]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/block/drbd/drbd_bitmap.c
drbd: log request sector offset and size for IO errors
[~andy/linux] / drivers / block / drbd / drbd_bitmap.c
1 /*
2    drbd_bitmap.c
3
4    This file is part of DRBD by Philipp Reisner and Lars Ellenberg.
5
6    Copyright (C) 2004-2008, LINBIT Information Technologies GmbH.
7    Copyright (C) 2004-2008, Philipp Reisner <philipp.reisner@linbit.com>.
8    Copyright (C) 2004-2008, Lars Ellenberg <lars.ellenberg@linbit.com>.
9
10    drbd is free software; you can redistribute it and/or modify
11    it under the terms of the GNU General Public License as published by
12    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
13    any later version.
14
15    drbd is distributed in the hope that it will be useful,
16    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18    GNU General Public License for more details.
19
20    You should have received a copy of the GNU General Public License
21    along with drbd; see the file COPYING.  If not, write to
22    the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
23  */
24
25 #include <linux/bitops.h>
26 #include <linux/vmalloc.h>
27 #include <linux/string.h>
28 #include <linux/drbd.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <asm/kmap_types.h>
31
32 #include "drbd_int.h"
33
34
35 /* OPAQUE outside this file!
36  * interface defined in drbd_int.h
37
38  * convention:
39  * function name drbd_bm_... => used elsewhere, "public".
40  * function name      bm_... => internal to implementation, "private".
41  */
42
43
44 /*
45  * LIMITATIONS:
46  * We want to support >= peta byte of backend storage, while for now still using
47  * a granularity of one bit per 4KiB of storage.
48  * 1 << 50              bytes backend storage (1 PiB)
49  * 1 << (50 - 12)       bits needed
50  *      38 --> we need u64 to index and count bits
51  * 1 << (38 - 3)        bitmap bytes needed
52  *      35 --> we still need u64 to index and count bytes
53  *                      (that's 32 GiB of bitmap for 1 PiB storage)
54  * 1 << (35 - 2)        32bit longs needed
55  *      33 --> we'd even need u64 to index and count 32bit long words.
56  * 1 << (35 - 3)        64bit longs needed
57  *      32 --> we could get away with a 32bit unsigned int to index and count
58  *      64bit long words, but I rather stay with unsigned long for now.
59  *      We probably should neither count nor point to bytes or long words
60  *      directly, but either by bitnumber, or by page index and offset.
61  * 1 << (35 - 12)
62  *      22 --> we need that much 4KiB pages of bitmap.
63  *      1 << (22 + 3) --> on a 64bit arch,
64  *      we need 32 MiB to store the array of page pointers.
65  *
66  * Because I'm lazy, and because the resulting patch was too large, too ugly
67  * and still incomplete, on 32bit we still "only" support 16 TiB (minus some),
68  * (1 << 32) bits * 4k storage.
69  *
70
71  * bitmap storage and IO:
72  *      Bitmap is stored little endian on disk, and is kept little endian in
73  *      core memory. Currently we still hold the full bitmap in core as long
74  *      as we are "attached" to a local disk, which at 32 GiB for 1PiB storage
75  *      seems excessive.
76  *
77  *      We plan to reduce the amount of in-core bitmap pages by paging them in
78  *      and out against their on-disk location as necessary, but need to make
79  *      sure we don't cause too much meta data IO, and must not deadlock in
80  *      tight memory situations. This needs some more work.
81  */
82
83 /*
84  * NOTE
85  *  Access to the *bm_pages is protected by bm_lock.
86  *  It is safe to read the other members within the lock.
87  *
88  *  drbd_bm_set_bits is called from bio_endio callbacks,
89  *  We may be called with irq already disabled,
90  *  so we need spin_lock_irqsave().
91  *  And we need the kmap_atomic.
92  */
93 struct drbd_bitmap {
94         struct page **bm_pages;
95         spinlock_t bm_lock;
96
97         /* see LIMITATIONS: above */
98
99         unsigned long bm_set;       /* nr of set bits; THINK maybe atomic_t? */
100         unsigned long bm_bits;
101         size_t   bm_words;
102         size_t   bm_number_of_pages;
103         sector_t bm_dev_capacity;
104         struct mutex bm_change; /* serializes resize operations */
105
106         wait_queue_head_t bm_io_wait; /* used to serialize IO of single pages */
107
108         enum bm_flag bm_flags;
109
110         /* debugging aid, in case we are still racy somewhere */
111         char          *bm_why;
112         struct task_struct *bm_task;
113 };
114
115 #define bm_print_lock_info(m) __bm_print_lock_info(m, __func__)
116 static void __bm_print_lock_info(struct drbd_conf *mdev, const char *func)
117 {
118         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
119         if (!__ratelimit(&drbd_ratelimit_state))
120                 return;
121         dev_err(DEV, "FIXME %s in %s, bitmap locked for '%s' by %s\n",
122             current == mdev->receiver.task ? "receiver" :
123             current == mdev->asender.task  ? "asender"  :
124             current == mdev->worker.task   ? "worker"   : current->comm,
125             func, b->bm_why ?: "?",
126             b->bm_task == mdev->receiver.task ? "receiver" :
127             b->bm_task == mdev->asender.task  ? "asender"  :
128             b->bm_task == mdev->worker.task   ? "worker"   : "?");
129 }
130
131 void drbd_bm_lock(struct drbd_conf *mdev, char *why, enum bm_flag flags)
132 {
133         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
134         int trylock_failed;
135
136         if (!b) {
137                 dev_err(DEV, "FIXME no bitmap in drbd_bm_lock!?\n");
138                 return;
139         }
140
141         trylock_failed = !mutex_trylock(&b->bm_change);
142
143         if (trylock_failed) {
144                 dev_warn(DEV, "%s going to '%s' but bitmap already locked for '%s' by %s\n",
145                     current == mdev->receiver.task ? "receiver" :
146                     current == mdev->asender.task  ? "asender"  :
147                     current == mdev->worker.task   ? "worker"   : current->comm,
148                     why, b->bm_why ?: "?",
149                     b->bm_task == mdev->receiver.task ? "receiver" :
150                     b->bm_task == mdev->asender.task  ? "asender"  :
151                     b->bm_task == mdev->worker.task   ? "worker"   : "?");
152                 mutex_lock(&b->bm_change);
153         }
154         if (BM_LOCKED_MASK & b->bm_flags)
155                 dev_err(DEV, "FIXME bitmap already locked in bm_lock\n");
156         b->bm_flags |= flags & BM_LOCKED_MASK;
157
158         b->bm_why  = why;
159         b->bm_task = current;
160 }
161
162 void drbd_bm_unlock(struct drbd_conf *mdev)
163 {
164         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
165         if (!b) {
166                 dev_err(DEV, "FIXME no bitmap in drbd_bm_unlock!?\n");
167                 return;
168         }
169
170         if (!(BM_LOCKED_MASK & mdev->bitmap->bm_flags))
171                 dev_err(DEV, "FIXME bitmap not locked in bm_unlock\n");
172
173         b->bm_flags &= ~BM_LOCKED_MASK;
174         b->bm_why  = NULL;
175         b->bm_task = NULL;
176         mutex_unlock(&b->bm_change);
177 }
178
179 /* we store some "meta" info about our pages in page->private */
180 /* at a granularity of 4k storage per bitmap bit:
181  * one peta byte storage: 1<<50 byte, 1<<38 * 4k storage blocks
182  *  1<<38 bits,
183  *  1<<23 4k bitmap pages.
184  * Use 24 bits as page index, covers 2 peta byte storage
185  * at a granularity of 4k per bit.
186  * Used to report the failed page idx on io error from the endio handlers.
187  */
188 #define BM_PAGE_IDX_MASK        ((1UL<<24)-1)
189 /* this page is currently read in, or written back */
190 #define BM_PAGE_IO_LOCK         31
191 /* if there has been an IO error for this page */
192 #define BM_PAGE_IO_ERROR        30
193 /* this is to be able to intelligently skip disk IO,
194  * set if bits have been set since last IO. */
195 #define BM_PAGE_NEED_WRITEOUT   29
196 /* to mark for lazy writeout once syncer cleared all clearable bits,
197  * we if bits have been cleared since last IO. */
198 #define BM_PAGE_LAZY_WRITEOUT   28
199
200 /* store_page_idx uses non-atomic assignment. It is only used directly after
201  * allocating the page.  All other bm_set_page_* and bm_clear_page_* need to
202  * use atomic bit manipulation, as set_out_of_sync (and therefore bitmap
203  * changes) may happen from various contexts, and wait_on_bit/wake_up_bit
204  * requires it all to be atomic as well. */
205 static void bm_store_page_idx(struct page *page, unsigned long idx)
206 {
207         BUG_ON(0 != (idx & ~BM_PAGE_IDX_MASK));
208         set_page_private(page, idx);
209 }
210
211 static unsigned long bm_page_to_idx(struct page *page)
212 {
213         return page_private(page) & BM_PAGE_IDX_MASK;
214 }
215
216 /* As is very unlikely that the same page is under IO from more than one
217  * context, we can get away with a bit per page and one wait queue per bitmap.
218  */
219 static void bm_page_lock_io(struct drbd_conf *mdev, int page_nr)
220 {
221         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
222         void *addr = &page_private(b->bm_pages[page_nr]);
223         wait_event(b->bm_io_wait, !test_and_set_bit(BM_PAGE_IO_LOCK, addr));
224 }
225
226 static void bm_page_unlock_io(struct drbd_conf *mdev, int page_nr)
227 {
228         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
229         void *addr = &page_private(b->bm_pages[page_nr]);
230         clear_bit(BM_PAGE_IO_LOCK, addr);
231         smp_mb__after_clear_bit();
232         wake_up(&mdev->bitmap->bm_io_wait);
233 }
234
235 /* set _before_ submit_io, so it may be reset due to being changed
236  * while this page is in flight... will get submitted later again */
237 static void bm_set_page_unchanged(struct page *page)
238 {
239         /* use cmpxchg? */
240         clear_bit(BM_PAGE_NEED_WRITEOUT, &page_private(page));
241         clear_bit(BM_PAGE_LAZY_WRITEOUT, &page_private(page));
242 }
243
244 static void bm_set_page_need_writeout(struct page *page)
245 {
246         set_bit(BM_PAGE_NEED_WRITEOUT, &page_private(page));
247 }
248
249 static int bm_test_page_unchanged(struct page *page)
250 {
251         volatile const unsigned long *addr = &page_private(page);
252         return (*addr & ((1UL<<BM_PAGE_NEED_WRITEOUT)|(1UL<<BM_PAGE_LAZY_WRITEOUT))) == 0;
253 }
254
255 static void bm_set_page_io_err(struct page *page)
256 {
257         set_bit(BM_PAGE_IO_ERROR, &page_private(page));
258 }
259
260 static void bm_clear_page_io_err(struct page *page)
261 {
262         clear_bit(BM_PAGE_IO_ERROR, &page_private(page));
263 }
264
265 static void bm_set_page_lazy_writeout(struct page *page)
266 {
267         set_bit(BM_PAGE_LAZY_WRITEOUT, &page_private(page));
268 }
269
270 static int bm_test_page_lazy_writeout(struct page *page)
271 {
272         return test_bit(BM_PAGE_LAZY_WRITEOUT, &page_private(page));
273 }
274
275 /* on a 32bit box, this would allow for exactly (2<<38) bits. */
276 static unsigned int bm_word_to_page_idx(struct drbd_bitmap *b, unsigned long long_nr)
277 {
278         /* page_nr = (word*sizeof(long)) >> PAGE_SHIFT; */
279         unsigned int page_nr = long_nr >> (PAGE_SHIFT - LN2_BPL + 3);
280         BUG_ON(page_nr >= b->bm_number_of_pages);
281         return page_nr;
282 }
283
284 static unsigned int bm_bit_to_page_idx(struct drbd_bitmap *b, u64 bitnr)
285 {
286         /* page_nr = (bitnr/8) >> PAGE_SHIFT; */
287         unsigned int page_nr = bitnr >> (PAGE_SHIFT + 3);
288         BUG_ON(page_nr >= b->bm_number_of_pages);
289         return page_nr;
290 }
291
292 static unsigned long *__bm_map_pidx(struct drbd_bitmap *b, unsigned int idx)
293 {
294         struct page *page = b->bm_pages[idx];
295         return (unsigned long *) kmap_atomic(page);
296 }
297
298 static unsigned long *bm_map_pidx(struct drbd_bitmap *b, unsigned int idx)
299 {
300         return __bm_map_pidx(b, idx);
301 }
302
303 static void __bm_unmap(unsigned long *p_addr)
304 {
305         kunmap_atomic(p_addr);
306 };
307
308 static void bm_unmap(unsigned long *p_addr)
309 {
310         return __bm_unmap(p_addr);
311 }
312
313 /* long word offset of _bitmap_ sector */
314 #define S2W(s)  ((s)<<(BM_EXT_SHIFT-BM_BLOCK_SHIFT-LN2_BPL))
315 /* word offset from start of bitmap to word number _in_page_
316  * modulo longs per page
317 #define MLPP(X) ((X) % (PAGE_SIZE/sizeof(long))
318  hm, well, Philipp thinks gcc might not optimize the % into & (... - 1)
319  so do it explicitly:
320  */
321 #define MLPP(X) ((X) & ((PAGE_SIZE/sizeof(long))-1))
322
323 /* Long words per page */
324 #define LWPP (PAGE_SIZE/sizeof(long))
325
326 /*
327  * actually most functions herein should take a struct drbd_bitmap*, not a
328  * struct drbd_conf*, but for the debug macros I like to have the mdev around
329  * to be able to report device specific.
330  */
331
332
333 static void bm_free_pages(struct page **pages, unsigned long number)
334 {
335         unsigned long i;
336         if (!pages)
337                 return;
338
339         for (i = 0; i < number; i++) {
340                 if (!pages[i]) {
341                         printk(KERN_ALERT "drbd: bm_free_pages tried to free "
342                                           "a NULL pointer; i=%lu n=%lu\n",
343                                           i, number);
344                         continue;
345                 }
346                 __free_page(pages[i]);
347                 pages[i] = NULL;
348         }
349 }
350
351 static void bm_vk_free(void *ptr, int v)
352 {
353         if (v)
354                 vfree(ptr);
355         else
356                 kfree(ptr);
357 }
358
359 /*
360  * "have" and "want" are NUMBER OF PAGES.
361  */
362 static struct page **bm_realloc_pages(struct drbd_bitmap *b, unsigned long want)
363 {
364         struct page **old_pages = b->bm_pages;
365         struct page **new_pages, *page;
366         unsigned int i, bytes, vmalloced = 0;
367         unsigned long have = b->bm_number_of_pages;
368
369         BUG_ON(have == 0 && old_pages != NULL);
370         BUG_ON(have != 0 && old_pages == NULL);
371
372         if (have == want)
373                 return old_pages;
374
375         /* Trying kmalloc first, falling back to vmalloc.
376          * GFP_NOIO, as this is called while drbd IO is "suspended",
377          * and during resize or attach on diskless Primary,
378          * we must not block on IO to ourselves.
379          * Context is receiver thread or cqueue thread/dmsetup.  */
380         bytes = sizeof(struct page *)*want;
381         new_pages = kzalloc(bytes, GFP_NOIO);
382         if (!new_pages) {
383                 new_pages = __vmalloc(bytes,
384                                 GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,
385                                 PAGE_KERNEL);
386                 if (!new_pages)
387                         return NULL;
388                 vmalloced = 1;
389         }
390
391         if (want >= have) {
392                 for (i = 0; i < have; i++)
393                         new_pages[i] = old_pages[i];
394                 for (; i < want; i++) {
395                         page = alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM);
396                         if (!page) {
397                                 bm_free_pages(new_pages + have, i - have);
398                                 bm_vk_free(new_pages, vmalloced);
399                                 return NULL;
400                         }
401                         /* we want to know which page it is
402                          * from the endio handlers */
403                         bm_store_page_idx(page, i);
404                         new_pages[i] = page;
405                 }
406         } else {
407                 for (i = 0; i < want; i++)
408                         new_pages[i] = old_pages[i];
409                 /* NOT HERE, we are outside the spinlock!
410                 bm_free_pages(old_pages + want, have - want);
411                 */
412         }
413
414         if (vmalloced)
415                 b->bm_flags |= BM_P_VMALLOCED;
416         else
417                 b->bm_flags &= ~BM_P_VMALLOCED;
418
419         return new_pages;
420 }
421
422 /*
423  * called on driver init only. TODO call when a device is created.
424  * allocates the drbd_bitmap, and stores it in mdev->bitmap.
425  */
426 int drbd_bm_init(struct drbd_conf *mdev)
427 {
428         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
429         WARN_ON(b != NULL);
430         b = kzalloc(sizeof(struct drbd_bitmap), GFP_KERNEL);
431         if (!b)
432                 return -ENOMEM;
433         spin_lock_init(&b->bm_lock);
434         mutex_init(&b->bm_change);
435         init_waitqueue_head(&b->bm_io_wait);
436
437         mdev->bitmap = b;
438
439         return 0;
440 }
441
442 sector_t drbd_bm_capacity(struct drbd_conf *mdev)
443 {
444         ERR_IF(!mdev->bitmap) return 0;
445         return mdev->bitmap->bm_dev_capacity;
446 }
447
448 /* called on driver unload. TODO: call when a device is destroyed.
449  */
450 void drbd_bm_cleanup(struct drbd_conf *mdev)
451 {
452         ERR_IF (!mdev->bitmap) return;
453         bm_free_pages(mdev->bitmap->bm_pages, mdev->bitmap->bm_number_of_pages);
454         bm_vk_free(mdev->bitmap->bm_pages, (BM_P_VMALLOCED & mdev->bitmap->bm_flags));
455         kfree(mdev->bitmap);
456         mdev->bitmap = NULL;
457 }
458
459 /*
460  * since (b->bm_bits % BITS_PER_LONG) != 0,
461  * this masks out the remaining bits.
462  * Returns the number of bits cleared.
463  */
464 #define BITS_PER_PAGE           (1UL << (PAGE_SHIFT + 3))
465 #define BITS_PER_PAGE_MASK      (BITS_PER_PAGE - 1)
466 #define BITS_PER_LONG_MASK      (BITS_PER_LONG - 1)
467 static int bm_clear_surplus(struct drbd_bitmap *b)
468 {
469         unsigned long mask;
470         unsigned long *p_addr, *bm;
471         int tmp;
472         int cleared = 0;
473
474         /* number of bits modulo bits per page */
475         tmp = (b->bm_bits & BITS_PER_PAGE_MASK);
476         /* mask the used bits of the word containing the last bit */
477         mask = (1UL << (tmp & BITS_PER_LONG_MASK)) -1;
478         /* bitmap is always stored little endian,
479          * on disk and in core memory alike */
480         mask = cpu_to_lel(mask);
481
482         p_addr = bm_map_pidx(b, b->bm_number_of_pages - 1);
483         bm = p_addr + (tmp/BITS_PER_LONG);
484         if (mask) {
485                 /* If mask != 0, we are not exactly aligned, so bm now points
486                  * to the long containing the last bit.
487                  * If mask == 0, bm already points to the word immediately
488                  * after the last (long word aligned) bit. */
489                 cleared = hweight_long(*bm & ~mask);
490                 *bm &= mask;
491                 bm++;
492         }
493
494         if (BITS_PER_LONG == 32 && ((bm - p_addr) & 1) == 1) {
495                 /* on a 32bit arch, we may need to zero out
496                  * a padding long to align with a 64bit remote */
497                 cleared += hweight_long(*bm);
498                 *bm = 0;
499         }
500         bm_unmap(p_addr);
501         return cleared;
502 }
503
504 static void bm_set_surplus(struct drbd_bitmap *b)
505 {
506         unsigned long mask;
507         unsigned long *p_addr, *bm;
508         int tmp;
509
510         /* number of bits modulo bits per page */
511         tmp = (b->bm_bits & BITS_PER_PAGE_MASK);
512         /* mask the used bits of the word containing the last bit */
513         mask = (1UL << (tmp & BITS_PER_LONG_MASK)) -1;
514         /* bitmap is always stored little endian,
515          * on disk and in core memory alike */
516         mask = cpu_to_lel(mask);
517
518         p_addr = bm_map_pidx(b, b->bm_number_of_pages - 1);
519         bm = p_addr + (tmp/BITS_PER_LONG);
520         if (mask) {
521                 /* If mask != 0, we are not exactly aligned, so bm now points
522                  * to the long containing the last bit.
523                  * If mask == 0, bm already points to the word immediately
524                  * after the last (long word aligned) bit. */
525                 *bm |= ~mask;
526                 bm++;
527         }
528
529         if (BITS_PER_LONG == 32 && ((bm - p_addr) & 1) == 1) {
530                 /* on a 32bit arch, we may need to zero out
531                  * a padding long to align with a 64bit remote */
532                 *bm = ~0UL;
533         }
534         bm_unmap(p_addr);
535 }
536
537 /* you better not modify the bitmap while this is running,
538  * or its results will be stale */
539 static unsigned long bm_count_bits(struct drbd_bitmap *b)
540 {
541         unsigned long *p_addr;
542         unsigned long bits = 0;
543         unsigned long mask = (1UL << (b->bm_bits & BITS_PER_LONG_MASK)) -1;
544         int idx, i, last_word;
545
546         /* all but last page */
547         for (idx = 0; idx < b->bm_number_of_pages - 1; idx++) {
548                 p_addr = __bm_map_pidx(b, idx);
549                 for (i = 0; i < LWPP; i++)
550                         bits += hweight_long(p_addr[i]);
551                 __bm_unmap(p_addr);
552                 cond_resched();
553         }
554         /* last (or only) page */
555         last_word = ((b->bm_bits - 1) & BITS_PER_PAGE_MASK) >> LN2_BPL;
556         p_addr = __bm_map_pidx(b, idx);
557         for (i = 0; i < last_word; i++)
558                 bits += hweight_long(p_addr[i]);
559         p_addr[last_word] &= cpu_to_lel(mask);
560         bits += hweight_long(p_addr[last_word]);
561         /* 32bit arch, may have an unused padding long */
562         if (BITS_PER_LONG == 32 && (last_word & 1) == 0)
563                 p_addr[last_word+1] = 0;
564         __bm_unmap(p_addr);
565         return bits;
566 }
567
568 /* offset and len in long words.*/
569 static void bm_memset(struct drbd_bitmap *b, size_t offset, int c, size_t len)
570 {
571         unsigned long *p_addr, *bm;
572         unsigned int idx;
573         size_t do_now, end;
574
575         end = offset + len;
576
577         if (end > b->bm_words) {
578                 printk(KERN_ALERT "drbd: bm_memset end > bm_words\n");
579                 return;
580         }
581
582         while (offset < end) {
583                 do_now = min_t(size_t, ALIGN(offset + 1, LWPP), end) - offset;
584                 idx = bm_word_to_page_idx(b, offset);
585                 p_addr = bm_map_pidx(b, idx);
586                 bm = p_addr + MLPP(offset);
587                 if (bm+do_now > p_addr + LWPP) {
588                         printk(KERN_ALERT "drbd: BUG BUG BUG! p_addr:%p bm:%p do_now:%d\n",
589                                p_addr, bm, (int)do_now);
590                 } else
591                         memset(bm, c, do_now * sizeof(long));
592                 bm_unmap(p_addr);
593                 bm_set_page_need_writeout(b->bm_pages[idx]);
594                 offset += do_now;
595         }
596 }
597
598 /*
599  * make sure the bitmap has enough room for the attached storage,
600  * if necessary, resize.
601  * called whenever we may have changed the device size.
602  * returns -ENOMEM if we could not allocate enough memory, 0 on success.
603  * In case this is actually a resize, we copy the old bitmap into the new one.
604  * Otherwise, the bitmap is initialized to all bits set.
605  */
606 int drbd_bm_resize(struct drbd_conf *mdev, sector_t capacity, int set_new_bits)
607 {
608         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
609         unsigned long bits, words, owords, obits;
610         unsigned long want, have, onpages; /* number of pages */
611         struct page **npages, **opages = NULL;
612         int err = 0, growing;
613         int opages_vmalloced;
614
615         ERR_IF(!b) return -ENOMEM;
616
617         drbd_bm_lock(mdev, "resize", BM_LOCKED_MASK);
618
619         dev_info(DEV, "drbd_bm_resize called with capacity == %llu\n",
620                         (unsigned long long)capacity);
621
622         if (capacity == b->bm_dev_capacity)
623                 goto out;
624
625         opages_vmalloced = (BM_P_VMALLOCED & b->bm_flags);
626
627         if (capacity == 0) {
628                 spin_lock_irq(&b->bm_lock);
629                 opages = b->bm_pages;
630                 onpages = b->bm_number_of_pages;
631                 owords = b->bm_words;
632                 b->bm_pages = NULL;
633                 b->bm_number_of_pages =
634                 b->bm_set   =
635                 b->bm_bits  =
636                 b->bm_words =
637                 b->bm_dev_capacity = 0;
638                 spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
639                 bm_free_pages(opages, onpages);
640                 bm_vk_free(opages, opages_vmalloced);
641                 goto out;
642         }
643         bits  = BM_SECT_TO_BIT(ALIGN(capacity, BM_SECT_PER_BIT));
644
645         /* if we would use
646            words = ALIGN(bits,BITS_PER_LONG) >> LN2_BPL;
647            a 32bit host could present the wrong number of words
648            to a 64bit host.
649         */
650         words = ALIGN(bits, 64) >> LN2_BPL;
651
652         if (get_ldev(mdev)) {
653                 u64 bits_on_disk = ((u64)mdev->ldev->md.md_size_sect-MD_BM_OFFSET) << 12;
654                 put_ldev(mdev);
655                 if (bits > bits_on_disk) {
656                         dev_info(DEV, "bits = %lu\n", bits);
657                         dev_info(DEV, "bits_on_disk = %llu\n", bits_on_disk);
658                         err = -ENOSPC;
659                         goto out;
660                 }
661         }
662
663         want = ALIGN(words*sizeof(long), PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
664         have = b->bm_number_of_pages;
665         if (want == have) {
666                 D_ASSERT(b->bm_pages != NULL);
667                 npages = b->bm_pages;
668         } else {
669                 if (drbd_insert_fault(mdev, DRBD_FAULT_BM_ALLOC))
670                         npages = NULL;
671                 else
672                         npages = bm_realloc_pages(b, want);
673         }
674
675         if (!npages) {
676                 err = -ENOMEM;
677                 goto out;
678         }
679
680         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
681         opages = b->bm_pages;
682         owords = b->bm_words;
683         obits  = b->bm_bits;
684
685         growing = bits > obits;
686         if (opages && growing && set_new_bits)
687                 bm_set_surplus(b);
688
689         b->bm_pages = npages;
690         b->bm_number_of_pages = want;
691         b->bm_bits  = bits;
692         b->bm_words = words;
693         b->bm_dev_capacity = capacity;
694
695         if (growing) {
696                 if (set_new_bits) {
697                         bm_memset(b, owords, 0xff, words-owords);
698                         b->bm_set += bits - obits;
699                 } else
700                         bm_memset(b, owords, 0x00, words-owords);
701
702         }
703
704         if (want < have) {
705                 /* implicit: (opages != NULL) && (opages != npages) */
706                 bm_free_pages(opages + want, have - want);
707         }
708
709         (void)bm_clear_surplus(b);
710
711         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
712         if (opages != npages)
713                 bm_vk_free(opages, opages_vmalloced);
714         if (!growing)
715                 b->bm_set = bm_count_bits(b);
716         dev_info(DEV, "resync bitmap: bits=%lu words=%lu pages=%lu\n", bits, words, want);
717
718  out:
719         drbd_bm_unlock(mdev);
720         return err;
721 }
722
723 /* inherently racy:
724  * if not protected by other means, return value may be out of date when
725  * leaving this function...
726  * we still need to lock it, since it is important that this returns
727  * bm_set == 0 precisely.
728  *
729  * maybe bm_set should be atomic_t ?
730  */
731 unsigned long _drbd_bm_total_weight(struct drbd_conf *mdev)
732 {
733         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
734         unsigned long s;
735         unsigned long flags;
736
737         ERR_IF(!b) return 0;
738         ERR_IF(!b->bm_pages) return 0;
739
740         spin_lock_irqsave(&b->bm_lock, flags);
741         s = b->bm_set;
742         spin_unlock_irqrestore(&b->bm_lock, flags);
743
744         return s;
745 }
746
747 unsigned long drbd_bm_total_weight(struct drbd_conf *mdev)
748 {
749         unsigned long s;
750         /* if I don't have a disk, I don't know about out-of-sync status */
751         if (!get_ldev_if_state(mdev, D_NEGOTIATING))
752                 return 0;
753         s = _drbd_bm_total_weight(mdev);
754         put_ldev(mdev);
755         return s;
756 }
757
758 size_t drbd_bm_words(struct drbd_conf *mdev)
759 {
760         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
761         ERR_IF(!b) return 0;
762         ERR_IF(!b->bm_pages) return 0;
763
764         return b->bm_words;
765 }
766
767 unsigned long drbd_bm_bits(struct drbd_conf *mdev)
768 {
769         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
770         ERR_IF(!b) return 0;
771
772         return b->bm_bits;
773 }
774
775 /* merge number words from buffer into the bitmap starting at offset.
776  * buffer[i] is expected to be little endian unsigned long.
777  * bitmap must be locked by drbd_bm_lock.
778  * currently only used from receive_bitmap.
779  */
780 void drbd_bm_merge_lel(struct drbd_conf *mdev, size_t offset, size_t number,
781                         unsigned long *buffer)
782 {
783         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
784         unsigned long *p_addr, *bm;
785         unsigned long word, bits;
786         unsigned int idx;
787         size_t end, do_now;
788
789         end = offset + number;
790
791         ERR_IF(!b) return;
792         ERR_IF(!b->bm_pages) return;
793         if (number == 0)
794                 return;
795         WARN_ON(offset >= b->bm_words);
796         WARN_ON(end    >  b->bm_words);
797
798         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
799         while (offset < end) {
800                 do_now = min_t(size_t, ALIGN(offset+1, LWPP), end) - offset;
801                 idx = bm_word_to_page_idx(b, offset);
802                 p_addr = bm_map_pidx(b, idx);
803                 bm = p_addr + MLPP(offset);
804                 offset += do_now;
805                 while (do_now--) {
806                         bits = hweight_long(*bm);
807                         word = *bm | *buffer++;
808                         *bm++ = word;
809                         b->bm_set += hweight_long(word) - bits;
810                 }
811                 bm_unmap(p_addr);
812                 bm_set_page_need_writeout(b->bm_pages[idx]);
813         }
814         /* with 32bit <-> 64bit cross-platform connect
815          * this is only correct for current usage,
816          * where we _know_ that we are 64 bit aligned,
817          * and know that this function is used in this way, too...
818          */
819         if (end == b->bm_words)
820                 b->bm_set -= bm_clear_surplus(b);
821         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
822 }
823
824 /* copy number words from the bitmap starting at offset into the buffer.
825  * buffer[i] will be little endian unsigned long.
826  */
827 void drbd_bm_get_lel(struct drbd_conf *mdev, size_t offset, size_t number,
828                      unsigned long *buffer)
829 {
830         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
831         unsigned long *p_addr, *bm;
832         size_t end, do_now;
833
834         end = offset + number;
835
836         ERR_IF(!b) return;
837         ERR_IF(!b->bm_pages) return;
838
839         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
840         if ((offset >= b->bm_words) ||
841             (end    >  b->bm_words) ||
842             (number <= 0))
843                 dev_err(DEV, "offset=%lu number=%lu bm_words=%lu\n",
844                         (unsigned long) offset,
845                         (unsigned long) number,
846                         (unsigned long) b->bm_words);
847         else {
848                 while (offset < end) {
849                         do_now = min_t(size_t, ALIGN(offset+1, LWPP), end) - offset;
850                         p_addr = bm_map_pidx(b, bm_word_to_page_idx(b, offset));
851                         bm = p_addr + MLPP(offset);
852                         offset += do_now;
853                         while (do_now--)
854                                 *buffer++ = *bm++;
855                         bm_unmap(p_addr);
856                 }
857         }
858         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
859 }
860
861 /* set all bits in the bitmap */
862 void drbd_bm_set_all(struct drbd_conf *mdev)
863 {
864         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
865         ERR_IF(!b) return;
866         ERR_IF(!b->bm_pages) return;
867
868         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
869         bm_memset(b, 0, 0xff, b->bm_words);
870         (void)bm_clear_surplus(b);
871         b->bm_set = b->bm_bits;
872         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
873 }
874
875 /* clear all bits in the bitmap */
876 void drbd_bm_clear_all(struct drbd_conf *mdev)
877 {
878         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
879         ERR_IF(!b) return;
880         ERR_IF(!b->bm_pages) return;
881
882         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
883         bm_memset(b, 0, 0, b->bm_words);
884         b->bm_set = 0;
885         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
886 }
887
888 struct bm_aio_ctx {
889         struct drbd_conf *mdev;
890         atomic_t in_flight;
891         unsigned int done;
892         unsigned flags;
893 #define BM_AIO_COPY_PAGES       1
894 #define BM_WRITE_ALL_PAGES      2
895         int error;
896         struct kref kref;
897 };
898
899 static void bm_aio_ctx_destroy(struct kref *kref)
900 {
901         struct bm_aio_ctx *ctx = container_of(kref, struct bm_aio_ctx, kref);
902
903         put_ldev(ctx->mdev);
904         kfree(ctx);
905 }
906
907 /* bv_page may be a copy, or may be the original */
908 static void bm_async_io_complete(struct bio *bio, int error)
909 {
910         struct bm_aio_ctx *ctx = bio->bi_private;
911         struct drbd_conf *mdev = ctx->mdev;
912         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
913         unsigned int idx = bm_page_to_idx(bio->bi_io_vec[0].bv_page);
914         int uptodate = bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE);
915
916
917         /* strange behavior of some lower level drivers...
918          * fail the request by clearing the uptodate flag,
919          * but do not return any error?!
920          * do we want to WARN() on this? */
921         if (!error && !uptodate)
922                 error = -EIO;
923
924         if ((ctx->flags & BM_AIO_COPY_PAGES) == 0 &&
925             !bm_test_page_unchanged(b->bm_pages[idx]))
926                 dev_warn(DEV, "bitmap page idx %u changed during IO!\n", idx);
927
928         if (error) {
929                 /* ctx error will hold the completed-last non-zero error code,
930                  * in case error codes differ. */
931                 ctx->error = error;
932                 bm_set_page_io_err(b->bm_pages[idx]);
933                 /* Not identical to on disk version of it.
934                  * Is BM_PAGE_IO_ERROR enough? */
935                 if (__ratelimit(&drbd_ratelimit_state))
936                         dev_err(DEV, "IO ERROR %d on bitmap page idx %u\n",
937                                         error, idx);
938         } else {
939                 bm_clear_page_io_err(b->bm_pages[idx]);
940                 dynamic_dev_dbg(DEV, "bitmap page idx %u completed\n", idx);
941         }
942
943         bm_page_unlock_io(mdev, idx);
944
945         if (ctx->flags & BM_AIO_COPY_PAGES)
946                 mempool_free(bio->bi_io_vec[0].bv_page, drbd_md_io_page_pool);
947
948         bio_put(bio);
949
950         if (atomic_dec_and_test(&ctx->in_flight)) {
951                 ctx->done = 1;
952                 wake_up(&mdev->misc_wait);
953                 kref_put(&ctx->kref, &bm_aio_ctx_destroy);
954         }
955 }
956
957 static void bm_page_io_async(struct bm_aio_ctx *ctx, int page_nr, int rw) __must_hold(local)
958 {
959         struct bio *bio = bio_alloc_drbd(GFP_NOIO);
960         struct drbd_conf *mdev = ctx->mdev;
961         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
962         struct page *page;
963         unsigned int len;
964
965         sector_t on_disk_sector =
966                 mdev->ldev->md.md_offset + mdev->ldev->md.bm_offset;
967         on_disk_sector += ((sector_t)page_nr) << (PAGE_SHIFT-9);
968
969         /* this might happen with very small
970          * flexible external meta data device,
971          * or with PAGE_SIZE > 4k */
972         len = min_t(unsigned int, PAGE_SIZE,
973                 (drbd_md_last_sector(mdev->ldev) - on_disk_sector + 1)<<9);
974
975         /* serialize IO on this page */
976         bm_page_lock_io(mdev, page_nr);
977         /* before memcpy and submit,
978          * so it can be redirtied any time */
979         bm_set_page_unchanged(b->bm_pages[page_nr]);
980
981         if (ctx->flags & BM_AIO_COPY_PAGES) {
982                 void *src, *dest;
983                 page = mempool_alloc(drbd_md_io_page_pool, __GFP_HIGHMEM|__GFP_WAIT);
984                 dest = kmap_atomic(page);
985                 src = kmap_atomic(b->bm_pages[page_nr]);
986                 memcpy(dest, src, PAGE_SIZE);
987                 kunmap_atomic(src);
988                 kunmap_atomic(dest);
989                 bm_store_page_idx(page, page_nr);
990         } else
991                 page = b->bm_pages[page_nr];
992
993         bio->bi_bdev = mdev->ldev->md_bdev;
994         bio->bi_sector = on_disk_sector;
995         /* bio_add_page of a single page to an empty bio will always succeed,
996          * according to api.  Do we want to assert that? */
997         bio_add_page(bio, page, len, 0);
998         bio->bi_private = ctx;
999         bio->bi_end_io = bm_async_io_complete;
1000
1001         if (drbd_insert_fault(mdev, (rw & WRITE) ? DRBD_FAULT_MD_WR : DRBD_FAULT_MD_RD)) {
1002                 bio->bi_rw |= rw;
1003                 bio_endio(bio, -EIO);
1004         } else {
1005                 submit_bio(rw, bio);
1006                 /* this should not count as user activity and cause the
1007                  * resync to throttle -- see drbd_rs_should_slow_down(). */
1008                 atomic_add(len >> 9, &mdev->rs_sect_ev);
1009         }
1010 }
1011
1012 /*
1013  * bm_rw: read/write the whole bitmap from/to its on disk location.
1014  */
1015 static int bm_rw(struct drbd_conf *mdev, int rw, unsigned flags, unsigned lazy_writeout_upper_idx) __must_hold(local)
1016 {
1017         struct bm_aio_ctx *ctx;
1018         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1019         int num_pages, i, count = 0;
1020         unsigned long now;
1021         char ppb[10];
1022         int err = 0;
1023
1024         /*
1025          * We are protected against bitmap disappearing/resizing by holding an
1026          * ldev reference (caller must have called get_ldev()).
1027          * For read/write, we are protected against changes to the bitmap by
1028          * the bitmap lock (see drbd_bitmap_io).
1029          * For lazy writeout, we don't care for ongoing changes to the bitmap,
1030          * as we submit copies of pages anyways.
1031          */
1032
1033         ctx = kmalloc(sizeof(struct bm_aio_ctx), GFP_NOIO);
1034         if (!ctx)
1035                 return -ENOMEM;
1036
1037         *ctx = (struct bm_aio_ctx) {
1038                 .mdev = mdev,
1039                 .in_flight = ATOMIC_INIT(1),
1040                 .done = 0,
1041                 .flags = flags,
1042                 .error = 0,
1043                 .kref = { ATOMIC_INIT(2) },
1044         };
1045
1046         if (!get_ldev_if_state(mdev, D_ATTACHING)) {  /* put is in bm_aio_ctx_destroy() */
1047                 dev_err(DEV, "ASSERT FAILED: get_ldev_if_state() == 1 in bm_rw()\n");
1048                 kfree(ctx);
1049                 return -ENODEV;
1050         }
1051
1052         if (!ctx->flags)
1053                 WARN_ON(!(BM_LOCKED_MASK & b->bm_flags));
1054
1055         num_pages = b->bm_number_of_pages;
1056
1057         now = jiffies;
1058
1059         /* let the layers below us try to merge these bios... */
1060         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
1061                 /* ignore completely unchanged pages */
1062                 if (lazy_writeout_upper_idx && i == lazy_writeout_upper_idx)
1063                         break;
1064                 if (rw & WRITE) {
1065                         if (!(flags & BM_WRITE_ALL_PAGES) &&
1066                             bm_test_page_unchanged(b->bm_pages[i])) {
1067                                 dynamic_dev_dbg(DEV, "skipped bm write for idx %u\n", i);
1068                                 continue;
1069                         }
1070                         /* during lazy writeout,
1071                          * ignore those pages not marked for lazy writeout. */
1072                         if (lazy_writeout_upper_idx &&
1073                             !bm_test_page_lazy_writeout(b->bm_pages[i])) {
1074                                 dynamic_dev_dbg(DEV, "skipped bm lazy write for idx %u\n", i);
1075                                 continue;
1076                         }
1077                 }
1078                 atomic_inc(&ctx->in_flight);
1079                 bm_page_io_async(ctx, i, rw);
1080                 ++count;
1081                 cond_resched();
1082         }
1083
1084         /*
1085          * We initialize ctx->in_flight to one to make sure bm_async_io_complete
1086          * will not set ctx->done early, and decrement / test it here.  If there
1087          * are still some bios in flight, we need to wait for them here.
1088          * If all IO is done already (or nothing had been submitted), there is
1089          * no need to wait.  Still, we need to put the kref associated with the
1090          * "in_flight reached zero, all done" event.
1091          */
1092         if (!atomic_dec_and_test(&ctx->in_flight))
1093                 wait_until_done_or_force_detached(mdev, mdev->ldev, &ctx->done);
1094         else
1095                 kref_put(&ctx->kref, &bm_aio_ctx_destroy);
1096
1097         dev_info(DEV, "bitmap %s of %u pages took %lu jiffies\n",
1098                         rw == WRITE ? "WRITE" : "READ",
1099                         count, jiffies - now);
1100
1101         if (ctx->error) {
1102                 dev_alert(DEV, "we had at least one MD IO ERROR during bitmap IO\n");
1103                 drbd_chk_io_error(mdev, 1, DRBD_META_IO_ERROR);
1104                 err = -EIO; /* ctx->error ? */
1105         }
1106
1107         if (atomic_read(&ctx->in_flight))
1108                 err = -EIO; /* Disk timeout/force-detach during IO... */
1109
1110         now = jiffies;
1111         if (rw == WRITE) {
1112                 drbd_md_flush(mdev);
1113         } else /* rw == READ */ {
1114                 b->bm_set = bm_count_bits(b);
1115                 dev_info(DEV, "recounting of set bits took additional %lu jiffies\n",
1116                      jiffies - now);
1117         }
1118         now = b->bm_set;
1119
1120         dev_info(DEV, "%s (%lu bits) marked out-of-sync by on disk bit-map.\n",
1121              ppsize(ppb, now << (BM_BLOCK_SHIFT-10)), now);
1122
1123         kref_put(&ctx->kref, &bm_aio_ctx_destroy);
1124         return err;
1125 }
1126
1127 /**
1128  * drbd_bm_read() - Read the whole bitmap from its on disk location.
1129  * @mdev:       DRBD device.
1130  */
1131 int drbd_bm_read(struct drbd_conf *mdev) __must_hold(local)
1132 {
1133         return bm_rw(mdev, READ, 0, 0);
1134 }
1135
1136 /**
1137  * drbd_bm_write() - Write the whole bitmap to its on disk location.
1138  * @mdev:       DRBD device.
1139  *
1140  * Will only write pages that have changed since last IO.
1141  */
1142 int drbd_bm_write(struct drbd_conf *mdev) __must_hold(local)
1143 {
1144         return bm_rw(mdev, WRITE, 0, 0);
1145 }
1146
1147 /**
1148  * drbd_bm_write_all() - Write the whole bitmap to its on disk location.
1149  * @mdev:       DRBD device.
1150  *
1151  * Will write all pages.
1152  */
1153 int drbd_bm_write_all(struct drbd_conf *mdev) __must_hold(local)
1154 {
1155         return bm_rw(mdev, WRITE, BM_WRITE_ALL_PAGES, 0);
1156 }
1157
1158 /**
1159  * drbd_bm_lazy_write_out() - Write bitmap pages 0 to @upper_idx-1, if they have changed.
1160  * @mdev:       DRBD device.
1161  * @upper_idx:  0: write all changed pages; +ve: page index to stop scanning for changed pages
1162  */
1163 int drbd_bm_write_lazy(struct drbd_conf *mdev, unsigned upper_idx) __must_hold(local)
1164 {
1165         return bm_rw(mdev, WRITE, BM_AIO_COPY_PAGES, upper_idx);
1166 }
1167
1168 /**
1169  * drbd_bm_write_copy_pages() - Write the whole bitmap to its on disk location.
1170  * @mdev:       DRBD device.
1171  *
1172  * Will only write pages that have changed since last IO.
1173  * In contrast to drbd_bm_write(), this will copy the bitmap pages
1174  * to temporary writeout pages. It is intended to trigger a full write-out
1175  * while still allowing the bitmap to change, for example if a resync or online
1176  * verify is aborted due to a failed peer disk, while local IO continues, or
1177  * pending resync acks are still being processed.
1178  */
1179 int drbd_bm_write_copy_pages(struct drbd_conf *mdev) __must_hold(local)
1180 {
1181         return bm_rw(mdev, WRITE, BM_AIO_COPY_PAGES, 0);
1182 }
1183
1184
1185 /**
1186  * drbd_bm_write_page: Writes a PAGE_SIZE aligned piece of bitmap
1187  * @mdev:       DRBD device.
1188  * @idx:        bitmap page index
1189  *
1190  * We don't want to special case on logical_block_size of the backend device,
1191  * so we submit PAGE_SIZE aligned pieces.
1192  * Note that on "most" systems, PAGE_SIZE is 4k.
1193  *
1194  * In case this becomes an issue on systems with larger PAGE_SIZE,
1195  * we may want to change this again to write 4k aligned 4k pieces.
1196  */
1197 int drbd_bm_write_page(struct drbd_conf *mdev, unsigned int idx) __must_hold(local)
1198 {
1199         struct bm_aio_ctx *ctx;
1200         int err;
1201
1202         if (bm_test_page_unchanged(mdev->bitmap->bm_pages[idx])) {
1203                 dynamic_dev_dbg(DEV, "skipped bm page write for idx %u\n", idx);
1204                 return 0;
1205         }
1206
1207         ctx = kmalloc(sizeof(struct bm_aio_ctx), GFP_NOIO);
1208         if (!ctx)
1209                 return -ENOMEM;
1210
1211         *ctx = (struct bm_aio_ctx) {
1212                 .mdev = mdev,
1213                 .in_flight = ATOMIC_INIT(1),
1214                 .done = 0,
1215                 .flags = BM_AIO_COPY_PAGES,
1216                 .error = 0,
1217                 .kref = { ATOMIC_INIT(2) },
1218         };
1219
1220         if (!get_ldev_if_state(mdev, D_ATTACHING)) {  /* put is in bm_aio_ctx_destroy() */
1221                 dev_err(DEV, "ASSERT FAILED: get_ldev_if_state() == 1 in drbd_bm_write_page()\n");
1222                 kfree(ctx);
1223                 return -ENODEV;
1224         }
1225
1226         bm_page_io_async(ctx, idx, WRITE_SYNC);
1227         wait_until_done_or_force_detached(mdev, mdev->ldev, &ctx->done);
1228
1229         if (ctx->error)
1230                 drbd_chk_io_error(mdev, 1, DRBD_META_IO_ERROR);
1231                 /* that causes us to detach, so the in memory bitmap will be
1232                  * gone in a moment as well. */
1233
1234         mdev->bm_writ_cnt++;
1235         err = atomic_read(&ctx->in_flight) ? -EIO : ctx->error;
1236         kref_put(&ctx->kref, &bm_aio_ctx_destroy);
1237         return err;
1238 }
1239
1240 /* NOTE
1241  * find_first_bit returns int, we return unsigned long.
1242  * For this to work on 32bit arch with bitnumbers > (1<<32),
1243  * we'd need to return u64, and get a whole lot of other places
1244  * fixed where we still use unsigned long.
1245  *
1246  * this returns a bit number, NOT a sector!
1247  */
1248 static unsigned long __bm_find_next(struct drbd_conf *mdev, unsigned long bm_fo,
1249         const int find_zero_bit)
1250 {
1251         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1252         unsigned long *p_addr;
1253         unsigned long bit_offset;
1254         unsigned i;
1255
1256
1257         if (bm_fo > b->bm_bits) {
1258                 dev_err(DEV, "bm_fo=%lu bm_bits=%lu\n", bm_fo, b->bm_bits);
1259                 bm_fo = DRBD_END_OF_BITMAP;
1260         } else {
1261                 while (bm_fo < b->bm_bits) {
1262                         /* bit offset of the first bit in the page */
1263                         bit_offset = bm_fo & ~BITS_PER_PAGE_MASK;
1264                         p_addr = __bm_map_pidx(b, bm_bit_to_page_idx(b, bm_fo));
1265
1266                         if (find_zero_bit)
1267                                 i = find_next_zero_bit_le(p_addr,
1268                                                 PAGE_SIZE*8, bm_fo & BITS_PER_PAGE_MASK);
1269                         else
1270                                 i = find_next_bit_le(p_addr,
1271                                                 PAGE_SIZE*8, bm_fo & BITS_PER_PAGE_MASK);
1272
1273                         __bm_unmap(p_addr);
1274                         if (i < PAGE_SIZE*8) {
1275                                 bm_fo = bit_offset + i;
1276                                 if (bm_fo >= b->bm_bits)
1277                                         break;
1278                                 goto found;
1279                         }
1280                         bm_fo = bit_offset + PAGE_SIZE*8;
1281                 }
1282                 bm_fo = DRBD_END_OF_BITMAP;
1283         }
1284  found:
1285         return bm_fo;
1286 }
1287
1288 static unsigned long bm_find_next(struct drbd_conf *mdev,
1289         unsigned long bm_fo, const int find_zero_bit)
1290 {
1291         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1292         unsigned long i = DRBD_END_OF_BITMAP;
1293
1294         ERR_IF(!b) return i;
1295         ERR_IF(!b->bm_pages) return i;
1296
1297         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
1298         if (BM_DONT_TEST & b->bm_flags)
1299                 bm_print_lock_info(mdev);
1300
1301         i = __bm_find_next(mdev, bm_fo, find_zero_bit);
1302
1303         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
1304         return i;
1305 }
1306
1307 unsigned long drbd_bm_find_next(struct drbd_conf *mdev, unsigned long bm_fo)
1308 {
1309         return bm_find_next(mdev, bm_fo, 0);
1310 }
1311
1312 #if 0
1313 /* not yet needed for anything. */
1314 unsigned long drbd_bm_find_next_zero(struct drbd_conf *mdev, unsigned long bm_fo)
1315 {
1316         return bm_find_next(mdev, bm_fo, 1);
1317 }
1318 #endif
1319
1320 /* does not spin_lock_irqsave.
1321  * you must take drbd_bm_lock() first */
1322 unsigned long _drbd_bm_find_next(struct drbd_conf *mdev, unsigned long bm_fo)
1323 {
1324         /* WARN_ON(!(BM_DONT_SET & mdev->b->bm_flags)); */
1325         return __bm_find_next(mdev, bm_fo, 0);
1326 }
1327
1328 unsigned long _drbd_bm_find_next_zero(struct drbd_conf *mdev, unsigned long bm_fo)
1329 {
1330         /* WARN_ON(!(BM_DONT_SET & mdev->b->bm_flags)); */
1331         return __bm_find_next(mdev, bm_fo, 1);
1332 }
1333
1334 /* returns number of bits actually changed.
1335  * for val != 0, we change 0 -> 1, return code positive
1336  * for val == 0, we change 1 -> 0, return code negative
1337  * wants bitnr, not sector.
1338  * expected to be called for only a few bits (e - s about BITS_PER_LONG).
1339  * Must hold bitmap lock already. */
1340 static int __bm_change_bits_to(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long s,
1341         unsigned long e, int val)
1342 {
1343         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1344         unsigned long *p_addr = NULL;
1345         unsigned long bitnr;
1346         unsigned int last_page_nr = -1U;
1347         int c = 0;
1348         int changed_total = 0;
1349
1350         if (e >= b->bm_bits) {
1351                 dev_err(DEV, "ASSERT FAILED: bit_s=%lu bit_e=%lu bm_bits=%lu\n",
1352                                 s, e, b->bm_bits);
1353                 e = b->bm_bits ? b->bm_bits -1 : 0;
1354         }
1355         for (bitnr = s; bitnr <= e; bitnr++) {
1356                 unsigned int page_nr = bm_bit_to_page_idx(b, bitnr);
1357                 if (page_nr != last_page_nr) {
1358                         if (p_addr)
1359                                 __bm_unmap(p_addr);
1360                         if (c < 0)
1361                                 bm_set_page_lazy_writeout(b->bm_pages[last_page_nr]);
1362                         else if (c > 0)
1363                                 bm_set_page_need_writeout(b->bm_pages[last_page_nr]);
1364                         changed_total += c;
1365                         c = 0;
1366                         p_addr = __bm_map_pidx(b, page_nr);
1367                         last_page_nr = page_nr;
1368                 }
1369                 if (val)
1370                         c += (0 == __test_and_set_bit_le(bitnr & BITS_PER_PAGE_MASK, p_addr));
1371                 else
1372                         c -= (0 != __test_and_clear_bit_le(bitnr & BITS_PER_PAGE_MASK, p_addr));
1373         }
1374         if (p_addr)
1375                 __bm_unmap(p_addr);
1376         if (c < 0)
1377                 bm_set_page_lazy_writeout(b->bm_pages[last_page_nr]);
1378         else if (c > 0)
1379                 bm_set_page_need_writeout(b->bm_pages[last_page_nr]);
1380         changed_total += c;
1381         b->bm_set += changed_total;
1382         return changed_total;
1383 }
1384
1385 /* returns number of bits actually changed.
1386  * for val != 0, we change 0 -> 1, return code positive
1387  * for val == 0, we change 1 -> 0, return code negative
1388  * wants bitnr, not sector */
1389 static int bm_change_bits_to(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long s,
1390         const unsigned long e, int val)
1391 {
1392         unsigned long flags;
1393         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1394         int c = 0;
1395
1396         ERR_IF(!b) return 1;
1397         ERR_IF(!b->bm_pages) return 0;
1398
1399         spin_lock_irqsave(&b->bm_lock, flags);
1400         if ((val ? BM_DONT_SET : BM_DONT_CLEAR) & b->bm_flags)
1401                 bm_print_lock_info(mdev);
1402
1403         c = __bm_change_bits_to(mdev, s, e, val);
1404
1405         spin_unlock_irqrestore(&b->bm_lock, flags);
1406         return c;
1407 }
1408
1409 /* returns number of bits changed 0 -> 1 */
1410 int drbd_bm_set_bits(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long s, const unsigned long e)
1411 {
1412         return bm_change_bits_to(mdev, s, e, 1);
1413 }
1414
1415 /* returns number of bits changed 1 -> 0 */
1416 int drbd_bm_clear_bits(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long s, const unsigned long e)
1417 {
1418         return -bm_change_bits_to(mdev, s, e, 0);
1419 }
1420
1421 /* sets all bits in full words,
1422  * from first_word up to, but not including, last_word */
1423 static inline void bm_set_full_words_within_one_page(struct drbd_bitmap *b,
1424                 int page_nr, int first_word, int last_word)
1425 {
1426         int i;
1427         int bits;
1428         unsigned long *paddr = kmap_atomic(b->bm_pages[page_nr]);
1429         for (i = first_word; i < last_word; i++) {
1430                 bits = hweight_long(paddr[i]);
1431                 paddr[i] = ~0UL;
1432                 b->bm_set += BITS_PER_LONG - bits;
1433         }
1434         kunmap_atomic(paddr);
1435 }
1436
1437 /* Same thing as drbd_bm_set_bits,
1438  * but more efficient for a large bit range.
1439  * You must first drbd_bm_lock().
1440  * Can be called to set the whole bitmap in one go.
1441  * Sets bits from s to e _inclusive_. */
1442 void _drbd_bm_set_bits(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long s, const unsigned long e)
1443 {
1444         /* First set_bit from the first bit (s)
1445          * up to the next long boundary (sl),
1446          * then assign full words up to the last long boundary (el),
1447          * then set_bit up to and including the last bit (e).
1448          *
1449          * Do not use memset, because we must account for changes,
1450          * so we need to loop over the words with hweight() anyways.
1451          */
1452         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1453         unsigned long sl = ALIGN(s,BITS_PER_LONG);
1454         unsigned long el = (e+1) & ~((unsigned long)BITS_PER_LONG-1);
1455         int first_page;
1456         int last_page;
1457         int page_nr;
1458         int first_word;
1459         int last_word;
1460
1461         if (e - s <= 3*BITS_PER_LONG) {
1462                 /* don't bother; el and sl may even be wrong. */
1463                 spin_lock_irq(&b->bm_lock);
1464                 __bm_change_bits_to(mdev, s, e, 1);
1465                 spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
1466                 return;
1467         }
1468
1469         /* difference is large enough that we can trust sl and el */
1470
1471         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
1472
1473         /* bits filling the current long */
1474         if (sl)
1475                 __bm_change_bits_to(mdev, s, sl-1, 1);
1476
1477         first_page = sl >> (3 + PAGE_SHIFT);
1478         last_page = el >> (3 + PAGE_SHIFT);
1479
1480         /* MLPP: modulo longs per page */
1481         /* LWPP: long words per page */
1482         first_word = MLPP(sl >> LN2_BPL);
1483         last_word = LWPP;
1484
1485         /* first and full pages, unless first page == last page */
1486         for (page_nr = first_page; page_nr < last_page; page_nr++) {
1487                 bm_set_full_words_within_one_page(mdev->bitmap, page_nr, first_word, last_word);
1488                 spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
1489                 cond_resched();
1490                 first_word = 0;
1491                 spin_lock_irq(&b->bm_lock);
1492         }
1493         /* last page (respectively only page, for first page == last page) */
1494         last_word = MLPP(el >> LN2_BPL);
1495
1496         /* consider bitmap->bm_bits = 32768, bitmap->bm_number_of_pages = 1. (or multiples).
1497          * ==> e = 32767, el = 32768, last_page = 2,
1498          * and now last_word = 0.
1499          * We do not want to touch last_page in this case,
1500          * as we did not allocate it, it is not present in bitmap->bm_pages.
1501          */
1502         if (last_word)
1503                 bm_set_full_words_within_one_page(mdev->bitmap, last_page, first_word, last_word);
1504
1505         /* possibly trailing bits.
1506          * example: (e & 63) == 63, el will be e+1.
1507          * if that even was the very last bit,
1508          * it would trigger an assert in __bm_change_bits_to()
1509          */
1510         if (el <= e)
1511                 __bm_change_bits_to(mdev, el, e, 1);
1512         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
1513 }
1514
1515 /* returns bit state
1516  * wants bitnr, NOT sector.
1517  * inherently racy... area needs to be locked by means of {al,rs}_lru
1518  *  1 ... bit set
1519  *  0 ... bit not set
1520  * -1 ... first out of bounds access, stop testing for bits!
1521  */
1522 int drbd_bm_test_bit(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long bitnr)
1523 {
1524         unsigned long flags;
1525         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1526         unsigned long *p_addr;
1527         int i;
1528
1529         ERR_IF(!b) return 0;
1530         ERR_IF(!b->bm_pages) return 0;
1531
1532         spin_lock_irqsave(&b->bm_lock, flags);
1533         if (BM_DONT_TEST & b->bm_flags)
1534                 bm_print_lock_info(mdev);
1535         if (bitnr < b->bm_bits) {
1536                 p_addr = bm_map_pidx(b, bm_bit_to_page_idx(b, bitnr));
1537                 i = test_bit_le(bitnr & BITS_PER_PAGE_MASK, p_addr) ? 1 : 0;
1538                 bm_unmap(p_addr);
1539         } else if (bitnr == b->bm_bits) {
1540                 i = -1;
1541         } else { /* (bitnr > b->bm_bits) */
1542                 dev_err(DEV, "bitnr=%lu > bm_bits=%lu\n", bitnr, b->bm_bits);
1543                 i = 0;
1544         }
1545
1546         spin_unlock_irqrestore(&b->bm_lock, flags);
1547         return i;
1548 }
1549
1550 /* returns number of bits set in the range [s, e] */
1551 int drbd_bm_count_bits(struct drbd_conf *mdev, const unsigned long s, const unsigned long e)
1552 {
1553         unsigned long flags;
1554         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1555         unsigned long *p_addr = NULL;
1556         unsigned long bitnr;
1557         unsigned int page_nr = -1U;
1558         int c = 0;
1559
1560         /* If this is called without a bitmap, that is a bug.  But just to be
1561          * robust in case we screwed up elsewhere, in that case pretend there
1562          * was one dirty bit in the requested area, so we won't try to do a
1563          * local read there (no bitmap probably implies no disk) */
1564         ERR_IF(!b) return 1;
1565         ERR_IF(!b->bm_pages) return 1;
1566
1567         spin_lock_irqsave(&b->bm_lock, flags);
1568         if (BM_DONT_TEST & b->bm_flags)
1569                 bm_print_lock_info(mdev);
1570         for (bitnr = s; bitnr <= e; bitnr++) {
1571                 unsigned int idx = bm_bit_to_page_idx(b, bitnr);
1572                 if (page_nr != idx) {
1573                         page_nr = idx;
1574                         if (p_addr)
1575                                 bm_unmap(p_addr);
1576                         p_addr = bm_map_pidx(b, idx);
1577                 }
1578                 ERR_IF (bitnr >= b->bm_bits) {
1579                         dev_err(DEV, "bitnr=%lu bm_bits=%lu\n", bitnr, b->bm_bits);
1580                 } else {
1581                         c += (0 != test_bit_le(bitnr - (page_nr << (PAGE_SHIFT+3)), p_addr));
1582                 }
1583         }
1584         if (p_addr)
1585                 bm_unmap(p_addr);
1586         spin_unlock_irqrestore(&b->bm_lock, flags);
1587         return c;
1588 }
1589
1590
1591 /* inherently racy...
1592  * return value may be already out-of-date when this function returns.
1593  * but the general usage is that this is only use during a cstate when bits are
1594  * only cleared, not set, and typically only care for the case when the return
1595  * value is zero, or we already "locked" this "bitmap extent" by other means.
1596  *
1597  * enr is bm-extent number, since we chose to name one sector (512 bytes)
1598  * worth of the bitmap a "bitmap extent".
1599  *
1600  * TODO
1601  * I think since we use it like a reference count, we should use the real
1602  * reference count of some bitmap extent element from some lru instead...
1603  *
1604  */
1605 int drbd_bm_e_weight(struct drbd_conf *mdev, unsigned long enr)
1606 {
1607         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1608         int count, s, e;
1609         unsigned long flags;
1610         unsigned long *p_addr, *bm;
1611
1612         ERR_IF(!b) return 0;
1613         ERR_IF(!b->bm_pages) return 0;
1614
1615         spin_lock_irqsave(&b->bm_lock, flags);
1616         if (BM_DONT_TEST & b->bm_flags)
1617                 bm_print_lock_info(mdev);
1618
1619         s = S2W(enr);
1620         e = min((size_t)S2W(enr+1), b->bm_words);
1621         count = 0;
1622         if (s < b->bm_words) {
1623                 int n = e-s;
1624                 p_addr = bm_map_pidx(b, bm_word_to_page_idx(b, s));
1625                 bm = p_addr + MLPP(s);
1626                 while (n--)
1627                         count += hweight_long(*bm++);
1628                 bm_unmap(p_addr);
1629         } else {
1630                 dev_err(DEV, "start offset (%d) too large in drbd_bm_e_weight\n", s);
1631         }
1632         spin_unlock_irqrestore(&b->bm_lock, flags);
1633         return count;
1634 }
1635
1636 /* Set all bits covered by the AL-extent al_enr.
1637  * Returns number of bits changed. */
1638 unsigned long drbd_bm_ALe_set_all(struct drbd_conf *mdev, unsigned long al_enr)
1639 {
1640         struct drbd_bitmap *b = mdev->bitmap;
1641         unsigned long *p_addr, *bm;
1642         unsigned long weight;
1643         unsigned long s, e;
1644         int count, i, do_now;
1645         ERR_IF(!b) return 0;
1646         ERR_IF(!b->bm_pages) return 0;
1647
1648         spin_lock_irq(&b->bm_lock);
1649         if (BM_DONT_SET & b->bm_flags)
1650                 bm_print_lock_info(mdev);
1651         weight = b->bm_set;
1652
1653         s = al_enr * BM_WORDS_PER_AL_EXT;
1654         e = min_t(size_t, s + BM_WORDS_PER_AL_EXT, b->bm_words);
1655         /* assert that s and e are on the same page */
1656         D_ASSERT((e-1) >> (PAGE_SHIFT - LN2_BPL + 3)
1657               ==  s    >> (PAGE_SHIFT - LN2_BPL + 3));
1658         count = 0;
1659         if (s < b->bm_words) {
1660                 i = do_now = e-s;
1661                 p_addr = bm_map_pidx(b, bm_word_to_page_idx(b, s));
1662                 bm = p_addr + MLPP(s);
1663                 while (i--) {
1664                         count += hweight_long(*bm);
1665                         *bm = -1UL;
1666                         bm++;
1667                 }
1668                 bm_unmap(p_addr);
1669                 b->bm_set += do_now*BITS_PER_LONG - count;
1670                 if (e == b->bm_words)
1671                         b->bm_set -= bm_clear_surplus(b);
1672         } else {
1673                 dev_err(DEV, "start offset (%lu) too large in drbd_bm_ALe_set_all\n", s);
1674         }
1675         weight = b->bm_set - weight;
1676         spin_unlock_irq(&b->bm_lock);
1677         return weight;
1678 }