]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/mtd/ubi/wl.c
Merge branch 'fbdev-next' of git://github.com/schandinat/linux-2.6
[~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  * @max: highest possible erase counter
354  *
355  * This function looks for a wear leveling entry with erase counter closest to
356  * @max and less than @max.
357  */
358 static struct ubi_wl_entry *find_wl_entry(struct rb_root *root, int max)
359 {
360         struct rb_node *p;
361         struct ubi_wl_entry *e;
362
363         e = rb_entry(rb_first(root), struct ubi_wl_entry, u.rb);
364         max += e->ec;
365
366         p = root->rb_node;
367         while (p) {
368                 struct ubi_wl_entry *e1;
369
370                 e1 = rb_entry(p, struct ubi_wl_entry, u.rb);
371                 if (e1->ec >= max)
372                         p = p->rb_left;
373                 else {
374                         p = p->rb_right;
375                         e = e1;
376                 }
377         }
378
379         return e;
380 }
381
382 /**
383  * ubi_wl_get_peb - get a physical eraseblock.
384  * @ubi: UBI device description object
385  * @dtype: type of data which will be stored in this physical eraseblock
386  *
387  * This function returns a physical eraseblock in case of success and a
388  * negative error code in case of failure. Might sleep.
389  */
390 int ubi_wl_get_peb(struct ubi_device *ubi, int dtype)
391 {
392         int err, medium_ec;
393         struct ubi_wl_entry *e, *first, *last;
394
395         ubi_assert(dtype == UBI_LONGTERM || dtype == UBI_SHORTTERM ||
396                    dtype == UBI_UNKNOWN);
397
398 retry:
399         spin_lock(&ubi->wl_lock);
400         if (!ubi->free.rb_node) {
401                 if (ubi->works_count == 0) {
402                         ubi_assert(list_empty(&ubi->works));
403                         ubi_err("no free eraseblocks");
404                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
405                         return -ENOSPC;
406                 }
407                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
408
409                 err = produce_free_peb(ubi);
410                 if (err < 0)
411                         return err;
412                 goto retry;
413         }
414
415         switch (dtype) {
416         case UBI_LONGTERM:
417                 /*
418                  * For long term data we pick a physical eraseblock with high
419                  * erase counter. But the highest erase counter we can pick is
420                  * bounded by the the lowest erase counter plus
421                  * %WL_FREE_MAX_DIFF.
422                  */
423                 e = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
424                 break;
425         case UBI_UNKNOWN:
426                 /*
427                  * For unknown data we pick a physical eraseblock with medium
428                  * erase counter. But we by no means can pick a physical
429                  * eraseblock with erase counter greater or equivalent than the
430                  * lowest erase counter plus %WL_FREE_MAX_DIFF.
431                  */
432                 first = rb_entry(rb_first(&ubi->free), struct ubi_wl_entry,
433                                         u.rb);
434                 last = rb_entry(rb_last(&ubi->free), struct ubi_wl_entry, u.rb);
435
436                 if (last->ec - first->ec < WL_FREE_MAX_DIFF)
437                         e = rb_entry(ubi->free.rb_node,
438                                         struct ubi_wl_entry, u.rb);
439                 else {
440                         medium_ec = (first->ec + WL_FREE_MAX_DIFF)/2;
441                         e = find_wl_entry(&ubi->free, medium_ec);
442                 }
443                 break;
444         case UBI_SHORTTERM:
445                 /*
446                  * For short term data we pick a physical eraseblock with the
447                  * lowest erase counter as we expect it will be erased soon.
448                  */
449                 e = rb_entry(rb_first(&ubi->free), struct ubi_wl_entry, u.rb);
450                 break;
451         default:
452                 BUG();
453         }
454
455         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->free);
456
457         /*
458          * Move the physical eraseblock to the protection queue where it will
459          * be protected from being moved for some time.
460          */
461         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->free);
462         dbg_wl("PEB %d EC %d", e->pnum, e->ec);
463         prot_queue_add(ubi, e);
464         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
465
466         err = ubi_dbg_check_all_ff(ubi, e->pnum, ubi->vid_hdr_aloffset,
467                                    ubi->peb_size - ubi->vid_hdr_aloffset);
468         if (err) {
469                 ubi_err("new PEB %d does not contain all 0xFF bytes", e->pnum);
470                 return err;
471         }
472
473         return e->pnum;
474 }
475
476 /**
477  * prot_queue_del - remove a physical eraseblock from the protection queue.
478  * @ubi: UBI device description object
479  * @pnum: the physical eraseblock to remove
480  *
481  * This function deletes PEB @pnum from the protection queue and returns zero
482  * in case of success and %-ENODEV if the PEB was not found.
483  */
484 static int prot_queue_del(struct ubi_device *ubi, int pnum)
485 {
486         struct ubi_wl_entry *e;
487
488         e = ubi->lookuptbl[pnum];
489         if (!e)
490                 return -ENODEV;
491
492         if (paranoid_check_in_pq(ubi, e))
493                 return -ENODEV;
494
495         list_del(&e->u.list);
496         dbg_wl("deleted PEB %d from the protection queue", e->pnum);
497         return 0;
498 }
499
500 /**
501  * sync_erase - synchronously erase a physical eraseblock.
502  * @ubi: UBI device description object
503  * @e: the the physical eraseblock to erase
504  * @torture: if the physical eraseblock has to be tortured
505  *
506  * This function returns zero in case of success and a negative error code in
507  * case of failure.
508  */
509 static int sync_erase(struct ubi_device *ubi, struct ubi_wl_entry *e,
510                       int torture)
511 {
512         int err;
513         struct ubi_ec_hdr *ec_hdr;
514         unsigned long long ec = e->ec;
515
516         dbg_wl("erase PEB %d, old EC %llu", e->pnum, ec);
517
518         err = paranoid_check_ec(ubi, e->pnum, e->ec);
519         if (err)
520                 return -EINVAL;
521
522         ec_hdr = kzalloc(ubi->ec_hdr_alsize, GFP_NOFS);
523         if (!ec_hdr)
524                 return -ENOMEM;
525
526         err = ubi_io_sync_erase(ubi, e->pnum, torture);
527         if (err < 0)
528                 goto out_free;
529
530         ec += err;
531         if (ec > UBI_MAX_ERASECOUNTER) {
532                 /*
533                  * Erase counter overflow. Upgrade UBI and use 64-bit
534                  * erase counters internally.
535                  */
536                 ubi_err("erase counter overflow at PEB %d, EC %llu",
537                         e->pnum, ec);
538                 err = -EINVAL;
539                 goto out_free;
540         }
541
542         dbg_wl("erased PEB %d, new EC %llu", e->pnum, ec);
543
544         ec_hdr->ec = cpu_to_be64(ec);
545
546         err = ubi_io_write_ec_hdr(ubi, e->pnum, ec_hdr);
547         if (err)
548                 goto out_free;
549
550         e->ec = ec;
551         spin_lock(&ubi->wl_lock);
552         if (e->ec > ubi->max_ec)
553                 ubi->max_ec = e->ec;
554         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
555
556 out_free:
557         kfree(ec_hdr);
558         return err;
559 }
560
561 /**
562  * serve_prot_queue - check if it is time to stop protecting PEBs.
563  * @ubi: UBI device description object
564  *
565  * This function is called after each erase operation and removes PEBs from the
566  * tail of the protection queue. These PEBs have been protected for long enough
567  * and should be moved to the used tree.
568  */
569 static void serve_prot_queue(struct ubi_device *ubi)
570 {
571         struct ubi_wl_entry *e, *tmp;
572         int count;
573
574         /*
575          * There may be several protected physical eraseblock to remove,
576          * process them all.
577          */
578 repeat:
579         count = 0;
580         spin_lock(&ubi->wl_lock);
581         list_for_each_entry_safe(e, tmp, &ubi->pq[ubi->pq_head], u.list) {
582                 dbg_wl("PEB %d EC %d protection over, move to used tree",
583                         e->pnum, e->ec);
584
585                 list_del(&e->u.list);
586                 wl_tree_add(e, &ubi->used);
587                 if (count++ > 32) {
588                         /*
589                          * Let's be nice and avoid holding the spinlock for
590                          * too long.
591                          */
592                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
593                         cond_resched();
594                         goto repeat;
595                 }
596         }
597
598         ubi->pq_head += 1;
599         if (ubi->pq_head == UBI_PROT_QUEUE_LEN)
600                 ubi->pq_head = 0;
601         ubi_assert(ubi->pq_head >= 0 && ubi->pq_head < UBI_PROT_QUEUE_LEN);
602         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
603 }
604
605 /**
606  * schedule_ubi_work - schedule a work.
607  * @ubi: UBI device description object
608  * @wrk: the work to schedule
609  *
610  * This function adds a work defined by @wrk to the tail of the pending works
611  * list.
612  */
613 static void schedule_ubi_work(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wrk)
614 {
615         spin_lock(&ubi->wl_lock);
616         list_add_tail(&wrk->list, &ubi->works);
617         ubi_assert(ubi->works_count >= 0);
618         ubi->works_count += 1;
619         if (ubi->thread_enabled && !ubi_dbg_is_bgt_disabled(ubi))
620                 wake_up_process(ubi->bgt_thread);
621         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
622 }
623
624 static int erase_worker(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wl_wrk,
625                         int cancel);
626
627 /**
628  * schedule_erase - schedule an erase work.
629  * @ubi: UBI device description object
630  * @e: the WL entry of the physical eraseblock to erase
631  * @torture: if the physical eraseblock has to be tortured
632  *
633  * This function returns zero in case of success and a %-ENOMEM in case of
634  * failure.
635  */
636 static int schedule_erase(struct ubi_device *ubi, struct ubi_wl_entry *e,
637                           int torture)
638 {
639         struct ubi_work *wl_wrk;
640
641         dbg_wl("schedule erasure of PEB %d, EC %d, torture %d",
642                e->pnum, e->ec, torture);
643
644         wl_wrk = kmalloc(sizeof(struct ubi_work), GFP_NOFS);
645         if (!wl_wrk)
646                 return -ENOMEM;
647
648         wl_wrk->func = &erase_worker;
649         wl_wrk->e = e;
650         wl_wrk->torture = torture;
651
652         schedule_ubi_work(ubi, wl_wrk);
653         return 0;
654 }
655
656 /**
657  * wear_leveling_worker - wear-leveling worker function.
658  * @ubi: UBI device description object
659  * @wrk: the work object
660  * @cancel: non-zero if the worker has to free memory and exit
661  *
662  * This function copies a more worn out physical eraseblock to a less worn out
663  * one. Returns zero in case of success and a negative error code in case of
664  * failure.
665  */
666 static int wear_leveling_worker(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wrk,
667                                 int cancel)
668 {
669         int err, scrubbing = 0, torture = 0, protect = 0, erroneous = 0;
670         int vol_id = -1, uninitialized_var(lnum);
671         struct ubi_wl_entry *e1, *e2;
672         struct ubi_vid_hdr *vid_hdr;
673
674         kfree(wrk);
675         if (cancel)
676                 return 0;
677
678         vid_hdr = ubi_zalloc_vid_hdr(ubi, GFP_NOFS);
679         if (!vid_hdr)
680                 return -ENOMEM;
681
682         mutex_lock(&ubi->move_mutex);
683         spin_lock(&ubi->wl_lock);
684         ubi_assert(!ubi->move_from && !ubi->move_to);
685         ubi_assert(!ubi->move_to_put);
686
687         if (!ubi->free.rb_node ||
688             (!ubi->used.rb_node && !ubi->scrub.rb_node)) {
689                 /*
690                  * No free physical eraseblocks? Well, they must be waiting in
691                  * the queue to be erased. Cancel movement - it will be
692                  * triggered again when a free physical eraseblock appears.
693                  *
694                  * No used physical eraseblocks? They must be temporarily
695                  * protected from being moved. They will be moved to the
696                  * @ubi->used tree later and the wear-leveling will be
697                  * triggered again.
698                  */
699                 dbg_wl("cancel WL, a list is empty: free %d, used %d",
700                        !ubi->free.rb_node, !ubi->used.rb_node);
701                 goto out_cancel;
702         }
703
704         if (!ubi->scrub.rb_node) {
705                 /*
706                  * Now pick the least worn-out used physical eraseblock and a
707                  * highly worn-out free physical eraseblock. If the erase
708                  * counters differ much enough, start wear-leveling.
709                  */
710                 e1 = rb_entry(rb_first(&ubi->used), struct ubi_wl_entry, u.rb);
711                 e2 = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
712
713                 if (!(e2->ec - e1->ec >= UBI_WL_THRESHOLD)) {
714                         dbg_wl("no WL needed: min used EC %d, max free EC %d",
715                                e1->ec, e2->ec);
716                         goto out_cancel;
717                 }
718                 paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e1, &ubi->used);
719                 rb_erase(&e1->u.rb, &ubi->used);
720                 dbg_wl("move PEB %d EC %d to PEB %d EC %d",
721                        e1->pnum, e1->ec, e2->pnum, e2->ec);
722         } else {
723                 /* Perform scrubbing */
724                 scrubbing = 1;
725                 e1 = rb_entry(rb_first(&ubi->scrub), struct ubi_wl_entry, u.rb);
726                 e2 = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
727                 paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e1, &ubi->scrub);
728                 rb_erase(&e1->u.rb, &ubi->scrub);
729                 dbg_wl("scrub PEB %d to PEB %d", e1->pnum, e2->pnum);
730         }
731
732         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e2, &ubi->free);
733         rb_erase(&e2->u.rb, &ubi->free);
734         ubi->move_from = e1;
735         ubi->move_to = e2;
736         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
737
738         /*
739          * Now we are going to copy physical eraseblock @e1->pnum to @e2->pnum.
740          * We so far do not know which logical eraseblock our physical
741          * eraseblock (@e1) belongs to. We have to read the volume identifier
742          * header first.
743          *
744          * Note, we are protected from this PEB being unmapped and erased. The
745          * 'ubi_wl_put_peb()' would wait for moving to be finished if the PEB
746          * which is being moved was unmapped.
747          */
748
749         err = ubi_io_read_vid_hdr(ubi, e1->pnum, vid_hdr, 0);
750         if (err && err != UBI_IO_BITFLIPS) {
751                 if (err == UBI_IO_FF) {
752                         /*
753                          * We are trying to move PEB without a VID header. UBI
754                          * always write VID headers shortly after the PEB was
755                          * given, so we have a situation when it has not yet
756                          * had a chance to write it, because it was preempted.
757                          * So add this PEB to the protection queue so far,
758                          * because presumably more data will be written there
759                          * (including the missing VID header), and then we'll
760                          * move it.
761                          */
762                         dbg_wl("PEB %d has no VID header", e1->pnum);
763                         protect = 1;
764                         goto out_not_moved;
765                 } else if (err == UBI_IO_FF_BITFLIPS) {
766                         /*
767                          * The same situation as %UBI_IO_FF, but bit-flips were
768                          * detected. It is better to schedule this PEB for
769                          * scrubbing.
770                          */
771                         dbg_wl("PEB %d has no VID header but has bit-flips",
772                                e1->pnum);
773                         scrubbing = 1;
774                         goto out_not_moved;
775                 }
776
777                 ubi_err("error %d while reading VID header from PEB %d",
778                         err, e1->pnum);
779                 goto out_error;
780         }
781
782         vol_id = be32_to_cpu(vid_hdr->vol_id);
783         lnum = be32_to_cpu(vid_hdr->lnum);
784
785         err = ubi_eba_copy_leb(ubi, e1->pnum, e2->pnum, vid_hdr);
786         if (err) {
787                 if (err == MOVE_CANCEL_RACE) {
788                         /*
789                          * The LEB has not been moved because the volume is
790                          * being deleted or the PEB has been put meanwhile. We
791                          * should prevent this PEB from being selected for
792                          * wear-leveling movement again, so put it to the
793                          * protection queue.
794                          */
795                         protect = 1;
796                         goto out_not_moved;
797                 }
798                 if (err == MOVE_RETRY) {
799                         scrubbing = 1;
800                         goto out_not_moved;
801                 }
802                 if (err == MOVE_CANCEL_BITFLIPS || err == MOVE_TARGET_WR_ERR ||
803                     err == MOVE_TARGET_RD_ERR) {
804                         /*
805                          * Target PEB had bit-flips or write error - torture it.
806                          */
807                         torture = 1;
808                         goto out_not_moved;
809                 }
810
811                 if (err == MOVE_SOURCE_RD_ERR) {
812                         /*
813                          * An error happened while reading the source PEB. Do
814                          * not switch to R/O mode in this case, and give the
815                          * upper layers a possibility to recover from this,
816                          * e.g. by unmapping corresponding LEB. Instead, just
817                          * put this PEB to the @ubi->erroneous list to prevent
818                          * UBI from trying to move it over and over again.
819                          */
820                         if (ubi->erroneous_peb_count > ubi->max_erroneous) {
821                                 ubi_err("too many erroneous eraseblocks (%d)",
822                                         ubi->erroneous_peb_count);
823                                 goto out_error;
824                         }
825                         erroneous = 1;
826                         goto out_not_moved;
827                 }
828
829                 if (err < 0)
830                         goto out_error;
831
832                 ubi_assert(0);
833         }
834
835         /* The PEB has been successfully moved */
836         if (scrubbing)
837                 ubi_msg("scrubbed PEB %d (LEB %d:%d), data moved to PEB %d",
838                         e1->pnum, vol_id, lnum, e2->pnum);
839         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
840
841         spin_lock(&ubi->wl_lock);
842         if (!ubi->move_to_put) {
843                 wl_tree_add(e2, &ubi->used);
844                 e2 = NULL;
845         }
846         ubi->move_from = ubi->move_to = NULL;
847         ubi->move_to_put = ubi->wl_scheduled = 0;
848         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
849
850         err = schedule_erase(ubi, e1, 0);
851         if (err) {
852                 kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e1);
853                 if (e2)
854                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
855                 goto out_ro;
856         }
857
858         if (e2) {
859                 /*
860                  * Well, the target PEB was put meanwhile, schedule it for
861                  * erasure.
862                  */
863                 dbg_wl("PEB %d (LEB %d:%d) was put meanwhile, erase",
864                        e2->pnum, vol_id, lnum);
865                 err = schedule_erase(ubi, e2, 0);
866                 if (err) {
867                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
868                         goto out_ro;
869                 }
870         }
871
872         dbg_wl("done");
873         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
874         return 0;
875
876         /*
877          * For some reasons the LEB was not moved, might be an error, might be
878          * something else. @e1 was not changed, so return it back. @e2 might
879          * have been changed, schedule it for erasure.
880          */
881 out_not_moved:
882         if (vol_id != -1)
883                 dbg_wl("cancel moving PEB %d (LEB %d:%d) to PEB %d (%d)",
884                        e1->pnum, vol_id, lnum, e2->pnum, err);
885         else
886                 dbg_wl("cancel moving PEB %d to PEB %d (%d)",
887                        e1->pnum, e2->pnum, err);
888         spin_lock(&ubi->wl_lock);
889         if (protect)
890                 prot_queue_add(ubi, e1);
891         else if (erroneous) {
892                 wl_tree_add(e1, &ubi->erroneous);
893                 ubi->erroneous_peb_count += 1;
894         } else if (scrubbing)
895                 wl_tree_add(e1, &ubi->scrub);
896         else
897                 wl_tree_add(e1, &ubi->used);
898         ubi_assert(!ubi->move_to_put);
899         ubi->move_from = ubi->move_to = NULL;
900         ubi->wl_scheduled = 0;
901         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
902
903         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
904         err = schedule_erase(ubi, e2, torture);
905         if (err) {
906                 kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
907                 goto out_ro;
908         }
909         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
910         return 0;
911
912 out_error:
913         if (vol_id != -1)
914                 ubi_err("error %d while moving PEB %d to PEB %d",
915                         err, e1->pnum, e2->pnum);
916         else
917                 ubi_err("error %d while moving PEB %d (LEB %d:%d) to PEB %d",
918                         err, e1->pnum, vol_id, lnum, e2->pnum);
919         spin_lock(&ubi->wl_lock);
920         ubi->move_from = ubi->move_to = NULL;
921         ubi->move_to_put = ubi->wl_scheduled = 0;
922         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
923
924         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
925         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e1);
926         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e2);
927
928 out_ro:
929         ubi_ro_mode(ubi);
930         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
931         ubi_assert(err != 0);
932         return err < 0 ? err : -EIO;
933
934 out_cancel:
935         ubi->wl_scheduled = 0;
936         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
937         mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
938         ubi_free_vid_hdr(ubi, vid_hdr);
939         return 0;
940 }
941
942 /**
943  * ensure_wear_leveling - schedule wear-leveling if it is needed.
944  * @ubi: UBI device description object
945  *
946  * This function checks if it is time to start wear-leveling and schedules it
947  * if yes. This function returns zero in case of success and a negative error
948  * code in case of failure.
949  */
950 static int ensure_wear_leveling(struct ubi_device *ubi)
951 {
952         int err = 0;
953         struct ubi_wl_entry *e1;
954         struct ubi_wl_entry *e2;
955         struct ubi_work *wrk;
956
957         spin_lock(&ubi->wl_lock);
958         if (ubi->wl_scheduled)
959                 /* Wear-leveling is already in the work queue */
960                 goto out_unlock;
961
962         /*
963          * If the ubi->scrub tree is not empty, scrubbing is needed, and the
964          * the WL worker has to be scheduled anyway.
965          */
966         if (!ubi->scrub.rb_node) {
967                 if (!ubi->used.rb_node || !ubi->free.rb_node)
968                         /* No physical eraseblocks - no deal */
969                         goto out_unlock;
970
971                 /*
972                  * We schedule wear-leveling only if the difference between the
973                  * lowest erase counter of used physical eraseblocks and a high
974                  * erase counter of free physical eraseblocks is greater than
975                  * %UBI_WL_THRESHOLD.
976                  */
977                 e1 = rb_entry(rb_first(&ubi->used), struct ubi_wl_entry, u.rb);
978                 e2 = find_wl_entry(&ubi->free, WL_FREE_MAX_DIFF);
979
980                 if (!(e2->ec - e1->ec >= UBI_WL_THRESHOLD))
981                         goto out_unlock;
982                 dbg_wl("schedule wear-leveling");
983         } else
984                 dbg_wl("schedule scrubbing");
985
986         ubi->wl_scheduled = 1;
987         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
988
989         wrk = kmalloc(sizeof(struct ubi_work), GFP_NOFS);
990         if (!wrk) {
991                 err = -ENOMEM;
992                 goto out_cancel;
993         }
994
995         wrk->func = &wear_leveling_worker;
996         schedule_ubi_work(ubi, wrk);
997         return err;
998
999 out_cancel:
1000         spin_lock(&ubi->wl_lock);
1001         ubi->wl_scheduled = 0;
1002 out_unlock:
1003         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1004         return err;
1005 }
1006
1007 /**
1008  * erase_worker - physical eraseblock erase worker function.
1009  * @ubi: UBI device description object
1010  * @wl_wrk: the work object
1011  * @cancel: non-zero if the worker has to free memory and exit
1012  *
1013  * This function erases a physical eraseblock and perform torture testing if
1014  * needed. It also takes care about marking the physical eraseblock bad if
1015  * needed. Returns zero in case of success and a negative error code in case of
1016  * failure.
1017  */
1018 static int erase_worker(struct ubi_device *ubi, struct ubi_work *wl_wrk,
1019                         int cancel)
1020 {
1021         struct ubi_wl_entry *e = wl_wrk->e;
1022         int pnum = e->pnum, err, need;
1023
1024         if (cancel) {
1025                 dbg_wl("cancel erasure of PEB %d EC %d", pnum, e->ec);
1026                 kfree(wl_wrk);
1027                 kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1028                 return 0;
1029         }
1030
1031         dbg_wl("erase PEB %d EC %d", pnum, e->ec);
1032
1033         err = sync_erase(ubi, e, wl_wrk->torture);
1034         if (!err) {
1035                 /* Fine, we've erased it successfully */
1036                 kfree(wl_wrk);
1037
1038                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
1039                 wl_tree_add(e, &ubi->free);
1040                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1041
1042                 /*
1043                  * One more erase operation has happened, take care about
1044                  * protected physical eraseblocks.
1045                  */
1046                 serve_prot_queue(ubi);
1047
1048                 /* And take care about wear-leveling */
1049                 err = ensure_wear_leveling(ubi);
1050                 return err;
1051         }
1052
1053         ubi_err("failed to erase PEB %d, error %d", pnum, err);
1054         kfree(wl_wrk);
1055
1056         if (err == -EINTR || err == -ENOMEM || err == -EAGAIN ||
1057             err == -EBUSY) {
1058                 int err1;
1059
1060                 /* Re-schedule the LEB for erasure */
1061                 err1 = schedule_erase(ubi, e, 0);
1062                 if (err1) {
1063                         err = err1;
1064                         goto out_ro;
1065                 }
1066                 return err;
1067         }
1068
1069         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1070         if (err != -EIO)
1071                 /*
1072                  * If this is not %-EIO, we have no idea what to do. Scheduling
1073                  * this physical eraseblock for erasure again would cause
1074                  * errors again and again. Well, lets switch to R/O mode.
1075                  */
1076                 goto out_ro;
1077
1078         /* It is %-EIO, the PEB went bad */
1079
1080         if (!ubi->bad_allowed) {
1081                 ubi_err("bad physical eraseblock %d detected", pnum);
1082                 goto out_ro;
1083         }
1084
1085         spin_lock(&ubi->volumes_lock);
1086         need = ubi->beb_rsvd_level - ubi->beb_rsvd_pebs + 1;
1087         if (need > 0) {
1088                 need = ubi->avail_pebs >= need ? need : ubi->avail_pebs;
1089                 ubi->avail_pebs -= need;
1090                 ubi->rsvd_pebs += need;
1091                 ubi->beb_rsvd_pebs += need;
1092                 if (need > 0)
1093                         ubi_msg("reserve more %d PEBs", need);
1094         }
1095
1096         if (ubi->beb_rsvd_pebs == 0) {
1097                 spin_unlock(&ubi->volumes_lock);
1098                 ubi_err("no reserved physical eraseblocks");
1099                 goto out_ro;
1100         }
1101         spin_unlock(&ubi->volumes_lock);
1102
1103         ubi_msg("mark PEB %d as bad", pnum);
1104         err = ubi_io_mark_bad(ubi, pnum);
1105         if (err)
1106                 goto out_ro;
1107
1108         spin_lock(&ubi->volumes_lock);
1109         ubi->beb_rsvd_pebs -= 1;
1110         ubi->bad_peb_count += 1;
1111         ubi->good_peb_count -= 1;
1112         ubi_calculate_reserved(ubi);
1113         if (ubi->beb_rsvd_pebs)
1114                 ubi_msg("%d PEBs left in the reserve", ubi->beb_rsvd_pebs);
1115         else
1116                 ubi_warn("last PEB from the reserved pool was used");
1117         spin_unlock(&ubi->volumes_lock);
1118
1119         return err;
1120
1121 out_ro:
1122         ubi_ro_mode(ubi);
1123         return err;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * ubi_wl_put_peb - return a PEB to the wear-leveling sub-system.
1128  * @ubi: UBI device description object
1129  * @pnum: physical eraseblock to return
1130  * @torture: if this physical eraseblock has to be tortured
1131  *
1132  * This function is called to return physical eraseblock @pnum to the pool of
1133  * free physical eraseblocks. The @torture flag has to be set if an I/O error
1134  * occurred to this @pnum and it has to be tested. This function returns zero
1135  * in case of success, and a negative error code in case of failure.
1136  */
1137 int ubi_wl_put_peb(struct ubi_device *ubi, int pnum, int torture)
1138 {
1139         int err;
1140         struct ubi_wl_entry *e;
1141
1142         dbg_wl("PEB %d", pnum);
1143         ubi_assert(pnum >= 0);
1144         ubi_assert(pnum < ubi->peb_count);
1145
1146 retry:
1147         spin_lock(&ubi->wl_lock);
1148         e = ubi->lookuptbl[pnum];
1149         if (e == ubi->move_from) {
1150                 /*
1151                  * User is putting the physical eraseblock which was selected to
1152                  * be moved. It will be scheduled for erasure in the
1153                  * wear-leveling worker.
1154                  */
1155                 dbg_wl("PEB %d is being moved, wait", pnum);
1156                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1157
1158                 /* Wait for the WL worker by taking the @ubi->move_mutex */
1159                 mutex_lock(&ubi->move_mutex);
1160                 mutex_unlock(&ubi->move_mutex);
1161                 goto retry;
1162         } else if (e == ubi->move_to) {
1163                 /*
1164                  * User is putting the physical eraseblock which was selected
1165                  * as the target the data is moved to. It may happen if the EBA
1166                  * sub-system already re-mapped the LEB in 'ubi_eba_copy_leb()'
1167                  * but the WL sub-system has not put the PEB to the "used" tree
1168                  * yet, but it is about to do this. So we just set a flag which
1169                  * will tell the WL worker that the PEB is not needed anymore
1170                  * and should be scheduled for erasure.
1171                  */
1172                 dbg_wl("PEB %d is the target of data moving", pnum);
1173                 ubi_assert(!ubi->move_to_put);
1174                 ubi->move_to_put = 1;
1175                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1176                 return 0;
1177         } else {
1178                 if (in_wl_tree(e, &ubi->used)) {
1179                         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->used);
1180                         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->used);
1181                 } else if (in_wl_tree(e, &ubi->scrub)) {
1182                         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->scrub);
1183                         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->scrub);
1184                 } else if (in_wl_tree(e, &ubi->erroneous)) {
1185                         paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->erroneous);
1186                         rb_erase(&e->u.rb, &ubi->erroneous);
1187                         ubi->erroneous_peb_count -= 1;
1188                         ubi_assert(ubi->erroneous_peb_count >= 0);
1189                         /* Erroneous PEBs should be tortured */
1190                         torture = 1;
1191                 } else {
1192                         err = prot_queue_del(ubi, e->pnum);
1193                         if (err) {
1194                                 ubi_err("PEB %d not found", pnum);
1195                                 ubi_ro_mode(ubi);
1196                                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1197                                 return err;
1198                         }
1199                 }
1200         }
1201         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1202
1203         err = schedule_erase(ubi, e, torture);
1204         if (err) {
1205                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
1206                 wl_tree_add(e, &ubi->used);
1207                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1208         }
1209
1210         return err;
1211 }
1212
1213 /**
1214  * ubi_wl_scrub_peb - schedule a physical eraseblock for scrubbing.
1215  * @ubi: UBI device description object
1216  * @pnum: the physical eraseblock to schedule
1217  *
1218  * If a bit-flip in a physical eraseblock is detected, this physical eraseblock
1219  * needs scrubbing. This function schedules a physical eraseblock for
1220  * scrubbing which is done in background. This function returns zero in case of
1221  * success and a negative error code in case of failure.
1222  */
1223 int ubi_wl_scrub_peb(struct ubi_device *ubi, int pnum)
1224 {
1225         struct ubi_wl_entry *e;
1226
1227         dbg_msg("schedule PEB %d for scrubbing", pnum);
1228
1229 retry:
1230         spin_lock(&ubi->wl_lock);
1231         e = ubi->lookuptbl[pnum];
1232         if (e == ubi->move_from || in_wl_tree(e, &ubi->scrub) ||
1233                                    in_wl_tree(e, &ubi->erroneous)) {
1234                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1235                 return 0;
1236         }
1237
1238         if (e == ubi->move_to) {
1239                 /*
1240                  * This physical eraseblock was used to move data to. The data
1241                  * was moved but the PEB was not yet inserted to the proper
1242                  * tree. We should just wait a little and let the WL worker
1243                  * proceed.
1244                  */
1245                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1246                 dbg_wl("the PEB %d is not in proper tree, retry", pnum);
1247                 yield();
1248                 goto retry;
1249         }
1250
1251         if (in_wl_tree(e, &ubi->used)) {
1252                 paranoid_check_in_wl_tree(ubi, e, &ubi->used);
1253                 rb_erase(&e->u.rb, &ubi->used);
1254         } else {
1255                 int err;
1256
1257                 err = prot_queue_del(ubi, e->pnum);
1258                 if (err) {
1259                         ubi_err("PEB %d not found", pnum);
1260                         ubi_ro_mode(ubi);
1261                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1262                         return err;
1263                 }
1264         }
1265
1266         wl_tree_add(e, &ubi->scrub);
1267         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1268
1269         /*
1270          * Technically scrubbing is the same as wear-leveling, so it is done
1271          * by the WL worker.
1272          */
1273         return ensure_wear_leveling(ubi);
1274 }
1275
1276 /**
1277  * ubi_wl_flush - flush all pending works.
1278  * @ubi: UBI device description object
1279  *
1280  * This function returns zero in case of success and a negative error code in
1281  * case of failure.
1282  */
1283 int ubi_wl_flush(struct ubi_device *ubi)
1284 {
1285         int err;
1286
1287         /*
1288          * Erase while the pending works queue is not empty, but not more than
1289          * the number of currently pending works.
1290          */
1291         dbg_wl("flush (%d pending works)", ubi->works_count);
1292         while (ubi->works_count) {
1293                 err = do_work(ubi);
1294                 if (err)
1295                         return err;
1296         }
1297
1298         /*
1299          * Make sure all the works which have been done in parallel are
1300          * finished.
1301          */
1302         down_write(&ubi->work_sem);
1303         up_write(&ubi->work_sem);
1304
1305         /*
1306          * And in case last was the WL worker and it canceled the LEB
1307          * movement, flush again.
1308          */
1309         while (ubi->works_count) {
1310                 dbg_wl("flush more (%d pending works)", ubi->works_count);
1311                 err = do_work(ubi);
1312                 if (err)
1313                         return err;
1314         }
1315
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 /**
1320  * tree_destroy - destroy an RB-tree.
1321  * @root: the root of the tree to destroy
1322  */
1323 static void tree_destroy(struct rb_root *root)
1324 {
1325         struct rb_node *rb;
1326         struct ubi_wl_entry *e;
1327
1328         rb = root->rb_node;
1329         while (rb) {
1330                 if (rb->rb_left)
1331                         rb = rb->rb_left;
1332                 else if (rb->rb_right)
1333                         rb = rb->rb_right;
1334                 else {
1335                         e = rb_entry(rb, struct ubi_wl_entry, u.rb);
1336
1337                         rb = rb_parent(rb);
1338                         if (rb) {
1339                                 if (rb->rb_left == &e->u.rb)
1340                                         rb->rb_left = NULL;
1341                                 else
1342                                         rb->rb_right = NULL;
1343                         }
1344
1345                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1346                 }
1347         }
1348 }
1349
1350 /**
1351  * ubi_thread - UBI background thread.
1352  * @u: the UBI device description object pointer
1353  */
1354 int ubi_thread(void *u)
1355 {
1356         int failures = 0;
1357         struct ubi_device *ubi = u;
1358
1359         ubi_msg("background thread \"%s\" started, PID %d",
1360                 ubi->bgt_name, task_pid_nr(current));
1361
1362         set_freezable();
1363         for (;;) {
1364                 int err;
1365
1366                 if (kthread_should_stop())
1367                         break;
1368
1369                 if (try_to_freeze())
1370                         continue;
1371
1372                 spin_lock(&ubi->wl_lock);
1373                 if (list_empty(&ubi->works) || ubi->ro_mode ||
1374                     !ubi->thread_enabled || ubi_dbg_is_bgt_disabled(ubi)) {
1375                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1376                         spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1377                         schedule();
1378                         continue;
1379                 }
1380                 spin_unlock(&ubi->wl_lock);
1381
1382                 err = do_work(ubi);
1383                 if (err) {
1384                         ubi_err("%s: work failed with error code %d",
1385                                 ubi->bgt_name, err);
1386                         if (failures++ > WL_MAX_FAILURES) {
1387                                 /*
1388                                  * Too many failures, disable the thread and
1389                                  * switch to read-only mode.
1390                                  */
1391                                 ubi_msg("%s: %d consecutive failures",
1392                                         ubi->bgt_name, WL_MAX_FAILURES);
1393                                 ubi_ro_mode(ubi);
1394                                 ubi->thread_enabled = 0;
1395                                 continue;
1396                         }
1397                 } else
1398                         failures = 0;
1399
1400                 cond_resched();
1401         }
1402
1403         dbg_wl("background thread \"%s\" is killed", ubi->bgt_name);
1404         return 0;
1405 }
1406
1407 /**
1408  * cancel_pending - cancel all pending works.
1409  * @ubi: UBI device description object
1410  */
1411 static void cancel_pending(struct ubi_device *ubi)
1412 {
1413         while (!list_empty(&ubi->works)) {
1414                 struct ubi_work *wrk;
1415
1416                 wrk = list_entry(ubi->works.next, struct ubi_work, list);
1417                 list_del(&wrk->list);
1418                 wrk->func(ubi, wrk, 1);
1419                 ubi->works_count -= 1;
1420                 ubi_assert(ubi->works_count >= 0);
1421         }
1422 }
1423
1424 /**
1425  * ubi_wl_init_scan - initialize the WL sub-system using scanning information.
1426  * @ubi: UBI device description object
1427  * @si: scanning information
1428  *
1429  * This function returns zero in case of success, and a negative error code in
1430  * case of failure.
1431  */
1432 int ubi_wl_init_scan(struct ubi_device *ubi, struct ubi_scan_info *si)
1433 {
1434         int err, i;
1435         struct rb_node *rb1, *rb2;
1436         struct ubi_scan_volume *sv;
1437         struct ubi_scan_leb *seb, *tmp;
1438         struct ubi_wl_entry *e;
1439
1440         ubi->used = ubi->erroneous = ubi->free = ubi->scrub = RB_ROOT;
1441         spin_lock_init(&ubi->wl_lock);
1442         mutex_init(&ubi->move_mutex);
1443         init_rwsem(&ubi->work_sem);
1444         ubi->max_ec = si->max_ec;
1445         INIT_LIST_HEAD(&ubi->works);
1446
1447         sprintf(ubi->bgt_name, UBI_BGT_NAME_PATTERN, ubi->ubi_num);
1448
1449         err = -ENOMEM;
1450         ubi->lookuptbl = kzalloc(ubi->peb_count * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1451         if (!ubi->lookuptbl)
1452                 return err;
1453
1454         for (i = 0; i < UBI_PROT_QUEUE_LEN; i++)
1455                 INIT_LIST_HEAD(&ubi->pq[i]);
1456         ubi->pq_head = 0;
1457
1458         list_for_each_entry_safe(seb, tmp, &si->erase, u.list) {
1459                 cond_resched();
1460
1461                 e = kmem_cache_alloc(ubi_wl_entry_slab, GFP_KERNEL);
1462                 if (!e)
1463                         goto out_free;
1464
1465                 e->pnum = seb->pnum;
1466                 e->ec = seb->ec;
1467                 ubi->lookuptbl[e->pnum] = e;
1468                 if (schedule_erase(ubi, e, 0)) {
1469                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1470                         goto out_free;
1471                 }
1472         }
1473
1474         list_for_each_entry(seb, &si->free, u.list) {
1475                 cond_resched();
1476
1477                 e = kmem_cache_alloc(ubi_wl_entry_slab, GFP_KERNEL);
1478                 if (!e)
1479                         goto out_free;
1480
1481                 e->pnum = seb->pnum;
1482                 e->ec = seb->ec;
1483                 ubi_assert(e->ec >= 0);
1484                 wl_tree_add(e, &ubi->free);
1485                 ubi->lookuptbl[e->pnum] = e;
1486         }
1487
1488         ubi_rb_for_each_entry(rb1, sv, &si->volumes, rb) {
1489                 ubi_rb_for_each_entry(rb2, seb, &sv->root, u.rb) {
1490                         cond_resched();
1491
1492                         e = kmem_cache_alloc(ubi_wl_entry_slab, GFP_KERNEL);
1493                         if (!e)
1494                                 goto out_free;
1495
1496                         e->pnum = seb->pnum;
1497                         e->ec = seb->ec;
1498                         ubi->lookuptbl[e->pnum] = e;
1499                         if (!seb->scrub) {
1500                                 dbg_wl("add PEB %d EC %d to the used tree",
1501                                        e->pnum, e->ec);
1502                                 wl_tree_add(e, &ubi->used);
1503                         } else {
1504                                 dbg_wl("add PEB %d EC %d to the scrub tree",
1505                                        e->pnum, e->ec);
1506                                 wl_tree_add(e, &ubi->scrub);
1507                         }
1508                 }
1509         }
1510
1511         if (ubi->avail_pebs < WL_RESERVED_PEBS) {
1512                 ubi_err("no enough physical eraseblocks (%d, need %d)",
1513                         ubi->avail_pebs, WL_RESERVED_PEBS);
1514                 if (ubi->corr_peb_count)
1515                         ubi_err("%d PEBs are corrupted and not used",
1516                                 ubi->corr_peb_count);
1517                 goto out_free;
1518         }
1519         ubi->avail_pebs -= WL_RESERVED_PEBS;
1520         ubi->rsvd_pebs += WL_RESERVED_PEBS;
1521
1522         /* Schedule wear-leveling if needed */
1523         err = ensure_wear_leveling(ubi);
1524         if (err)
1525                 goto out_free;
1526
1527         return 0;
1528
1529 out_free:
1530         cancel_pending(ubi);
1531         tree_destroy(&ubi->used);
1532         tree_destroy(&ubi->free);
1533         tree_destroy(&ubi->scrub);
1534         kfree(ubi->lookuptbl);
1535         return err;
1536 }
1537
1538 /**
1539  * protection_queue_destroy - destroy the protection queue.
1540  * @ubi: UBI device description object
1541  */
1542 static void protection_queue_destroy(struct ubi_device *ubi)
1543 {
1544         int i;
1545         struct ubi_wl_entry *e, *tmp;
1546
1547         for (i = 0; i < UBI_PROT_QUEUE_LEN; ++i) {
1548                 list_for_each_entry_safe(e, tmp, &ubi->pq[i], u.list) {
1549                         list_del(&e->u.list);
1550                         kmem_cache_free(ubi_wl_entry_slab, e);
1551                 }
1552         }
1553 }
1554
1555 /**
1556  * ubi_wl_close - close the wear-leveling sub-system.
1557  * @ubi: UBI device description object
1558  */
1559 void ubi_wl_close(struct ubi_device *ubi)
1560 {
1561         dbg_wl("close the WL sub-system");
1562         cancel_pending(ubi);
1563         protection_queue_destroy(ubi);
1564         tree_destroy(&ubi->used);
1565         tree_destroy(&ubi->erroneous);
1566         tree_destroy(&ubi->free);
1567         tree_destroy(&ubi->scrub);
1568         kfree(ubi->lookuptbl);
1569 }
1570
1571 #ifdef CONFIG_MTD_UBI_DEBUG
1572
1573 /**
1574  * paranoid_check_ec - make sure that the erase counter of a PEB is correct.
1575  * @ubi: UBI device description object
1576  * @pnum: the physical eraseblock number to check
1577  * @ec: the erase counter to check
1578  *
1579  * This function returns zero if the erase counter of physical eraseblock @pnum
1580  * is equivalent to @ec, and a negative error code if not or if an error
1581  * occurred.
1582  */
1583 static int paranoid_check_ec(struct ubi_device *ubi, int pnum, int ec)
1584 {
1585         int err;
1586         long long read_ec;
1587         struct ubi_ec_hdr *ec_hdr;
1588
1589         if (!ubi->dbg->chk_gen)
1590                 return 0;
1591
1592         ec_hdr = kzalloc(ubi->ec_hdr_alsize, GFP_NOFS);
1593         if (!ec_hdr)
1594                 return -ENOMEM;
1595
1596         err = ubi_io_read_ec_hdr(ubi, pnum, ec_hdr, 0);
1597         if (err && err != UBI_IO_BITFLIPS) {
1598                 /* The header does not have to exist */
1599                 err = 0;
1600                 goto out_free;
1601         }
1602
1603         read_ec = be64_to_cpu(ec_hdr->ec);
1604         if (ec != read_ec) {
1605                 ubi_err("paranoid check failed for PEB %d", pnum);
1606                 ubi_err("read EC is %lld, should be %d", read_ec, ec);
1607                 ubi_dbg_dump_stack();
1608                 err = 1;
1609         } else
1610                 err = 0;
1611
1612 out_free:
1613         kfree(ec_hdr);
1614         return err;
1615 }
1616
1617 /**
1618  * paranoid_check_in_wl_tree - check that wear-leveling entry is in WL RB-tree.
1619  * @ubi: UBI device description object
1620  * @e: the wear-leveling entry to check
1621  * @root: the root of the tree
1622  *
1623  * This function returns zero if @e is in the @root RB-tree and %-EINVAL if it
1624  * is not.
1625  */
1626 static int paranoid_check_in_wl_tree(const struct ubi_device *ubi,
1627                                      struct ubi_wl_entry *e,
1628                                      struct rb_root *root)
1629 {
1630         if (!ubi->dbg->chk_gen)
1631                 return 0;
1632
1633         if (in_wl_tree(e, root))
1634                 return 0;
1635
1636         ubi_err("paranoid check failed for PEB %d, EC %d, RB-tree %p ",
1637                 e->pnum, e->ec, root);
1638         ubi_dbg_dump_stack();
1639         return -EINVAL;
1640 }
1641
1642 /**
1643  * paranoid_check_in_pq - check if wear-leveling entry is in the protection
1644  *                        queue.
1645  * @ubi: UBI device description object
1646  * @e: the wear-leveling entry to check
1647  *
1648  * This function returns zero if @e is in @ubi->pq and %-EINVAL if it is not.
1649  */
1650 static int paranoid_check_in_pq(const struct ubi_device *ubi,
1651                                 struct ubi_wl_entry *e)
1652 {
1653         struct ubi_wl_entry *p;
1654         int i;
1655
1656         if (!ubi->dbg->chk_gen)
1657                 return 0;
1658
1659         for (i = 0; i < UBI_PROT_QUEUE_LEN; ++i)
1660                 list_for_each_entry(p, &ubi->pq[i], u.list)
1661                         if (p == e)
1662                                 return 0;
1663
1664         ubi_err("paranoid check failed for PEB %d, EC %d, Protect queue",
1665                 e->pnum, e->ec);
1666         ubi_dbg_dump_stack();
1667         return -EINVAL;
1668 }
1669
1670 #endif /* CONFIG_MTD_UBI_DEBUG */