max_discard_sectors;
316 [ # # ]: 0 : else if (op == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
317 : 0 : special_cmd_max_sectors = q->limits.max_write_zeroes_sectors;
318 [ # # ]: 0 : else if (op == REQ_OP_WRITE_SAME)
319 : 0 : special_cmd_max_sectors = q->limits.max_write_same_sectors;
320 [ # # # # ]: 0 : if ((op == REQ_OP_DISCARD || op == REQ_OP_WRITE_ZEROES ||
321 [ # # ]: 0 : op == REQ_OP_WRITE_SAME) && special_cmd_max_sectors == 0) {
322 : 0 : atomic_inc(&io->count);
323 : 0 : dec_count(io, region, BLK_STS_NOTSUPP);
324 : 0 : return;
325 : : }
326 : :
327 : : /*
328 : : * where->count may be zero if op holds a flush and we need to
329 : : * send a zero-sized flush.
330 : : */
331 : 0 : do {
332 : : /*
333 : : * Allocate a suitably sized-bio.
334 : : */
335 [ # # # ]: 0 : switch (op) {
336 : : case REQ_OP_DISCARD:
337 : : case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
338 : : num_bvecs = 0;
339 : : break;
340 : 0 : case REQ_OP_WRITE_SAME:
341 : 0 : num_bvecs = 1;
342 : 0 : break;
343 : 0 : default:
344 : 0 : num_bvecs = min_t(int, BIO_MAX_PAGES,
345 : : dm_sector_div_up(remaining, (PAGE_SIZE >> SECTOR_SHIFT)));
346 : : }
347 : :
348 : 0 : bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, num_bvecs, &io->client->bios);
349 : 0 : bio->bi_iter.bi_sector = where->sector + (where->count - remaining);
350 [ # # ]: 0 : bio_set_dev(bio, where->bdev);
351 : 0 : bio->bi_end_io = endio;
352 : 0 : bio_set_op_attrs(bio, op, op_flags);
353 : 0 : store_io_and_region_in_bio(bio, io, region);
354 : :
355 [ # # ]: 0 : if (op == REQ_OP_DISCARD || op == REQ_OP_WRITE_ZEROES) {
356 : 0 : num_sectors = min_t(sector_t, special_cmd_max_sectors, remaining);
357 : 0 : bio->bi_iter.bi_size = num_sectors << SECTOR_SHIFT;
358 : 0 : remaining -= num_sectors;
359 [ # # ]: 0 : } else if (op == REQ_OP_WRITE_SAME) {
360 : : /*
361 : : * WRITE SAME only uses a single page.
362 : : */
363 : 0 : dp->get_page(dp, &page, &len, &offset);
364 : 0 : bio_add_page(bio, page, logical_block_size, offset);
365 : 0 : num_sectors = min_t(sector_t, special_cmd_max_sectors, remaining);
366 : 0 : bio->bi_iter.bi_size = num_sectors << SECTOR_SHIFT;
367 : :
368 : 0 : offset = 0;
369 : 0 : remaining -= num_sectors;
370 : 0 : dp->next_page(dp);
371 [ # # ]: 0 : } else while (remaining) {
372 : : /*
373 : : * Try and add as many pages as possible.
374 : : */
375 : 0 : dp->get_page(dp, &page, &len, &offset);
376 : 0 : len = min(len, to_bytes(remaining));
377 [ # # ]: 0 : if (!bio_add_page(bio, page, len, offset))
378 : : break;
379 : :
380 : 0 : offset = 0;
381 : 0 : remaining -= to_sector(len);
382 : 0 : dp->next_page(dp);
383 : : }
384 : :
385 : 0 : atomic_inc(&io->count);
386 : 0 : submit_bio(bio);
387 [ # # ]: 0 : } while (remaining);
388 : : }
389 : :
390 : 0 : static void dispatch_io(int op, int op_flags, unsigned int num_regions,
391 : : struct dm_io_region *where, struct dpages *dp,
392 : : struct io *io, int sync)
393 : : {
394 : 0 : int i;
395 : 0 : struct dpages old_pages = *dp;
396 : :
397 [ # # ]: 0 : BUG_ON(num_regions > DM_IO_MAX_REGIONS);
398 : :
399 [ # # ]: 0 : if (sync)
400 : 0 : op_flags |= REQ_SYNC;
401 : :
402 : : /*
403 : : * For multiple regions we need to be careful to rewind
404 : : * the dp object for each call to do_region.
405 : : */
406 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < num_regions; i++) {
407 : 0 : *dp = old_pages;
408 [ # # # # ]: 0 : if (where[i].count || (op_flags & REQ_PREFLUSH))
409 : 0 : do_region(op, op_flags, i, where + i, dp, io);
410 : : }
411 : :
412 : : /*
413 : : * Drop the extra reference that we were holding to avoid
414 : : * the io being completed too early.
415 : : */
416 : 0 : dec_count(io, 0, 0);
417 : 0 : }
418 : :
419 : : struct sync_io {
420 : : unsigned long error_bits;
421 : : struct completion wait;
422 : : };
423 : :
424 : 0 : static void sync_io_complete(unsigned long error, void *context)
425 : : {
426 : 0 : struct sync_io *sio = context;
427 : :
428 : 0 : sio->error_bits = error;
429 : 0 : complete(&sio->wait);
430 : 0 : }
431 : :
432 : 0 : static int sync_io(struct dm_io_client *client, unsigned int num_regions,
433 : : struct dm_io_region *where, int op, int op_flags,
434 : : struct dpages *dp, unsigned long *error_bits)
435 : : {
436 : 0 : struct io *io;
437 : 0 : struct sync_io sio;
438 : :
439 [ # # # # ]: 0 : if (num_regions > 1 && !op_is_write(op)) {
440 : 0 : WARN_ON(1);
441 : 0 : return -EIO;
442 : : }
443 : :
444 : 0 : init_completion(&sio.wait);
445 : :
446 : 0 : io = mempool_alloc(&client->pool, GFP_NOIO);
447 : 0 : io->error_bits = 0;
448 : 0 : atomic_set(&io->count, 1); /* see dispatch_io() */
449 : 0 : io->client = client;
450 : 0 : io->callback = sync_io_complete;
451 : 0 : io->context = &sio;
452 : :
453 : 0 : io->vma_invalidate_address = dp->vma_invalidate_address;
454 : 0 : io->vma_invalidate_size = dp->vma_invalidate_size;
455 : :
456 : 0 : dispatch_io(op, op_flags, num_regions, where, dp, io, 1);
457 : :
458 : 0 : wait_for_completion_io(&sio.wait);
459 : :
460 [ # # ]: 0 : if (error_bits)
461 : 0 : *error_bits = sio.error_bits;
462 : :
463 [ # # ]: 0 : return sio.error_bits ? -EIO : 0;
464 : : }
465 : :
466 : 0 : static int async_io(struct dm_io_client *client, unsigned int num_regions,
467 : : struct dm_io_region *where, int op, int op_flags,
468 : : struct dpages *dp, io_notify_fn fn, void *context)
469 : : {
470 : 0 : struct io *io;
471 : :
472 [ # # # # ]: 0 : if (num_regions > 1 && !op_is_write(op)) {
473 : 0 : WARN_ON(1);
474 : 0 : fn(1, context);
475 : 0 : return -EIO;
476 : : }
477 : :
478 : 0 : io = mempool_alloc(&client->pool, GFP_NOIO);
479 : 0 : io->error_bits = 0;
480 : 0 : atomic_set(&io->count, 1); /* see dispatch_io() */
481 : 0 : io->client = client;
482 : 0 : io->callback = fn;
483 : 0 : io->context = context;
484 : :
485 : 0 : io->vma_invalidate_address = dp->vma_invalidate_address;
486 : 0 : io->vma_invalidate_size = dp->vma_invalidate_size;
487 : :
488 : 0 : dispatch_io(op, op_flags, num_regions, where, dp, io, 0);
489 : 0 : return 0;
490 : : }
491 : :
492 : 0 : static int dp_init(struct dm_io_request *io_req, struct dpages *dp,
493 : : unsigned long size)
494 : : {
495 : : /* Set up dpages based on memory type */
496 : :
497 : 0 : dp->vma_invalidate_address = NULL;
498 : 0 : dp->vma_invalidate_size = 0;
499 : :
500 [ # # # # : 0 : switch (io_req->mem.type) {
# ]
501 : 0 : case DM_IO_PAGE_LIST:
502 : 0 : list_dp_init(dp, io_req->mem.ptr.pl, io_req->mem.offset);
503 : : break;
504 : :
505 : 0 : case DM_IO_BIO:
506 : 0 : bio_dp_init(dp, io_req->mem.ptr.bio);
507 : : break;
508 : :
509 : 0 : case DM_IO_VMA:
510 [ # # ]: 0 : flush_kernel_vmap_range(io_req->mem.ptr.vma, size);
511 [ # # ]: 0 : if (io_req->bi_op == REQ_OP_READ) {
512 : 0 : dp->vma_invalidate_address = io_req->mem.ptr.vma;
513 : 0 : dp->vma_invalidate_size = size;
514 : : }
515 : 0 : vm_dp_init(dp, io_req->mem.ptr.vma);
516 : : break;
517 : :
518 : 0 : case DM_IO_KMEM:
519 : 0 : km_dp_init(dp, io_req->mem.ptr.addr);
520 : : break;
521 : :
522 : : default:
523 : : return -EINVAL;
524 : : }
525 : :
526 : : return 0;
527 : : }
528 : :
529 : : /*
530 : : * New collapsed (a)synchronous interface.
531 : : *
532 : : * If the IO is asynchronous (i.e. it has notify.fn), you must either unplug
533 : : * the queue with blk_unplug() some time later or set REQ_SYNC in
534 : : * io_req->bi_opf. If you fail to do one of these, the IO will be submitted to
535 : : * the disk after q->unplug_delay, which defaults to 3ms in blk-settings.c.
536 : : */
537 : 0 : int dm_io(struct dm_io_request *io_req, unsigned num_regions,
538 : : struct dm_io_region *where, unsigned long *sync_error_bits)
539 : : {
540 : 0 : int r;
541 : 0 : struct dpages dp;
542 : :
543 : 0 : r = dp_init(io_req, &dp, (unsigned long)where->count << SECTOR_SHIFT);
544 [ # # ]: 0 : if (r)
545 : : return r;
546 : :
547 [ # # ]: 0 : if (!io_req->notify.fn)
548 : 0 : return sync_io(io_req->client, num_regions, where,
549 : : io_req->bi_op, io_req->bi_op_flags, &dp,
550 : : sync_error_bits);
551 : :
552 : 0 : return async_io(io_req->client, num_regions, where, io_req->bi_op,
553 : : io_req->bi_op_flags, &dp, io_req->notify.fn,
554 : : io_req->notify.context);
555 : : }
556 : : EXPORT_SYMBOL(dm_io);
557 : :
558 : 13 : int __init dm_io_init(void)
559 : : {
560 : 13 : _dm_io_cache = KMEM_CACHE(io, 0);
561 [ - + ]: 13 : if (!_dm_io_cache)
562 : 0 : return -ENOMEM;
563 : :
564 : : return 0;
565 : : }
566 : :
567 : 0 : void dm_io_exit(void)
568 : : {
569 : 0 : kmem_cache_destroy(_dm_io_cache);
570 : 0 : _dm_io_cache = NULL;
571 : 0 : }
|
