]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/mtd/ubi/wl.c
UBI: rename MOVE_CANCEL_BITFLIPS to MOVE_TARGET_BITFLIPS
[~andy/linux] / drivers / mtd / ubi / wl.c
1 /*
2  * @ubi: UBI device description object
3  * Copyright (c) International Business Machines Corp., 2006
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See
13  * the GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
18  *
19  * Authors: Artem Bityutskiy (Битюцкий Артём), Thomas Gleixner
20  */
21
22 /*
23  * UBI wear-leveling sub-system.
24  *
25  * This sub-system is responsible for wear-leveling. It works in terms of
26  * physical eraseblocks and erase counters and knows nothing about logical
27  * eraseblocks, volumes, etc. From this sub-system's perspective all physical
28  * eraseblocks are of two types - used and free. Used physical eraseblocks are
29  * those that were "get" by the 'ubi_wl_get_peb()' function, and free physical
30  * eraseblocks are those that were put by the 'ubi_wl_put_peb()' function.
31  *
32  * Physical eraseblocks returned by 'ubi_wl_get_peb()' have only erase counter
33  * header. The rest of the physical eraseblock contains only %0xFF bytes.
34  *
35  * When physical eraseblocks are returned to the WL sub-system by means of the
36  * 'ubi_wl_put_peb()' function, they are scheduled for erasure. The erasure is
37  * done asynchronously in context of the per-UBI device background thread,
38  * which is also managed by the WL sub-system.
39  *
40  * The wear-leveling is ensured by means of moving the contents of used
41  * physical eraseblocks with low erase counter to free physical eraseblocks
42  * with high erase counter.
43  *
44  * The 'ubi_wl_get_peb()' function accepts data type hints which help to pick
45  * an "optimal" physical eraseblock. For example, when it is known that the
46  * physical eraseblock will be "put" soon because it contains short-term data,
47  * the WL sub-system may pick a free physical eraseblock with low erase
48  * counter, and so forth.
49  *
50  * If the WL sub-system fails to erase a physical eraseblock, it marks it as
51  * bad.
52  *
53  * This sub-system is also responsible for scrubbing. If a bit-flip is detected
54  * in a physical eraseblock, it has to be moved. Technically this is the same
55  * as moving it for wear-leveling reasons.
56  *
57  * As it was said, for the UBI sub-system all physical eraseblocks are either
58  * "free" or "used". Free eraseblock are kept in the @wl->free RB-tree, while
59  * used eraseblocks are kept in @wl->used, @wl->erroneous, or @wl->scrub
60  * RB-trees, as well as (temporarily) in the @wl->pq queue.
61  *
62  * When the WL sub-system returns a physical eraseblock, the physical
63  * eraseblock is protected from being moved for some "time". For this reason,
64  * the physical eraseblock is not directly moved from the @wl->free tree to the
65  * @wl->used tree. There is a protection queue in between where this
66  * physical eraseblock is temporarily stored (@wl->pq).
67  *
68  * All this protection stuff is needed because:
69  *  o we don't want to move physical eraseblocks just after we have given them
70  *    to the user; instead, we first want to let users fill them up with data;
71  *
72  *  o there is a chance that the user will put the physical eraseblock very
73  *    soon, so it makes sense not to move it for some time, but wait; this is
74  *    especially important in case of "short term" physical eraseblocks.
75  *
76  * Physical eraseblocks stay protected only for limited time. But the "time" is
77  * measured in erase cycles in this case. This is implemented with help of the
78  * protection queue. Eraseblocks are put to the tail of this queue when they
79  * are returned by the 'ubi_wl_get_peb()', and eraseblocks are removed from the
80  * head of the queue on each erase operation (for any eraseblock). So the
81  * length of the queue defines how may (global) erase cycles PEBs are protected.
82  *
83  * To put it differently, each physical eraseblock has 2 main states: free and
84  * used. The former state corresponds to the @wl->free tree. The latter state
85  * is split up on several sub-states:
86  * o the WL movement is allowed (@wl->used tree);
87  * o the WL movement is disallowed (@wl->erroneous) because the PEB is
88  *   erroneous - e.g., there was a read error;
89  * o the WL movement is temporarily prohibited (@wl->pq queue);
90  * o scrubbing is needed (@wl->scrub tree).
91  *
92  * Depending on the sub-state, wear-leveling entries of the used physical
93  * eraseblocks may be kept in one of those structures.
94  *
95  * Note, in this implementation, we keep a small in-RAM object for each physical
96  * eraseblock. This is surely not a scalable solution. But it appears to be good
97  * enough for moderately large flashes and it is simple. In future, one may
98  * re-work this sub-system and make it more scalable.
99  *
100  * At the moment this sub-system does not utilize the sequence number, which
101  * was introduced relatively recently. But it would be wise to do this because
102  * the sequence number of a logical eraseblock characterizes how old is it. For
103  * example, when we move a PEB with low erase counter, and we need to pick the
104  * target PEB, we pick a PEB with the highest EC if our PEB is "old" and we
105  * pick target PEB with an average EC if our PEB is not very "old". This is a
106  * room for future re-works of the WL sub-system.
107  */
108
109 #include <linux/slab.h>
110 #include <linux/crc32.h>
111 #include <linux/freezer.h>
112 #include <linux/kthread.h>
113 #include "ubi.h"
114
115 /* Number of physical eraseblocks reserved for wear-leveling purposes */
116 #define WL_RESERVED_PEBS 1
117
118 /*
119  * Maximum difference between two erase counters. If this threshold is
120  * exceeded, the WL sub-system starts moving data from used physical
121  * eraseblocks with low erase counter to free physical eraseblocks with high
122  * erase counter.
123  */
124 #define UBI_WL_THRESHOLD CONFIG_MTD_UBI_WL_THRESHOLD
125
126 /*
127  * When a physical eraseblock is moved, the WL sub-system has to pick the target
128  * physical eraseblock to move to. The simplest way would be just to pick the
129  * one with the highest erase counter. But in certain workloads this could lead
130  * to an unlimited wear of one or few physical eraseblock. Indeed, imagine a
131  * situation when the picked physical eraseblock is constantly erased after the
132  * data is written to it. So, we have a constant which limits the highest erase
133  * counter of the free physical eraseblock to pick. Namely, the WL sub-system
134  * does not pick eraseblocks with erase counter greater than the lowest erase
135  * counter plus %WL_FREE_MAX_DIFF.
136  */
137 #define WL_FREE_MAX_DIFF (2*UBI_WL_THRESHOLD)
138
139 /*
140  * Maximum number of consecutive background thread failures which is enough to
141  * switch to read-only mode.
142  */
143 #define WL_MAX_FAILURES 32
144
145 /**
146  * struct ubi_work - UBI work description data structure.
147  * @list: a link in the list of pending works
148  * @func: worker function
149  * @e: physical eraseblock to erase
150  * @torture: if the physical eraseblock has to be tortured
151  *
152  * The @func pointer points to the worker function. If the @cancel argument is
153  * not zero, the worker has to free the resources and exit immediately. The
154  * worker has to return zero in case of success and a negative error code in
155  * case of failure.
156  */
157 struct ubi_work {
158         struct list_head list;
159         int (*func)(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wrk, int cancel);
160         /* The below fields are only relevant to erasure works */
161         struct ubi_wl_entry *e;
162         int torture;
163 };
164
165 #ifdef CONFIG_MTD_UBI_DEBUG
166 static int paranoid_check_ec(struct ubi_device *ubi, int pnum, int ec);
167 static int paranoid_check_in_wl_tree(const struct ubi_device *ubi,
168                                      struct ubi_wl_entry *e,
169                                      struct rb_root *root);
170 static int paranoid_check_in_pq(const struct ubi_device *ubi,
171                                 struct ubi_wl_entry *e);
172 #else
173 #define paranoid_check_ec(ubi, pnum, ec) 0
174 #define paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, root)
175 #define paranoid_check_in_pq(ubi, e) 0
176 #endif
177
178 /**
179  * wl_tree_add - add a wear-leveling entry to a WL RB-tree.
180  * @e: the wear-leveling entry to add
181  * @root: the root of the tree
182  *
183  * Note, we use (erase counter, physical eraseblock number) pairs as keys in
184  * the @ubi->used and @ubi->free RB-trees.
185  */
186 static void wl_tree_add(struct ubi_wl_entry *e, struct rb_root *root)
187 {
188         struct rb_node **p, *parent = NULL;
189
190         p = &root->rb_node;
191         while (*p) {
192                 struct ubi_wl_entry *e1;
193
194                 parent = *p;
195                 e1 = rb_entry(parent, struct ubi_wl_entry, u.rb);
196
197                 if (e->ec < e1->ec)
198                         p = &(*p)->rb_left;
199                 else if (e->ec > e1->ec)
200                         p = &(*p)->rb_right;
201                 else {
202                         ubi_assert(e->pnum != e1->pnum);
203                         if (e->pnum < e1->pnum)
204                                 p = &(*p)->rb_left;
205                         else
206                                 p = &(*p)->rb_right;
207                 }
208         }
209
210         rb_link_node(&e->u.rb, parent, p);
211         rb_insert_color(&e->u.rb, root);
212 }
213
214 /**
215  * do_work - do one pending work.
216  * @ubi: UBI device description object
217  *
218  * This function returns zero in case of success and a negative error code in
219  * case of failure.
220  */
221 static int do_work(struct ubi_device *ubi)
222 {
223         int err;
224         struct ubi_work *wrk;
225
226         cond_resched();
227
228         /*
229          * @ubi->work_sem is used to synchronize with the workers. Workers take
230          * it in read mode, so many of them may be doing works at a time. But
231          * the queue flush code has to be sure the whole queue of works is
232          * done, and it takes the mutex in write mode.
233          */
234         down_read(&ubi->work_sem);
235         spin_lock(&ubi->wl_lock);
236         if (list_empty(&ubi->works)) {
237                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
238                 up_read(&ubi->work_sem);
239                 return 0;
240         }
241
242         wrk = list_entry(ubi->works.next, struct ubi_work, list);
243         list_del(&wrk->list);
244         ubi->works_count -= 1;
245         ubi_assert(ubi->works_count >= 0);
246         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
247
248         /*
249          * Call the worker function. Do not touch the work structure
250          * after this call as it will have been freed or reused by that
251          * time by the worker function.
252          */
253         err = wrk->func(ubi, wrk, 0);
254         if (err)
255                 ubi_err("work failed with error code %d", err);
256         up_read(&ubi->work_sem);
257
258         return err;
259 }
260
261 /**
262  * produce_free_peb - produce a free physical eraseblock.
263  * @ubi: UBI device description object
264  *
265  * This function tries to make a free PEB by means of synchronous execution of
266  * pending works. This may be needed if, for example the background thread is
267  * disabled. Returns zero in case of success and a negative error code in case
268  * of failure.
269  */
270 static int produce_free_peb(struct ubi_device *ubi)
271 {
272         int err;
273
274         spin_lock(&ubi->wl_lock);
275         while (!ubi->free.rb_node) {
276                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
277
278                 dbg_wl("do one work synchronously");
279                 err = do_work(ubi);
280                 if (err)
281                         return err;
282
283                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
284         }
285         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
286
287         return 0;
288 }
289
290 /**
291  * in_wl_tree - check if wear-leveling entry is present in a WL RB-tree.
292  * @e: the wear-leveling entry to check
293  * @root: the root of the tree
294  *
295  * This function returns non-zero if @e is in the @root RB-tree and zero if it
296  * is not.
297  */
298 static int in_wl_tree(struct ubi_wl_entry *e, struct rb_root *root)
299 {
300         struct rb_node *p;
301
302         p = root->rb_node;
303         while (p) {
304                 struct ubi_wl_entry *e1;
305
306                 e1 = rb_entry(p, struct ubi_wl_entry, u.rb);
307
308                 if (e->pnum == e1->pnum) {
309                         ubi_assert(e == e1);
310                         return 1;
311                 }
312
313                 if (e->ec < e1->ec)
314                         p = p->rb_left;
315                 else if (e->ec > e1->ec)
316                         p = p->rb_right;
317                 else {
318                         ubi_assert(e->pnum != e1->pnum);
319                         if (e->pnum < e1->pnum)
320                                 p = p->rb_left;
321                         else
322                                 p = p->rb_right;
323                 }
324         }
325
326         return 0;
327 }
328
329 /**
330  * prot_queue_add - add physical eraseblock to the protection queue.
331  * @ubi: UBI device description object
332  * @e: the physical eraseblock to add
333  *
334  * This function adds @e to the tail of the protection queue @ubi->pq, where
335  * @e will stay for %UBI_PROT_QUEUE_LEN erase operations and will be
336  * temporarily protected from the wear-leveling worker. Note, @wl->lock has to
337  * be locked.
338  */
339 static void prot_queue_add(struct ubi_device *ubi, struct ubi_wl_entry *e)
340 {
341         int pq_tail = ubi->pq_head - 1;
342
343         if (pq_tail < 0)
344                 pq_tail = UBI_PROT_QUEUE_LEN - 1;
345         ubi_assert(pq_tail >= 0 && pq_tail < UBI_PROT_QUEUE_LEN);
346         list_add_tail(&e->u.list, &ubi->pq[pq_tail]);
347         dbg_wl("added PEB %d EC %d to the protection queue", e->pnum, e->ec);
348 }
349
350 /**
351  * find_wl_entry - find wear-leveling entry closest to certain erase counter.
352  * @root: the RB-tree where to look for
353  * @diff: maximum possible difference from the smallest erase counter
354  *
355  * This function looks for a wear leveling entry with erase counter closest to
356  * min + @diff, where min is the smallest erase counter.
357  */
358 static struct ubi_wl_entry *find_wl_entry(struct rb_root *root, int diff)
359 {
360         struct rb_node *p;
361         struct ubi_wl_entry *e;
362         int max;
363
364         e = rb_entry(rb_first(root), struct ubi_wl_entry, u.rb);
365         max = e->ec + diff;
366
367         p = root->rb_node;
368         while (p) {
369                 struct ubi_wl_entry *e1;
370
371                 e1 = rb_entry(p, struct ubi_wl_entry, u.rb);
372                 if (e1->ec >= max)
373                         p = p->rb_left;
374                 else {
375                         p = p->rb_right;
376                         e = e1;
377                 }
378         }
379
380         return e;
381 }
382
383 /**
384  * ubi_wl_get_peb - get a physical eraseblock.
385  * @ubi: UBI device description object
386  * @dtype: type of data which will be stored in this physical eraseblock
387  *
388  * This function returns a physical eraseblock in case of success and a
389  * negative error code in case of failure. Might sleep.
390  */
391 int ubi_wl_get_peb(struct ubi_device *ubi, int dtype)
392 {
393         int err;
394         struct ubi_wl_entry *e, *first, *last;
395
396         ubi_assert(dtype == UBI_LONGTERM || dtype == UBI_SHORTTERM ||
397                    dtype == UBI_UNKNOWN);
398
399 retry:
400         spin_lock(&ubi->wl_lock);
401         if (!ubi->free.rb_node) {
402                 if (ubi->works_count == 0) {
403                         ubi_assert(list_empty(&ubi->works));
404                         ubi_err("no free eraseblocks");
405                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
406                         return -ENOSPC;
407                 }
408                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
409
410                 err = produce_free_peb(ubi);
411                 if (err < 0)
412                         return err;
413                 goto retry;
414         }
415
416         switch (dtype) {
417         case UBI_LONGTERM:
418                 /*
419                  * For long term data we pick a physical eraseblock with high
420                  * erase counter. But the highest erase counter we can pick is
421                  * bounded by the the lowest erase counter plus
422                  * %WL_FREE_MAX_DIFF.
423                  */
424                 e = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
425                 break;
426         case UBI_UNKNOWN:
427                 /*
428                  * For unknown data we pick a physical eraseblock with medium
429                  * erase counter. But we by no means can pick a physical
430                  * eraseblock with erase counter greater or equivalent than the
431                  * lowest erase counter plus %WL_FREE_MAX_DIFF/2.
432                  */
433                 first = rb_entry(rb_first(&ubi->free), struct ubi_wl_entry,
434                                         u.rb);
435                 last = rb_entry(rb_last(&ubi->free), struct ubi_wl_entry, u.rb);
436
437                 if (last->ec - first->ec < WL_FREE_MAX_DIFF)
438                         e = rb_entry(ubi->free.rb_node,
439                                         struct ubi_wl_entry, u.rb);
440                 else
441                         e = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF/2);
442                 break;
443         case UBI_SHORTTERM:
444                 /*
445                  * For short term data we pick a physical eraseblock with the
446                  * lowest erase counter as we expect it will be erased soon.
447                  */
448                 e = rb_entry(rb_first(&ubi->free), struct ubi_wl_entry, u.rb);
449                 break;
450         default:
451                 BUG();
452         }
453
454         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->free);
455
456         /*
457          * Move the physical eraseblock to the protection queue where it will
458          * be protected from being moved for some time.
459          */
460         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->free);
461         dbg_wl("PEB %d EC %d", e->pnum, e->ec);
462         prot_queue_add(ubi, e);
463         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
464
465         err = ubi_dbg_check_all_ff(ubi, e->pnum, ubi->vid_hdr_aloffset,
466                                    ubi->peb_size - ubi->vid_hdr_aloffset);
467         if (err) {
468                 ubi_err("new PEB %d does not contain all 0xFF bytes", e->pnum);
469                 return err;
470         }
471
472         return e->pnum;
473 }
474
475 /**
476  * prot_queue_del - remove a physical eraseblock from the protection queue.
477  * @ubi: UBI device description object
478  * @pnum: the physical eraseblock to remove
479  *
480  * This function deletes PEB @pnum from the protection queue and returns zero
481  * in case of success and %-ENODEV if the PEB was not found.
482  */
483 static int prot_queue_del(struct ubi_device *ubi, int pnum)
484 {
485         struct ubi_wl_entry *e;
486
487         e = ubi->lookuptbl[pnum];
488         if (!e)
489                 return -ENODEV;
490
491         if (paranoid_check_in_pq(ubi, e))
492                 return -ENODEV;
493
494         list_del(&e->u.list);
495         dbg_wl("deleted PEB %d from the protection queue", e->pnum);
496         return 0;
497 }
498
499 /**
500  * sync_erase - synchronously erase a physical eraseblock.
501  * @ubi: UBI device description object
502  * @e: the the physical eraseblock to erase
503  * @torture: if the physical eraseblock has to be tortured
504  *
505  * This function returns zero in case of success and a negative error code in
506  * case of failure.
507  */
508 static int sync_erase(struct ubi_device *ubi, struct ubi_wl_entry *e,
509                       int torture)
510 {
511         int err;
512         struct ubi_ec_hdr *ec_hdr;
513         unsigned long long ec = e->ec;
514
515         dbg_wl("erase PEB %d, old EC %llu", e->pnum, ec);
516
517         err = paranoid_check_ec(ubi, e->pnum, e->ec);
518         if (err)
519                 return -EINVAL;
520
521         ec_hdr = kzalloc(ubi->ec_hdr_alsize, GFP_NOFS);
522         if (!ec_hdr)
523                 return -ENOMEM;
524
525         err = ubi_io_sync_erase(ubi, e->pnum, torture);
526         if (err < 0)
527                 goto out_free;
528
529         ec += err;
530         if (ec > UBI_MAX_ERASECOUNTER) {
531                 /*
532                  * Erase counter overflow. Upgrade UBI and use 64-bit
533                  * erase counters internally.
534                  */
535                 ubi_err("erase counter overflow at PEB %d, EC %llu",
536                         e->pnum, ec);
537                 err = -EINVAL;
538                 goto out_free;
539         }
540
541         dbg_wl("erased PEB %d, new EC %llu", e->pnum, ec);
542
543         ec_hdr->ec = cpu_to_be64(ec);
544
545         err = ubi_io_write_ec_hdr(ubi, e->pnum, ec_hdr);
546         if (err)
547                 goto out_free;
548
549         e->ec = ec;
550         spin_lock(&ubi->wl_lock);
551         if (e->ec > ubi->max_ec)
552                 ubi->max_ec = e->ec;
553         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
554
555 out_free:
556         kfree(ec_hdr);
557         return err;
558 }
559
560 /**
561  * serve_prot_queue - check if it is time to stop protecting PEBs.
562  * @ubi: UBI device description object
563  *
564  * This function is called after each erase operation and removes PEBs from the
565  * tail of the protection queue. These PEBs have been protected for long enough
566  * and should be moved to the used tree.
567  */
568 static void serve_prot_queue(struct ubi_device *ubi)
569 {
570         struct ubi_wl_entry *e, *tmp;
571         int count;
572
573         /*
574          * There may be several protected physical eraseblock to remove,
575          * process them all.
576          */
577 repeat:
578         count = 0;
579         spin_lock(&ubi->wl_lock);
580         list_for_each_entry_safe(e, tmp, &ubi->pq[ubi->pq_head], u.list) {
581                 dbg_wl("PEB %d EC %d protection over, move to used tree",
582                         e->pnum, e->ec);
583
584                 list_del(&e->u.list);
585                 wl_tree_add(e, &ubi->used);
586                 if (count++ > 32) {
587                         /*
588                          * Let's be nice and avoid holding the spinlock for
589                          * too long.
590                          */
591                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
592                         cond_resched();
593                         goto repeat;
594                 }
595         }
596
597         ubi->pq_head += 1;
598         if (ubi->pq_head == UBI_PROT_QUEUE_LEN)
599                 ubi->pq_head = 0;
600         ubi_assert(ubi->pq_head >= 0 && ubi->pq_head < UBI_PROT_QUEUE_LEN);
601         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
602 }
603
604 /**
605  * schedule_ubi_work - schedule a work.
606  * @ubi: UBI device description object
607  * @wrk: the work to schedule
608  *
609  * This function adds a work defined by @wrk to the tail of the pending works
610  * list.
611  */
612 static void schedule_ubi_work(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wrk)
613 {
614         spin_lock(&ubi->wl_lock);
615         list_add_tail(&wrk->list, &ubi->works);
616         ubi_assert(ubi->works_count >= 0);
617         ubi->works_count += 1;
618         if (ubi->thread_enabled && !ubi_dbg_is_bgt_disabled(ubi))
619                 wake_up_process(ubi->bgt_thread);
620         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
621 }
622
623 static int erase_worker(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wl_wrk,
624                         int cancel);
625
626 /**
627  * schedule_erase - schedule an erase work.
628  * @ubi: UBI device description object
629  * @e: the WL entry of the physical eraseblock to erase
630  * @torture: if the physical eraseblock has to be tortured
631  *
632  * This function returns zero in case of success and a %-ENOMEM in case of
633  * failure.
634  */
635 static int schedule_erase(struct ubi_device *ubi, struct ubi_wl_entry *e,
636                           int torture)
637 {
638         struct ubi_work *wl_wrk;
639
640         dbg_wl("schedule erasure of PEB %d, EC %d, torture %d",
641                e->pnum, e->ec, torture);
642
643         wl_wrk = kmalloc(sizeof(struct ubi_work), GFP_NOFS);
644         if (!wl_wrk)
645                 return -ENOMEM;
646
647         wl_wrk->func = &erase_worker;
648         wl_wrk->e = e;
649         wl_wrk->torture = torture;
650
651         schedule_ubi_work(ubi, wl_wrk);
652         return 0;
653 }
654
655 /**
656  * wear_leveling_worker - wear-leveling worker function.
657  * @ubi: UBI device description object
658  * @wrk: the work object
659  * @cancel: non-zero if the worker has to free memory and exit
660  *
661  * This function copies a more worn out physical eraseblock to a less worn out
662  * one. Returns zero in case of success and a negative error code in case of
663  * failure.
664  */
665 static int wear_leveling_worker(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wrk,
666                                 int cancel)
667 {
668         int err, scrubbing = 0, torture = 0, protect = 0, erroneous = 0;
669         int vol_id = -1, uninitialized_var(lnum);
670         struct ubi_wl_entry *e1, *e2;
671         struct ubi_vid_hdr *vid_hdr;
672
673         kfree(wrk);
674         if (cancel)
675                 return 0;
676
677         vid_hdr = ubi_zalloc_vid_hdr(ubi, GFP_NOFS);
678         if (!vid_hdr)
679                 return -ENOMEM;
680
681         mutex_lock(&ubi->move_mutex);
682         spin_lock(&ubi->wl_lock);
683         ubi_assert(!ubi->move_from && !ubi->move_to);
684         ubi_assert(!ubi->move_to_put);
685
686         if (!ubi->free.rb_node ||
687             (!ubi->used.rb_node && !ubi->scrub.rb_node)) {
688                 /*
689                  * No free physical eraseblocks? Well, they must be waiting in
690                  * the queue to be erased. Cancel movement - it will be
691                  * triggered again when a free physical eraseblock appears.
692                  *
693                  * No used physical eraseblocks? They must be temporarily
694                  * protected from being moved. They will be moved to the
695                  * @ubi->used tree later and the wear-leveling will be
696                  * triggered again.
697                  */
698                 dbg_wl("cancel WL, a list is empty: free %d, used %d",
699                        !ubi->free.rb_node, !ubi->used.rb_node);
700                 goto out_cancel;
701         }
702
703         if (!ubi->scrub.rb_node) {
704                 /*
705                  * Now pick the least worn-out used physical eraseblock and a
706                  * highly worn-out free physical eraseblock. If the erase
707                  * counters differ much enough, start wear-leveling.
708                  */
709                 e1 = rb_entry(rb_first(&ubi->used), struct ubi_wl_entry, u.rb);
710                 e2 = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
711
712                 if (!(e2->ec - e1->ec >= UBI_WL_THRESHOLD)) {
713                         dbg_wl("no WL needed: min used EC %d, max free EC %d",
714                                e1->ec, e2->ec);
715                         goto out_cancel;
716                 }
717                 paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e1, &ubi->used);
718                 rb_erase(&e1->u.rb, &ubi->used);
719                 dbg_wl("move PEB %d EC %d to PEB %d EC %d",
720                        e1->pnum, e1->ec, e2->pnum, e2->ec);
721         } else {
722                 /* Perform scrubbing */
723                 scrubbing = 1;
724                 e1 = rb_entry(rb_first(&ubi->scrub), struct ubi_wl_entry, u.rb);
725                 e2 = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
726                 paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e1, &ubi->scrub);
727                 rb_erase(&e1->u.rb, &ubi->scrub);
728                 dbg_wl("scrub PEB %d to PEB %d", e1->pnum, e2->pnum);
729         }
730
731         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e2, &ubi->free);
732         rb_erase(&e2->u.rb, &ubi->free);
733         ubi->move_from = e1;
734         ubi->move_to = e2;
735         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
736
737         /*
738          * Now we are going to copy physical eraseblock @e1->pnum to @e2->pnum.
739          * We so far do not know which logical eraseblock our physical
740          * eraseblock (@e1) belongs to. We have to read the volume identifier
741          * header first.
742          *
743          * Note, we are protected from this PEB being unmapped and erased. The
744          * 'ubi_wl_put_peb()' would wait for moving to be finished if the PEB
745          * which is being moved was unmapped.
746          */
747
748         err = ubi_io_read_vid_hdr(ubi, e1->pnum, vid_hdr, 0);
749         if (err && err != UBI_IO_BITFLIPS) {
750                 if (err == UBI_IO_FF) {
751                         /*
752                          * We are trying to move PEB without a VID header. UBI
753                          * always write VID headers shortly after the PEB was
754                          * given, so we have a situation when it has not yet
755                          * had a chance to write it, because it was preempted.
756                          * So add this PEB to the protection queue so far,
757                          * because presumably more data will be written there
758                          * (including the missing VID header), and then we'll
759                          * move it.
760                          */
761                         dbg_wl("PEB %d has no VID header", e1->pnum);
762                         protect = 1;
763                         goto out_not_moved;
764                 } else if (err == UBI_IO_FF_BITFLIPS) {
765                         /*
766                          * The same situation as %UBI_IO_FF, but bit-flips were
767                          * detected. It is better to schedule this PEB for
768                          * scrubbing.
769                          */
770                         dbg_wl("PEB %d has no VID header but has bit-flips",
771                                e1->pnum);
772                         scrubbing = 1;
773                         goto out_not_moved;
774                 }
775
776                 ubi_err("error %d while reading VID header from PEB %d",
777                         err, e1->pnum);
778                 goto out_error;
779         }
780
781         vol_id = be32_to_cpu(vid_hdr->vol_id);
782         lnum = be32_to_cpu(vid_hdr->lnum);
783
784         err = ubi_eba_copy_leb(ubi, e1->pnum, e2->pnum, vid_hdr);
785         if (err) {
786                 if (err == MOVE_CANCEL_RACE) {
787                         /*
788                          * The LEB has not been moved because the volume is
789                          * being deleted or the PEB has been put meanwhile. We
790                          * should prevent this PEB from being selected for
791                          * wear-leveling movement again, so put it to the
792                          * protection queue.
793                          */
794                         protect = 1;
795                         goto out_not_moved;
796                 }
797                 if (err == MOVE_RETRY) {
798                         scrubbing = 1;
799                         goto out_not_moved;
800                 }
801                 if (err == MOVE_TARGET_BITFLIPS || err == MOVE_TARGET_WR_ERR ||
802                     err == MOVE_TARGET_RD_ERR) {
803                         /*
804                          * Target PEB had bit-flips or write error - torture it.
805                          */
806                         torture = 1;
807                         goto out_not_moved;
808                 }
809
810                 if (err == MOVE_SOURCE_RD_ERR) {
811                         /*
812                          * An error happened while reading the source PEB. Do
813                          * not switch to R/O mode in this case, and give the
814                          * upper layers a possibility to recover from this,
815                          * e.g. by unmapping corresponding LEB. Instead, just
816                          * put this PEB to the @ubi->erroneous list to prevent
817                          * UBI from trying to move it over and over again.
818                          */
819                         if (ubi->erroneous_peb_count > ubi->max_erroneous) {
820                                 ubi_err("too many erroneous eraseblocks (%d)",
821                                         ubi->erroneous_peb_count);
822                                 goto out_error;
823                         }
824                         erroneous = 1;
825                         goto out_not_moved;
826                 }
827
828                 if (err < 0)
829                         goto out_error;
830
831                 ubi_assert(0);
832         }
833
834         /* The PEB has been successfully moved */
835         if (scrubbing)
836                 ubi_msg("scrubbed PEB %d (LEB %d:%d), data moved to PEB %d",
837                         e1->pnum, vol_id, lnum, e2->pnum);
838         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
839
840         spin_lock(&ubi->wl_lock);
841         if (!ubi->move_to_put) {
842                 wl_tree_add(e2, &ubi->used);
843                 e2 = NULL;
844         }
845         ubi->move_from = ubi->move_to = NULL;
846         ubi->move_to_put = ubi->wl_scheduled = 0;
847         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
848
849         err = schedule_erase(ubi, e1, 0);
850         if (err) {
851                 kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e1);
852                 if (e2)
853                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
854                 goto out_ro;
855         }
856
857         if (e2) {
858                 /*
859                  * Well, the target PEB was put meanwhile, schedule it for
860                  * erasure.
861                  */
862                 dbg_wl("PEB %d (LEB %d:%d) was put meanwhile, erase",
863                        e2->pnum, vol_id, lnum);
864                 err = schedule_erase(ubi, e2, 0);
865                 if (err) {
866                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
867                         goto out_ro;
868                 }
869         }
870
871         dbg_wl("done");
872         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
873         return 0;
874
875         /*
876          * For some reasons the LEB was not moved, might be an error, might be
877          * something else. @e1 was not changed, so return it back. @e2 might
878          * have been changed, schedule it for erasure.
879          */
880 out_not_moved:
881         if (vol_id != -1)
882                 dbg_wl("cancel moving PEB %d (LEB %d:%d) to PEB %d (%d)",
883                        e1->pnum, vol_id, lnum, e2->pnum, err);
884         else
885                 dbg_wl("cancel moving PEB %d to PEB %d (%d)",
886                        e1->pnum, e2->pnum, err);
887         spin_lock(&ubi->wl_lock);
888         if (protect)
889                 prot_queue_add(ubi, e1);
890         else if (erroneous) {
891                 wl_tree_add(e1, &ubi->erroneous);
892                 ubi->erroneous_peb_count += 1;
893         } else if (scrubbing)
894                 wl_tree_add(e1, &ubi->scrub);
895         else
896                 wl_tree_add(e1, &ubi->used);
897         ubi_assert(!ubi->move_to_put);
898         ubi->move_from = ubi->move_to = NULL;
899         ubi->wl_scheduled = 0;
900         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
901
902         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
903         err = schedule_erase(ubi, e2, torture);
904         if (err) {
905                 kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
906                 goto out_ro;
907         }
908         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
909         return 0;
910
911 out_error:
912         if (vol_id != -1)
913                 ubi_err("error %d while moving PEB %d to PEB %d",
914                         err, e1->pnum, e2->pnum);
915         else
916                 ubi_err("error %d while moving PEB %d (LEB %d:%d) to PEB %d",
917                         err, e1->pnum, vol_id, lnum, e2->pnum);
918         spin_lock(&ubi->wl_lock);
919         ubi->move_from = ubi->move_to = NULL;
920         ubi->move_to_put = ubi->wl_scheduled = 0;
921         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
922
923         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
924         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e1);
925         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
926
927 out_ro:
928         ubi_ro_mode(ubi);
929         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
930         ubi_assert(err != 0);
931         return err < 0 ? err : -EIO;
932
933 out_cancel:
934         ubi->wl_scheduled = 0;
935         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
936         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
937         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
938         return 0;
939 }
940
941 /**
942  * ensure_wear_leveling - schedule wear-leveling if it is needed.
943  * @ubi: UBI device description object
944  *
945  * This function checks if it is time to start wear-leveling and schedules it
946  * if yes. This function returns zero in case of success and a negative error
947  * code in case of failure.
948  */
949 static int ensure_wear_leveling(struct ubi_device *ubi)
950 {
951         int err = 0;
952         struct ubi_wl_entry *e1;
953         struct ubi_wl_entry *e2;
954         struct ubi_work *wrk;
955
956         spin_lock(&ubi->wl_lock);
957         if (ubi->wl_scheduled)
958                 /* Wear-leveling is already in the work queue */
959                 goto out_unlock;
960
961         /*
962          * If the ubi->scrub tree is not empty, scrubbing is needed, and the
963          * the WL worker has to be scheduled anyway.
964          */
965         if (!ubi->scrub.rb_node) {
966                 if (!ubi->used.rb_node || !ubi->free.rb_node)
967                         /* No physical eraseblocks - no deal */
968                         goto out_unlock;
969
970                 /*
971                  * We schedule wear-leveling only if the difference between the
972                  * lowest erase counter of used physical eraseblocks and a high
973                  * erase counter of free physical eraseblocks is greater than
974                  * %UBI_WL_THRESHOLD.
975                  */
976                 e1 = rb_entry(rb_first(&ubi->used), struct ubi_wl_entry, u.rb);
977                 e2 = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
978
979                 if (!(e2->ec - e1->ec >= UBI_WL_THRESHOLD))
980                         goto out_unlock;
981                 dbg_wl("schedule wear-leveling");
982         } else
983                 dbg_wl("schedule scrubbing");
984
985         ubi->wl_scheduled = 1;
986         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
987
988         wrk = kmalloc(sizeof(struct ubi_work), GFP_NOFS);
989         if (!wrk) {
990                 err = -ENOMEM;
991                 goto out_cancel;
992         }
993
994         wrk->func = &wear_leveling_worker;
995         schedule_ubi_work(ubi, wrk);
996         return err;
997
998 out_cancel:
999         spin_lock(&ubi->wl_lock);
1000         ubi->wl_scheduled = 0;
1001 out_unlock:
1002         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1003         return err;
1004 }
1005
1006 /**
1007  * erase_worker - physical eraseblock erase worker function.
1008  * @ubi: UBI device description object
1009  * @wl_wrk: the work object
1010  * @cancel: non-zero if the worker has to free memory and exit
1011  *
1012  * This function erases a physical eraseblock and perform torture testing if
1013  * needed. It also takes care about marking the physical eraseblock bad if
1014  * needed. Returns zero in case of success and a negative error code in case of
1015  * failure.
1016  */
1017 static int erase_worker(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wl_wrk,
1018                         int cancel)
1019 {
1020         struct ubi_wl_entry *e = wl_wrk->e;
1021         int pnum = e->pnum, err, need;
1022
1023         if (cancel) {
1024                 dbg_wl("cancel erasure of PEB %d EC %d", pnum, e->ec);
1025                 kfree(wl_wrk);
1026                 kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1027                 return 0;
1028         }
1029
1030         dbg_wl("erase PEB %d EC %d", pnum, e->ec);
1031
1032         err = sync_erase(ubi, e, wl_wrk->torture);
1033         if (!err) {
1034                 /* Fine, we've erased it successfully */
1035                 kfree(wl_wrk);
1036
1037                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
1038                 wl_tree_add(e, &ubi->free);
1039                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1040
1041                 /*
1042                  * One more erase operation has happened, take care about
1043                  * protected physical eraseblocks.
1044                  */
1045                 serve_prot_queue(ubi);
1046
1047                 /* And take care about wear-leveling */
1048                 err = ensure_wear_leveling(ubi);
1049                 return err;
1050         }
1051
1052         ubi_err("failed to erase PEB %d, error %d", pnum, err);
1053         kfree(wl_wrk);
1054
1055         if (err == -EINTR || err == -ENOMEM || err == -EAGAIN ||
1056             err == -EBUSY) {
1057                 int err1;
1058
1059                 /* Re-schedule the LEB for erasure */
1060                 err1 = schedule_erase(ubi, e, 0);
1061                 if (err1) {
1062                         err = err1;
1063                         goto out_ro;
1064                 }
1065                 return err;
1066         }
1067
1068         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1069         if (err != -EIO)
1070                 /*
1071                  * If this is not %-EIO, we have no idea what to do. Scheduling
1072                  * this physical eraseblock for erasure again would cause
1073                  * errors again and again. Well, lets switch to R/O mode.
1074                  */
1075                 goto out_ro;
1076
1077         /* It is %-EIO, the PEB went bad */
1078
1079         if (!ubi->bad_allowed) {
1080                 ubi_err("bad physical eraseblock %d detected", pnum);
1081                 goto out_ro;
1082         }
1083
1084         spin_lock(&ubi->volumes_lock);
1085         need = ubi->beb_rsvd_level - ubi->beb_rsvd_pebs + 1;
1086         if (need > 0) {
1087                 need = ubi->avail_pebs >= need ? need : ubi->avail_pebs;
1088                 ubi->avail_pebs -= need;
1089                 ubi->rsvd_pebs += need;
1090                 ubi->beb_rsvd_pebs += need;
1091                 if (need > 0)
1092                         ubi_msg("reserve more %d PEBs", need);
1093         }
1094
1095         if (ubi->beb_rsvd_pebs == 0) {
1096                 spin_unlock(&ubi->volumes_lock);
1097                 ubi_err("no reserved physical eraseblocks");
1098                 goto out_ro;
1099         }
1100         spin_unlock(&ubi->volumes_lock);
1101
1102         ubi_msg("mark PEB %d as bad", pnum);
1103         err = ubi_io_mark_bad(ubi, pnum);
1104         if (err)
1105                 goto out_ro;
1106
1107         spin_lock(&ubi->volumes_lock);
1108         ubi->beb_rsvd_pebs -= 1;
1109         ubi->bad_peb_count += 1;
1110         ubi->good_peb_count -= 1;
1111         ubi_calculate_reserved(ubi);
1112         if (ubi->beb_rsvd_pebs)
1113                 ubi_msg("%d PEBs left in the reserve", ubi->beb_rsvd_pebs);
1114         else
1115                 ubi_warn("last PEB from the reserved pool was used");
1116         spin_unlock(&ubi->volumes_lock);
1117
1118         return err;
1119
1120 out_ro:
1121         ubi_ro_mode(ubi);
1122         return err;
1123 }
1124
1125 /**
1126  * ubi_wl_put_peb - return a PEB to the wear-leveling sub-system.
1127  * @ubi: UBI device description object
1128  * @pnum: physical eraseblock to return
1129  * @torture: if this physical eraseblock has to be tortured
1130  *
1131  * This function is called to return physical eraseblock @pnum to the pool of
1132  * free physical eraseblocks. The @torture flag has to be set if an I/O error
1133  * occurred to this @pnum and it has to be tested. This function returns zero
1134  * in case of success, and a negative error code in case of failure.
1135  */
1136 int ubi_wl_put_peb(struct ubi_device *ubi, int pnum, int torture)
1137 {
1138         int err;
1139         struct ubi_wl_entry *e;
1140
1141         dbg_wl("PEB %d", pnum);
1142         ubi_assert(pnum >= 0);
1143         ubi_assert(pnum < ubi->peb_count);
1144
1145 retry:
1146         spin_lock(&ubi->wl_lock);
1147         e = ubi->lookuptbl[pnum];
1148         if (e == ubi->move_from) {
1149                 /*
1150                  * User is putting the physical eraseblock which was selected to
1151                  * be moved. It will be scheduled for erasure in the
1152                  * wear-leveling worker.
1153                  */
1154                 dbg_wl("PEB %d is being moved, wait", pnum);
1155                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1156
1157                 /* Wait for the WL worker by taking the @ubi->move_mutex */
1158                 mutex_lock(&ubi->move_mutex);
1159                 mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
1160                 goto retry;
1161         } else if (e == ubi->move_to) {
1162                 /*
1163                  * User is putting the physical eraseblock which was selected
1164                  * as the target the data is moved to. It may happen if the EBA
1165                  * sub-system already re-mapped the LEB in 'ubi_eba_copy_leb()'
1166                  * but the WL sub-system has not put the PEB to the "used" tree
1167                  * yet, but it is about to do this. So we just set a flag which
1168                  * will tell the WL worker that the PEB is not needed anymore
1169                  * and should be scheduled for erasure.
1170                  */
1171                 dbg_wl("PEB %d is the target of data moving", pnum);
1172                 ubi_assert(!ubi->move_to_put);
1173                 ubi->move_to_put = 1;
1174                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1175                 return 0;
1176         } else {
1177                 if (in_wl_tree(e, &ubi->used)) {
1178                         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->used);
1179                         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->used);
1180                 } else if (in_wl_tree(e, &ubi->scrub)) {
1181                         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->scrub);
1182                         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->scrub);
1183                 } else if (in_wl_tree(e, &ubi->erroneous)) {
1184                         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->erroneous);
1185                         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->erroneous);
1186                         ubi->erroneous_peb_count -= 1;
1187                         ubi_assert(ubi->erroneous_peb_count >= 0);
1188                         /* Erroneous PEBs should be tortured */
1189                         torture = 1;
1190                 } else {
1191                         err = prot_queue_del(ubi, e->pnum);
1192                         if (err) {
1193                                 ubi_err("PEB %d not found", pnum);
1194                                 ubi_ro_mode(ubi);
1195                                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1196                                 return err;
1197                         }
1198                 }
1199         }
1200         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1201
1202         err = schedule_erase(ubi, e, torture);
1203         if (err) {
1204                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
1205                 wl_tree_add(e, &ubi->used);
1206                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1207         }
1208
1209         return err;
1210 }
1211
1212 /**
1213  * ubi_wl_scrub_peb - schedule a physical eraseblock for scrubbing.
1214  * @ubi: UBI device description object
1215  * @pnum: the physical eraseblock to schedule
1216  *
1217  * If a bit-flip in a physical eraseblock is detected, this physical eraseblock
1218  * needs scrubbing. This function schedules a physical eraseblock for
1219  * scrubbing which is done in background. This function returns zero in case of
1220  * success and a negative error code in case of failure.
1221  */
1222 int ubi_wl_scrub_peb(struct ubi_device *ubi, int pnum)
1223 {
1224         struct ubi_wl_entry *e;
1225
1226         dbg_msg("schedule PEB %d for scrubbing", pnum);
1227
1228 retry:
1229         spin_lock(&ubi->wl_lock);
1230         e = ubi->lookuptbl[pnum];
1231         if (e == ubi->move_from || in_wl_tree(e, &ubi->scrub) ||
1232                                    in_wl_tree(e, &ubi->erroneous)) {
1233                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1234                 return 0;
1235         }
1236
1237         if (e == ubi->move_to) {
1238                 /*
1239                  * This physical eraseblock was used to move data to. The data
1240                  * was moved but the PEB was not yet inserted to the proper
1241                  * tree. We should just wait a little and let the WL worker
1242                  * proceed.
1243                  */
1244                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1245                 dbg_wl("the PEB %d is not in proper tree, retry", pnum);
1246                 yield();
1247                 goto retry;
1248         }
1249
1250         if (in_wl_tree(e, &ubi->used)) {
1251                 paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->used);
1252                 rb_erase(&e->u.rb, &ubi->used);
1253         } else {
1254                 int err;
1255
1256                 err = prot_queue_del(ubi, e->pnum);
1257                 if (err) {
1258                         ubi_err("PEB %d not found", pnum);
1259                         ubi_ro_mode(ubi);
1260                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1261                         return err;
1262                 }
1263         }
1264
1265         wl_tree_add(e, &ubi->scrub);
1266         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1267
1268         /*
1269          * Technically scrubbing is the same as wear-leveling, so it is done
1270          * by the WL worker.
1271          */
1272         return ensure_wear_leveling(ubi);
1273 }
1274
1275 /**
1276  * ubi_wl_flush - flush all pending works.
1277  * @ubi: UBI device description object
1278  *
1279  * This function returns zero in case of success and a negative error code in
1280  * case of failure.
1281  */
1282 int ubi_wl_flush(struct ubi_device *ubi)
1283 {
1284         int err;
1285
1286         /*
1287          * Erase while the pending works queue is not empty, but not more than
1288          * the number of currently pending works.
1289          */
1290         dbg_wl("flush (%d pending works)", ubi->works_count);
1291         while (ubi->works_count) {
1292                 err = do_work(ubi);
1293                 if (err)
1294                         return err;
1295         }
1296
1297         /*
1298          * Make sure all the works which have been done in parallel are
1299          * finished.
1300          */
1301         down_write(&ubi->work_sem);
1302         up_write(&ubi->work_sem);
1303
1304         /*
1305          * And in case last was the WL worker and it canceled the LEB
1306          * movement, flush again.
1307          */
1308         while (ubi->works_count) {
1309                 dbg_wl("flush more (%d pending works)", ubi->works_count);
1310                 err = do_work(ubi);
1311                 if (err)
1312                         return err;
1313         }
1314
1315         return 0;
1316 }
1317
1318 /**
1319  * tree_destroy - destroy an RB-tree.
1320  * @root: the root of the tree to destroy
1321  */
1322 static void tree_destroy(struct rb_root *root)
1323 {
1324         struct rb_node *rb;
1325         struct ubi_wl_entry *e;
1326
1327         rb = root->rb_node;
1328         while (rb) {
1329                 if (rb->rb_left)
1330                         rb = rb->rb_left;
1331                 else if (rb->rb_right)
1332                         rb = rb->rb_right;
1333                 else {
1334                         e = rb_entry(rb, struct ubi_wl_entry, u.rb);
1335
1336                         rb = rb_parent(rb);
1337                         if (rb) {
1338                                 if (rb->rb_left == &e->u.rb)
1339                                         rb->rb_left = NULL;
1340                                 else
1341                                         rb->rb_right = NULL;
1342                         }
1343
1344                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1345                 }
1346         }
1347 }
1348
1349 /**
1350  * ubi_thread - UBI background thread.
1351  * @u: the UBI device description object pointer
1352  */
1353 int ubi_thread(void *u)
1354 {
1355         int failures = 0;
1356         struct ubi_device *ubi = u;
1357
1358         ubi_msg("background thread \"%s\" started, PID %d",
1359                 ubi->bgt_name, task_pid_nr(current));
1360
1361         set_freezable();
1362         for (;;) {
1363                 int err;
1364
1365                 if (kthread_should_stop())
1366                         break;
1367
1368                 if (try_to_freeze())
1369                         continue;
1370
1371                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
1372                 if (list_empty(&ubi->works) || ubi->ro_mode ||
1373                     !ubi->thread_enabled || ubi_dbg_is_bgt_disabled(ubi)) {
1374                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1375                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1376                         schedule();
1377                         continue;
1378                 }
1379                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1380
1381                 err = do_work(ubi);
1382                 if (err) {
1383                         ubi_err("%s: work failed with error code %d",
1384                                 ubi->bgt_name, err);
1385                         if (failures++ > WL_MAX_FAILURES) {
1386                                 /*
1387                                  * Too many failures, disable the thread and
1388                                  * switch to read-only mode.
1389                                  */
1390                                 ubi_msg("%s: %d consecutive failures",
1391                                         ubi->bgt_name, WL_MAX_FAILURES);
1392                                 ubi_ro_mode(ubi);
1393                                 ubi->thread_enabled = 0;
1394                                 continue;
1395                         }
1396                 } else
1397                         failures = 0;
1398
1399                 cond_resched();
1400         }
1401
1402         dbg_wl("background thread \"%s\" is killed", ubi->bgt_name);
1403         return 0;
1404 }
1405
1406 /**
1407  * cancel_pending - cancel all pending works.
1408  * @ubi: UBI device description object
1409  */
1410 static void cancel_pending(struct ubi_device *ubi)
1411 {
1412         while (!list_empty(&ubi->works)) {
1413                 struct ubi_work *wrk;
1414
1415                 wrk = list_entry(ubi->works.next, struct ubi_work, list);
1416                 list_del(&wrk->list);
1417                 wrk->func(ubi, wrk, 1);
1418                 ubi->works_count -= 1;
1419                 ubi_assert(ubi->works_count >= 0);
1420         }
1421 }
1422
1423 /**
1424  * ubi_wl_init_scan - initialize the WL sub-system using scanning information.
1425  * @ubi: UBI device description object
1426  * @si: scanning information
1427  *
1428  * This function returns zero in case of success, and a negative error code in
1429  * case of failure.
1430  */
1431 int ubi_wl_init_scan(struct ubi_device *ubi, struct ubi_scan_info *si)
1432 {
1433         int err, i;
1434         struct rb_node *rb1, *rb2;
1435         struct ubi_scan_volume *sv;
1436         struct ubi_scan_leb *seb, *tmp;
1437         struct ubi_wl_entry *e;
1438
1439         ubi->used = ubi->erroneous = ubi->free = ubi->scrub = RB_ROOT;
1440         spin_lock_init(&ubi->wl_lock);
1441         mutex_init(&ubi->move_mutex);
1442         init_rwsem(&ubi->work_sem);
1443         ubi->max_ec = si->max_ec;
1444         INIT_LIST_HEAD(&ubi->works);
1445
1446         sprintf(ubi->bgt_name, UBI_BGT_NAME_PATTERN, ubi->ubi_num);
1447
1448         err = -ENOMEM;
1449         ubi->lookuptbl = kzalloc(ubi->peb_count * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1450         if (!ubi->lookuptbl)
1451                 return err;
1452
1453         for (i = 0; i < UBI_PROT_QUEUE_LEN; i++)
1454                 INIT_LIST_HEAD(&ubi->pq[i]);
1455         ubi->pq_head = 0;
1456
1457         list_for_each_entry_safe(seb, tmp, &si->erase, u.list) {
1458                 cond_resched();
1459
1460                 e = kmem_cache_alloc(ubi_wl_entry_slab, GFP_KERNEL);
1461                 if (!e)
1462                         goto out_free;
1463
1464                 e->pnum = seb->pnum;
1465                 e->ec = seb->ec;
1466                 ubi->lookuptbl[e->pnum] = e;
1467                 if (schedule_erase(ubi, e, 0)) {
1468                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1469                         goto out_free;
1470                 }
1471         }
1472
1473         list_for_each_entry(seb, &si->free, u.list) {
1474                 cond_resched();
1475
1476                 e = kmem_cache_alloc(ubi_wl_entry_slab, GFP_KERNEL);
1477                 if (!e)
1478                         goto out_free;
1479
1480                 e->pnum = seb->pnum;
1481                 e->ec = seb->ec;
1482                 ubi_assert(e->ec >= 0);
1483                 wl_tree_add(e, &ubi->free);
1484                 ubi->lookuptbl[e->pnum] = e;
1485         }
1486
1487         ubi_rb_for_each_entry(rb1, sv, &si->volumes, rb) {
1488                 ubi_rb_for_each_entry(rb2, seb, &sv->root, u.rb) {
1489                         cond_resched();
1490
1491                         e = kmem_cache_alloc(ubi_wl_entry_slab, GFP_KERNEL);
1492                         if (!e)
1493                                 goto out_free;
1494
1495                         e->pnum = seb->pnum;
1496                         e->ec = seb->ec;
1497                         ubi->lookuptbl[e->pnum] = e;
1498                         if (!seb->scrub) {
1499                                 dbg_wl("add PEB %d EC %d to the used tree",
1500                                        e->pnum, e->ec);
1501                                 wl_tree_add(e, &ubi->used);
1502                         } else {
1503                                 dbg_wl("add PEB %d EC %d to the scrub tree",
1504                                        e->pnum, e->ec);
1505                                 wl_tree_add(e, &ubi->scrub);
1506                         }
1507                 }
1508         }
1509
1510         if (ubi->avail_pebs < WL_RESERVED_PEBS) {
1511                 ubi_err("no enough physical eraseblocks (%d, need %d)",
1512                         ubi->avail_pebs, WL_RESERVED_PEBS);
1513                 if (ubi->corr_peb_count)
1514                         ubi_err("%d PEBs are corrupted and not used",
1515                                 ubi->corr_peb_count);
1516                 goto out_free;
1517         }
1518         ubi->avail_pebs -= WL_RESERVED_PEBS;
1519         ubi->rsvd_pebs += WL_RESERVED_PEBS;
1520
1521         /* Schedule wear-leveling if needed */
1522         err = ensure_wear_leveling(ubi);
1523         if (err)
1524                 goto out_free;
1525
1526         return 0;
1527
1528 out_free:
1529         cancel_pending(ubi);
1530         tree_destroy(&ubi->used);
1531         tree_destroy(&ubi->free);
1532         tree_destroy(&ubi->scrub);
1533         kfree(ubi->lookuptbl);
1534         return err;
1535 }
1536
1537 /**
1538  * protection_queue_destroy - destroy the protection queue.
1539  * @ubi: UBI device description object
1540  */
1541 static void protection_queue_destroy(struct ubi_device *ubi)
1542 {
1543         int i;
1544         struct ubi_wl_entry *e, *tmp;
1545
1546         for (i = 0; i < UBI_PROT_QUEUE_LEN; ++i) {
1547                 list_for_each_entry_safe(e, tmp, &ubi->pq[i], u.list) {
1548                         list_del(&e->u.list);
1549                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1550                 }
1551         }
1552 }
1553
1554 /**
1555  * ubi_wl_close - close the wear-leveling sub-system.
1556  * @ubi: UBI device description object
1557  */
1558 void ubi_wl_close(struct ubi_device *ubi)
1559 {
1560         dbg_wl("close the WL sub-system");
1561         cancel_pending(ubi);
1562         protection_queue_destroy(ubi);
1563         tree_destroy(&ubi->used);
1564         tree_destroy(&ubi->erroneous);
1565         tree_destroy(&ubi->free);
1566         tree_destroy(&ubi->scrub);
1567         kfree(ubi->lookuptbl);
1568 }
1569
1570 #ifdef CONFIG_MTD_UBI_DEBUG
1571
1572 /**
1573  * paranoid_check_ec - make sure that the erase counter of a PEB is correct.
1574  * @ubi: UBI device description object
1575  * @pnum: the physical eraseblock number to check
1576  * @ec: the erase counter to check
1577  *
1578  * This function returns zero if the erase counter of physical eraseblock @pnum
1579  * is equivalent to @ec, and a negative error code if not or if an error
1580  * occurred.
1581  */
1582 static int paranoid_check_ec(struct ubi_device *ubi, int pnum, int ec)
1583 {
1584         int err;
1585         long long read_ec;
1586         struct ubi_ec_hdr *ec_hdr;
1587
1588         if (!ubi->dbg->chk_gen)
1589                 return 0;
1590
1591         ec_hdr = kzalloc(ubi->ec_hdr_alsize, GFP_NOFS);
1592         if (!ec_hdr)
1593                 return -ENOMEM;
1594
1595         err = ubi_io_read_ec_hdr(ubi, pnum, ec_hdr, 0);
1596         if (err && err != UBI_IO_BITFLIPS) {
1597                 /* The header does not have to exist */
1598                 err = 0;
1599                 goto out_free;
1600         }
1601
1602         read_ec = be64_to_cpu(ec_hdr->ec);
1603         if (ec != read_ec) {
1604                 ubi_err("paranoid check failed for PEB %d", pnum);
1605                 ubi_err("read EC is %lld, should be %d", read_ec, ec);
1606                 ubi_dbg_dump_stack();
1607                 err = 1;
1608         } else
1609                 err = 0;
1610
1611 out_free:
1612         kfree(ec_hdr);
1613         return err;
1614 }
1615
1616 /**
1617  * paranoid_check_in_wl_tree - check that wear-leveling entry is in WL RB-tree.
1618  * @ubi: UBI device description object
1619  * @e: the wear-leveling entry to check
1620  * @root: the root of the tree
1621  *
1622  * This function returns zero if @e is in the @root RB-tree and %-EINVAL if it
1623  * is not.
1624  */
1625 static int paranoid_check_in_wl_tree(const struct ubi_device *ubi,
1626                                      struct ubi_wl_entry *e,
1627                                      struct rb_root *root)
1628 {
1629         if (!ubi->dbg->chk_gen)
1630                 return 0;
1631
1632         if (in_wl_tree(e, root))
1633                 return 0;
1634
1635         ubi_err("paranoid check failed for PEB %d, EC %d, RB-tree %p ",
1636                 e->pnum, e->ec, root);
1637         ubi_dbg_dump_stack();
1638         return -EINVAL;
1639 }
1640
1641 /**
1642  * paranoid_check_in_pq - check if wear-leveling entry is in the protection
1643  *                        queue.
1644  * @ubi: UBI device description object
1645  * @e: the wear-leveling entry to check
1646  *
1647  * This function returns zero if @e is in @ubi->pq and %-EINVAL if it is not.
1648  */
1649 static int paranoid_check_in_pq(const struct ubi_device *ubi,
1650                                 struct ubi_wl_entry *e)
1651 {
1652         struct ubi_wl_entry *p;
1653         int i;
1654
1655         if (!ubi->dbg->chk_gen)
1656                 return 0;
1657
1658         for (i = 0; i < UBI_PROT_QUEUE_LEN; ++i)
1659                 list_for_each_entry(p, &ubi->pq[i], u.list)
1660                         if (p == e)
1661                                 return 0;
1662
1663         ubi_err("paranoid check failed for PEB %d, EC %d, Protect queue",
1664                 e->pnum, e->ec);
1665         ubi_dbg_dump_stack();
1666         return -EINVAL;
1667 }
1668
1669 #endif /* CONFIG_MTD_UBI_DEBUG */