module/zfs/zvol.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (C) 2008-2010 Lawrence Livermore National Security, LLC.
  23  * Produced at Lawrence Livermore National Laboratory (cf, DISCLAIMER).
  24  * Rewritten for Linux by Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>.
  25  * LLNL-CODE-403049.
  26  *
  27  * ZFS volume emulation driver.
  28  *
  29  * Makes a DMU object look like a volume of arbitrary size, up to 2^64 bytes.
  30  * Volumes are accessed through the symbolic links named:
  31  *
  32  * /dev/<pool_name>/<dataset_name>
  33  *
  34  * Volumes are persistent through reboot and module load.  No user command
  35  * needs to be run before opening and using a device.
  36  */
  37
  38 #include <sys/dmu_traverse.h>
  39 #include <sys/dsl_dataset.h>
  40 #include <sys/dsl_prop.h>
  41 #include <sys/zap.h>
  42 #include <sys/zil_impl.h>
  43 #include <sys/zio.h>
  44 #include <sys/zfs_rlock.h>
  45 #include <sys/zfs_znode.h>
  46 #include <sys/zvol.h>
  47
  48 unsigned int zvol_major = ZVOL_MAJOR;
  49 unsigned int zvol_threads = 0;
  50
  51 static taskq_t *zvol_taskq;
  52 static kmutex_t zvol_state_lock;
  53 static list_t zvol_state_list;
  54 static char *zvol_tag = "zvol_tag";
  55
  56 /*
  57  * The in-core state of each volume.
  58  */
  59 typedef struct zvol_state {
  60         char                    zv_name[DISK_NAME_LEN]; /* name */
  61         uint64_t                zv_volsize;     /* advertised space */
  62         uint64_t                zv_volblocksize;/* volume block size */
  63         objset_t                *zv_objset;     /* objset handle */
  64         uint32_t                zv_flags;       /* ZVOL_* flags */
  65         uint32_t                zv_open_count;  /* open counts */
  66         uint32_t                zv_changed;     /* disk changed */
  67         zilog_t                 *zv_zilog;      /* ZIL handle */
  68         znode_t                 zv_znode;       /* for range locking */
  69         dmu_buf_t               *zv_dbuf;       /* bonus handle */
  70         dev_t                   zv_dev;         /* device id */
  71         struct gendisk          *zv_disk;       /* generic disk */
  72         struct request_queue    *zv_queue;      /* request queue */
  73         spinlock_t              zv_lock;        /* request queue lock */
  74         list_node_t             zv_next;        /* next zvol_state_t linkage */
  75 } zvol_state_t;
  76
  77 #define ZVOL_RDONLY     0x1
  78
  79 /*
  80  * Find the next available range of ZVOL_MINORS minor numbers.  The
  81  * zvol_state_list is kept in ascending minor order so we simply need
  82  * to scan the list for the first gap in the sequence.  This allows us
  83  * to recycle minor number as devices are created and removed.
  84  */
  85 static int
  86 zvol_find_minor(unsigned *minor)
  87 {
  88         zvol_state_t *zv;
  89
  90         *minor = 0;
  91         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
  92         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
  93              zv = list_next(&zvol_state_list, zv), *minor += ZVOL_MINORS) {
  94                 if (MINOR(zv->zv_dev) != MINOR(*minor))
  95                         break;
  96         }
  97
  98         /* All minors are in use */
  99         if (*minor >= (1 << MINORBITS))
 100                 return ENXIO;
 101
 102         return 0;
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Find a zvol_state_t given the full major+minor dev_t.
 107  */
 108 static zvol_state_t *
 109 zvol_find_by_dev(dev_t dev)
 110 {
 111         zvol_state_t *zv;
 112
 113         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 114         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
 115              zv = list_next(&zvol_state_list, zv)) {
 116                 if (zv->zv_dev == dev)
 117                         return zv;
 118         }
 119
 120         return NULL;
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Find a zvol_state_t given the name provided at zvol_alloc() time.
 125  */
 126 static zvol_state_t *
 127 zvol_find_by_name(const char *name)
 128 {
 129         zvol_state_t *zv;
 130
 131         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 132         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
 133              zv = list_next(&zvol_state_list, zv)) {
 134                 if (!strncmp(zv->zv_name, name, DISK_NAME_LEN))
 135                         return zv;
 136         }
 137
 138         return NULL;
 139 }
 140
 141 /*
 142  * ZFS_IOC_CREATE callback handles dmu zvol and zap object creation.
 143  */
 144 void
 145 zvol_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
 146 {
 147         zfs_creat_t *zct = arg;
 148         nvlist_t *nvprops = zct->zct_props;
 149         int error;
 150         uint64_t volblocksize, volsize;
 151
 152         VERIFY(nvlist_lookup_uint64(nvprops,
 153             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLSIZE), &volsize) == 0);
 154         if (nvlist_lookup_uint64(nvprops,
 155             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE), &volblocksize) != 0)
 156                 volblocksize = zfs_prop_default_numeric(ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE);
 157
 158         /*
 159          * These properties must be removed from the list so the generic
 160          * property setting step won't apply to them.
 161          */
 162         VERIFY(nvlist_remove_all(nvprops,
 163             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLSIZE)) == 0);
 164         (void) nvlist_remove_all(nvprops,
 165             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE));
 166
 167         error = dmu_object_claim(os, ZVOL_OBJ, DMU_OT_ZVOL, volblocksize,
 168             DMU_OT_NONE, 0, tx);
 169         ASSERT(error == 0);
 170
 171         error = zap_create_claim(os, ZVOL_ZAP_OBJ, DMU_OT_ZVOL_PROP,
 172             DMU_OT_NONE, 0, tx);
 173         ASSERT(error == 0);
 174
 175         error = zap_update(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &volsize, tx);
 176         ASSERT(error == 0);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * ZFS_IOC_OBJSET_STATS entry point.
 181  */
 182 int
 183 zvol_get_stats(objset_t *os, nvlist_t *nv)
 184 {
 185         int error;
 186         dmu_object_info_t *doi;
 187         uint64_t val;
 188
 189         error = zap_lookup(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &val);
 190         if (error)
 191                 return (error);
 192
 193         dsl_prop_nvlist_add_uint64(nv, ZFS_PROP_VOLSIZE, val);
 194         doi = kmem_alloc(sizeof(dmu_object_info_t), KM_SLEEP);
 195         error = dmu_object_info(os, ZVOL_OBJ, doi);
 196
 197         if (error == 0) {
 198                 dsl_prop_nvlist_add_uint64(nv, ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE,
 199                     doi->doi_data_block_size);
 200         }
 201
 202         kmem_free(doi, sizeof(dmu_object_info_t));
 203
 204         return (error);
 205 }
 206
 207 /*
 208  * Sanity check volume size.
 209  */
 210 int
 211 zvol_check_volsize(uint64_t volsize, uint64_t blocksize)
 212 {
 213         if (volsize == 0)
 214                 return (EINVAL);
 215
 216         if (volsize % blocksize != 0)
 217                 return (EINVAL);
 218
 219 #ifdef _ILP32
 220         if (volsize - 1 > MAXOFFSET_T)
 221                 return (EOVERFLOW);
 222 #endif
 223         return (0);
 224 }
 225
 226 /*
 227  * Ensure the zap is flushed then inform the VFS of the capacity change.
 228  */
 229 static int
 230 zvol_update_volsize(zvol_state_t *zv, uint64_t volsize)
 231 {
 232         struct block_device *bdev;
 233         dmu_tx_t *tx;
 234         int error;
 235
 236         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 237
 238         tx = dmu_tx_create(zv->zv_objset);
 239         dmu_tx_hold_zap(tx, ZVOL_ZAP_OBJ, TRUE, NULL);
 240         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 241         if (error) {
 242                 dmu_tx_abort(tx);
 243                 return (error);
 244         }
 245
 246         error = zap_update(zv->zv_objset, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1,
 247             &volsize, tx);
 248         dmu_tx_commit(tx);
 249
 250         if (error)
 251                 return (error);
 252
 253         error = dmu_free_long_range(zv->zv_objset,
 254             ZVOL_OBJ, volsize, DMU_OBJECT_END);
 255         if (error)
 256                 return (error);
 257
 258         zv->zv_volsize = volsize;
 259         zv->zv_changed = 1;
 260
 261         bdev = bdget_disk(zv->zv_disk, 0);
 262         if (!bdev)
 263                 return EIO;
 264
 265         error = check_disk_change(bdev);
 266         ASSERT3U(error, !=, 0);
 267         bdput(bdev);
 268
 269         return (0);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * Set ZFS_PROP_VOLSIZE set entry point.
 274  */
 275 int
 276 zvol_set_volsize(const char *name, uint64_t volsize)
 277 {
 278         zvol_state_t *zv;
 279         dmu_object_info_t *doi;
 280         objset_t *os = NULL;
 281         uint64_t readonly;
 282         int error;
 283
 284         mutex_enter(&zvol_state_lock);
 285
 286         zv = zvol_find_by_name(name);
 287         if (zv == NULL) {
 288                 error = ENXIO;
 289                 goto out;
 290         }
 291
 292         doi = kmem_alloc(sizeof(dmu_object_info_t), KM_SLEEP);
 293
 294         error = dmu_objset_hold(name, FTAG, &os);
 295         if (error)
 296                 goto out_doi;
 297
 298         if ((error = dmu_object_info(os, ZVOL_OBJ, doi)) != 0 ||
 299             (error = zvol_check_volsize(volsize,doi->doi_data_block_size)) != 0)
 300                 goto out_doi;
 301
 302         VERIFY(dsl_prop_get_integer(name, "readonly", &readonly, NULL) == 0);
 303         if (readonly) {
 304                 error = EROFS;
 305                 goto out_doi;
 306         }
 307
 308         if (get_disk_ro(zv->zv_disk) || (zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY)) {
 309                 error = EROFS;
 310                 goto out_doi;
 311         }
 312
 313         error = zvol_update_volsize(zv, volsize);
 314 out_doi:
 315         kmem_free(doi, sizeof(dmu_object_info_t));
 316 out:
 317         if (os)
 318                 dmu_objset_rele(os, FTAG);
 319
 320         mutex_exit(&zvol_state_lock);
 321
 322         return (error);
 323 }
 324
 325 /*
 326  * Sanity check volume block size.
 327  */
 328 int
 329 zvol_check_volblocksize(uint64_t volblocksize)
 330 {
 331         if (volblocksize < SPA_MINBLOCKSIZE ||
 332             volblocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE ||
 333             !ISP2(volblocksize))
 334                 return (EDOM);
 335
 336         return (0);
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Set ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE set entry point.
 341  */
 342 int
 343 zvol_set_volblocksize(const char *name, uint64_t volblocksize)
 344 {
 345         zvol_state_t *zv;
 346         dmu_tx_t *tx;
 347         int error;
 348
 349         mutex_enter(&zvol_state_lock);
 350
 351         zv = zvol_find_by_name(name);
 352         if (zv == NULL) {
 353                 error = ENXIO;
 354                 goto out;
 355         }
 356
 357         if (get_disk_ro(zv->zv_disk) || (zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY)) {
 358                 error = EROFS;
 359                 goto out;
 360         }
 361
 362         tx = dmu_tx_create(zv->zv_objset);
 363         dmu_tx_hold_bonus(tx, ZVOL_OBJ);
 364         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 365         if (error) {
 366                 dmu_tx_abort(tx);
 367         } else {
 368                 error = dmu_object_set_blocksize(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ,
 369                     volblocksize, 0, tx);
 370                 if (error == ENOTSUP)
 371                         error = EBUSY;
 372                 dmu_tx_commit(tx);
 373                 if (error == 0)
 374                         zv->zv_volblocksize = volblocksize;
 375         }
 376 out:
 377         mutex_exit(&zvol_state_lock);
 378
 379         return (error);
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Replay a TX_WRITE ZIL transaction that didn't get committed
 384  * after a system failure
 385  */
 386 static int
 387 zvol_replay_write(zvol_state_t *zv, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
 388 {
 389         objset_t *os = zv->zv_objset;
 390         char *data = (char *)(lr + 1);  /* data follows lr_write_t */
 391         uint64_t off = lr->lr_offset;
 392         uint64_t len = lr->lr_length;
 393         dmu_tx_t *tx;
 394         int error;
 395
 396         if (byteswap)
 397                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
 398
 399         tx = dmu_tx_create(os);
 400         dmu_tx_hold_write(tx, ZVOL_OBJ, off, len);
 401         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 402         if (error) {
 403                 dmu_tx_abort(tx);
 404         } else {
 405                 dmu_write(os, ZVOL_OBJ, off, len, data, tx);
 406                 dmu_tx_commit(tx);
 407         }
 408
 409         return (error);
 410 }
 411
 412 static int
 413 zvol_replay_err(zvol_state_t *zv, lr_t *lr, boolean_t byteswap)
 414 {
 415         return (ENOTSUP);
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Callback vectors for replaying records.
 420  * Only TX_WRITE is needed for zvol.
 421  */
 422 zil_replay_func_t *zvol_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
 423         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* no such transaction type */
 424         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_CREATE */
 425         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_MKDIR */
 426         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_MKXATTR */
 427         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_SYMLINK */
 428         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_REMOVE */
 429         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_RMDIR */
 430         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_LINK */
 431         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_RENAME */
 432         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_write, /* TX_WRITE */
 433         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_TRUNCATE */
 434         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_SETATTR */
 435         (zil_replay_func_t *)zvol_replay_err,   /* TX_ACL */
 436 };
 437
 438 /*
 439  * zvol_log_write() handles synchronous writes using TX_WRITE ZIL transactions.
 440  *
 441  * We store data in the log buffers if it's small enough.
 442  * Otherwise we will later flush the data out via dmu_sync().
 443  */
 444 ssize_t zvol_immediate_write_sz = 32768;
 445
 446 static void
 447 zvol_log_write(zvol_state_t *zv, dmu_tx_t *tx,
 448                uint64_t offset, uint64_t size, int sync)
 449 {
 450         uint32_t blocksize = zv->zv_volblocksize;
 451         zilog_t *zilog = zv->zv_zilog;
 452         boolean_t slogging;
 453
 454         if (zil_replaying(zilog, tx))
 455                 return;
 456
 457         slogging = spa_has_slogs(zilog->zl_spa);
 458
 459         while (size) {
 460                 itx_t *itx;
 461                 lr_write_t *lr;
 462                 ssize_t len;
 463                 itx_wr_state_t write_state;
 464
 465                 /*
 466                  * Unlike zfs_log_write() we can be called with
 467                  * up to DMU_MAX_ACCESS/2 (5MB) writes.
 468                  */
 469                 if (blocksize > zvol_immediate_write_sz && !slogging &&
 470                     size >= blocksize && offset % blocksize == 0) {
 471                         write_state = WR_INDIRECT; /* uses dmu_sync */
 472                         len = blocksize;
 473                 } else if (sync) {
 474                         write_state = WR_COPIED;
 475                         len = MIN(ZIL_MAX_LOG_DATA, size);
 476                 } else {
 477                         write_state = WR_NEED_COPY;
 478                         len = MIN(ZIL_MAX_LOG_DATA, size);
 479                 }
 480
 481                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr) +
 482                     (write_state == WR_COPIED ? len : 0));
 483                 lr = (lr_write_t *)&itx->itx_lr;
 484                 if (write_state == WR_COPIED && dmu_read(zv->zv_objset,
 485                     ZVOL_OBJ, offset, len, lr+1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
 486                         zil_itx_destroy(itx);
 487                         itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
 488                         lr = (lr_write_t *)&itx->itx_lr;
 489                         write_state = WR_NEED_COPY;
 490                 }
 491
 492                 itx->itx_wr_state = write_state;
 493                 if (write_state == WR_NEED_COPY)
 494                         itx->itx_sod += len;
 495                 lr->lr_foid = ZVOL_OBJ;
 496                 lr->lr_offset = offset;
 497                 lr->lr_length = len;
 498                 lr->lr_blkoff = 0;
 499                 BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
 500
 501                 itx->itx_private = zv;
 502                 itx->itx_sync = sync;
 503
 504                 (void) zil_itx_assign(zilog, itx, tx);
 505
 506                 offset += len;
 507                 size -= len;
 508         }
 509 }
 510
 511 /*
 512  * Common write path running under the zvol taskq context.  This function
 513  * is responsible for copying the request structure data in to the DMU and
 514  * signaling the request queue with the result of the copy.
 515  */
 516 static void
 517 zvol_write(void *arg)
 518 {
 519         struct request *req = (struct request *)arg;
 520         struct request_queue *q = req->q;
 521         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 522         uint64_t offset = blk_rq_pos(req) << 9;
 523         uint64_t size = blk_rq_bytes(req);
 524         int error = 0;
 525         dmu_tx_t *tx;
 526         rl_t *rl;
 527
 528         rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, offset, size, RL_WRITER);
 529
 530         tx = dmu_tx_create(zv->zv_objset);
 531         dmu_tx_hold_write(tx, ZVOL_OBJ, offset, size);
 532
 533         /* This will only fail for ENOSPC */
 534         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 535         if (error) {
 536                 dmu_tx_abort(tx);
 537                 zfs_range_unlock(rl);
 538                 blk_end_request(req, -error, size);
 539                 return;
 540         }
 541
 542         error = dmu_write_req(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ, req, tx);
 543         if (error == 0)
 544                 zvol_log_write(zv, tx, offset, size, rq_is_sync(req));
 545
 546         dmu_tx_commit(tx);
 547         zfs_range_unlock(rl);
 548
 549         if (rq_is_sync(req))
 550                 zil_commit(zv->zv_zilog, ZVOL_OBJ);
 551
 552         blk_end_request(req, -error, size);
 553 }
 554
 555 /*
 556  * Common read path running under the zvol taskq context.  This function
 557  * is responsible for copying the requested data out of the DMU and in to
 558  * a linux request structure.  It then must signal the request queue with
 559  * an error code describing the result of the copy.
 560  */
 561 static void
 562 zvol_read(void *arg)
 563 {
 564         struct request *req = (struct request *)arg;
 565         struct request_queue *q = req->q;
 566         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 567         uint64_t offset = blk_rq_pos(req) << 9;
 568         uint64_t size = blk_rq_bytes(req);
 569         int error;
 570         rl_t *rl;
 571
 572         rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, offset, size, RL_READER);
 573
 574         error = dmu_read_req(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ, req);
 575
 576         zfs_range_unlock(rl);
 577
 578         /* convert checksum errors into IO errors */
 579         if (error == ECKSUM)
 580                 error = EIO;
 581
 582         blk_end_request(req, -error, size);
 583 }
 584
 585 /*
 586  * Request will be added back to the request queue and retried if
 587  * it cannot be immediately dispatched to the taskq for handling
 588  */
 589 static inline void
 590 zvol_dispatch(task_func_t func, struct request *req)
 591 {
 592         if (!taskq_dispatch(zvol_taskq, func, (void *)req, TQ_NOSLEEP))
 593                 blk_requeue_request(req->q, req);
 594 }
 595
 596 /*
 597  * Common request path.  Rather than registering a custom make_request()
 598  * function we use the generic Linux version.  This is done because it allows
 599  * us to easily merge read requests which would otherwise we performed
 600  * synchronously by the DMU.  This is less critical in write case where the
 601  * DMU will perform the correct merging within a transaction group.  Using
 602  * the generic make_request() also let's use leverage the fact that the
 603  * elevator with ensure correct ordering in regards to barrior IOs.  On
 604  * the downside it means that in the write case we end up doing request
 605  * merging twice once in the elevator and once in the DMU.
 606  *
 607  * The request handler is called under a spin lock so all the real work
 608  * is handed off to be done in the context of the zvol taskq.  This function
 609  * simply performs basic request sanity checking and hands off the request.
 610  */
 611 static void
 612 zvol_request(struct request_queue *q)
 613 {
 614         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 615         struct request *req;
 616         unsigned int size;
 617
 618         while ((req = blk_fetch_request(q)) != NULL) {
 619                 size = blk_rq_bytes(req);
 620
 621                 if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) >
 622                     get_capacity(zv->zv_disk)) {
 623                         printk(KERN_INFO
 624                                "%s: bad access: block=%llu, count=%lu\n",
 625                                req->rq_disk->disk_name,
 626                                (long long unsigned)blk_rq_pos(req),
 627                                (long unsigned)blk_rq_sectors(req));
 628                         __blk_end_request(req, -EIO, size);
 629                         continue;
 630                 }
 631
 632                 if (!blk_fs_request(req)) {
 633                         printk(KERN_INFO "%s: non-fs cmd\n",
 634                                req->rq_disk->disk_name);
 635                         __blk_end_request(req, -EIO, size);
 636                         continue;
 637                 }
 638
 639                 switch (rq_data_dir(req)) {
 640                 case READ:
 641                         zvol_dispatch(zvol_read, req);
 642                         break;
 643                 case WRITE:
 644                         if (unlikely(get_disk_ro(zv->zv_disk)) ||
 645                             unlikely(zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY)) {
 646                                 __blk_end_request(req, -EROFS, size);
 647                                 break;
 648                         }
 649
 650                         zvol_dispatch(zvol_write, req);
 651                         break;
 652                 default:
 653                         printk(KERN_INFO "%s: unknown cmd: %d\n",
 654                                req->rq_disk->disk_name, (int)rq_data_dir(req));
 655                         __blk_end_request(req, -EIO, size);
 656                         break;
 657                 }
 658         }
 659 }
 660
 661 static void
 662 zvol_get_done(zgd_t *zgd, int error)
 663 {
 664         if (zgd->zgd_db)
 665                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
 666
 667         zfs_range_unlock(zgd->zgd_rl);
 668
 669         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
 670                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
 671
 672         kmem_free(zgd, sizeof (zgd_t));
 673 }
 674
 675 /*
 676  * Get data to generate a TX_WRITE intent log record.
 677  */
 678 static int
 679 zvol_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
 680 {
 681         zvol_state_t *zv = arg;
 682         objset_t *os = zv->zv_objset;
 683         uint64_t offset = lr->lr_offset;
 684         uint64_t size = lr->lr_length;
 685         dmu_buf_t *db;
 686         zgd_t *zgd;
 687         int error;
 688
 689         ASSERT(zio != NULL);
 690         ASSERT(size != 0);
 691
 692         zgd = (zgd_t *)kmem_zalloc(sizeof (zgd_t), KM_SLEEP);
 693         zgd->zgd_zilog = zv->zv_zilog;
 694         zgd->zgd_rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, offset, size, RL_READER);
 695
 696         /*
 697          * Write records come in two flavors: immediate and indirect.
 698          * For small writes it's cheaper to store the data with the
 699          * log record (immediate); for large writes it's cheaper to
 700          * sync the data and get a pointer to it (indirect) so that
 701          * we don't have to write the data twice.
 702          */
 703         if (buf != NULL) { /* immediate write */
 704                 error = dmu_read(os, ZVOL_OBJ, offset, size, buf,
 705                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
 706         } else {
 707                 size = zv->zv_volblocksize;
 708                 offset = P2ALIGN_TYPED(offset, size, uint64_t);
 709                 error = dmu_buf_hold(os, ZVOL_OBJ, offset, zgd, &db,
 710                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
 711                 if (error == 0) {
 712                         zgd->zgd_db = db;
 713                         zgd->zgd_bp = &lr->lr_blkptr;
 714
 715                         ASSERT(db != NULL);
 716                         ASSERT(db->db_offset == offset);
 717                         ASSERT(db->db_size == size);
 718
 719                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
 720                             zvol_get_done, zgd);
 721
 722                         if (error == 0)
 723                                 return (0);
 724                 }
 725         }
 726
 727         zvol_get_done(zgd, error);
 728
 729         return (error);
 730 }
 731
 732 /*
 733  * The zvol_state_t's are inserted in increasing MINOR(dev_t) order.
 734  */
 735 static void
 736 zvol_insert(zvol_state_t *zv_insert)
 737 {
 738         zvol_state_t *zv = NULL;
 739
 740         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 741         ASSERT3U(MINOR(zv_insert->zv_dev) & ZVOL_MINOR_MASK, ==, 0);
 742         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
 743              zv = list_next(&zvol_state_list, zv)) {
 744                 if (MINOR(zv->zv_dev) > MINOR(zv_insert->zv_dev))
 745                         break;
 746         }
 747
 748         list_insert_before(&zvol_state_list, zv, zv_insert);
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Simply remove the zvol from to list of zvols.
 753  */
 754 static void
 755 zvol_remove(zvol_state_t *zv_remove)
 756 {
 757         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 758         list_remove(&zvol_state_list, zv_remove);
 759 }
 760
 761 static int
 762 zvol_first_open(zvol_state_t *zv)
 763 {
 764         objset_t *os;
 765         uint64_t volsize;
 766         int error;
 767         uint64_t ro;
 768
 769         /* lie and say we're read-only */
 770         error = dmu_objset_own(zv->zv_name, DMU_OST_ZVOL, 1, zvol_tag, &os);
 771         if (error)
 772                 return (-error);
 773
 774         error = zap_lookup(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &volsize);
 775         if (error) {
 776                 dmu_objset_disown(os, zvol_tag);
 777                 return (-error);
 778         }
 779
 780         zv->zv_objset = os;
 781         error = dmu_bonus_hold(os, ZVOL_OBJ, zvol_tag, &zv->zv_dbuf);
 782         if (error) {
 783                 dmu_objset_disown(os, zvol_tag);
 784                 return (-error);
 785         }
 786
 787         set_capacity(zv->zv_disk, volsize >> 9);
 788         zv->zv_volsize = volsize;
 789         zv->zv_zilog = zil_open(os, zvol_get_data);
 790
 791         VERIFY(dsl_prop_get_integer(zv->zv_name, "readonly", &ro, NULL) == 0);
 792         if (ro || dmu_objset_is_snapshot(os)) {
 793                 set_disk_ro(zv->zv_disk, 1);
 794                 zv->zv_flags |= ZVOL_RDONLY;
 795         } else {
 796                 set_disk_ro(zv->zv_disk, 0);
 797                 zv->zv_flags &= ~ZVOL_RDONLY;
 798         }
 799
 800         return (-error);
 801 }
 802
 803 static void
 804 zvol_last_close(zvol_state_t *zv)
 805 {
 806         zil_close(zv->zv_zilog);
 807         zv->zv_zilog = NULL;
 808         dmu_buf_rele(zv->zv_dbuf, zvol_tag);
 809         zv->zv_dbuf = NULL;
 810         dmu_objset_disown(zv->zv_objset, zvol_tag);
 811         zv->zv_objset = NULL;
 812 }
 813
 814 static int
 815 zvol_open(struct block_device *bdev, fmode_t flag)
 816 {
 817         zvol_state_t *zv = bdev->bd_disk->private_data;
 818         int error = 0, drop_mutex = 0;
 819
 820         /*
 821          * If the caller is already holding the mutex do not take it
 822          * again, this will happen as part of zvol_create_minor().
 823          * Once add_disk() is called the device is live and the kernel
 824          * will attempt to open it to read the partition information.
 825          */
 826         if (!mutex_owned(&zvol_state_lock)) {
 827                 mutex_enter(&zvol_state_lock);
 828                 drop_mutex = 1;
 829         }
 830
 831         ASSERT3P(zv, !=, NULL);
 832
 833         if (zv->zv_open_count == 0) {
 834                 error = zvol_first_open(zv);
 835                 if (error)
 836                         goto out_mutex;
 837         }
 838
 839         if ((flag & FMODE_WRITE) &&
 840             (get_disk_ro(zv->zv_disk) || (zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY))) {
 841                 error = -EROFS;
 842                 goto out_open_count;
 843         }
 844
 845         zv->zv_open_count++;
 846
 847 out_open_count:
 848         if (zv->zv_open_count == 0)
 849                 zvol_last_close(zv);
 850
 851 out_mutex:
 852         if (drop_mutex)
 853                 mutex_exit(&zvol_state_lock);
 854
 855         check_disk_change(bdev);
 856
 857         return (error);
 858 }
 859
 860 static int
 861 zvol_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
 862 {
 863         zvol_state_t *zv = disk->private_data;
 864         int drop_mutex = 0;
 865
 866         if (!mutex_owned(&zvol_state_lock)) {
 867                 mutex_enter(&zvol_state_lock);
 868                 drop_mutex = 1;
 869         }
 870
 871         ASSERT3P(zv, !=, NULL);
 872         ASSERT3U(zv->zv_open_count, >, 0);
 873         zv->zv_open_count--;
 874         if (zv->zv_open_count == 0)
 875                 zvol_last_close(zv);
 876
 877         if (drop_mutex)
 878                 mutex_exit(&zvol_state_lock);
 879
 880         return (0);
 881 }
 882
 883 static int
 884 zvol_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 885            unsigned int cmd, unsigned long arg)
 886 {
 887         zvol_state_t *zv = bdev->bd_disk->private_data;
 888         int error = 0;
 889
 890         if (zv == NULL)
 891                 return (-ENXIO);
 892
 893         switch (cmd) {
 894         case BLKFLSBUF:
 895                 zil_commit(zv->zv_zilog, ZVOL_OBJ);
 896                 break;
 897
 898         default:
 899                 error = -ENOTTY;
 900                 break;
 901
 902         }
 903
 904         return (error);
 905 }
 906
 907 #ifdef CONFIG_COMPAT
 908 static int
 909 zvol_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 910                   unsigned cmd, unsigned long arg)
 911 {
 912         return zvol_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
 913 }
 914 #else
 915 #define zvol_compat_ioctl   NULL
 916 #endif
 917
 918 static int zvol_media_changed(struct gendisk *disk)
 919 {
 920         zvol_state_t *zv = disk->private_data;
 921
 922         return zv->zv_changed;
 923 }
 924
 925 static int zvol_revalidate_disk(struct gendisk *disk)
 926 {
 927         zvol_state_t *zv = disk->private_data;
 928
 929         zv->zv_changed = 0;
 930         set_capacity(zv->zv_disk, zv->zv_volsize >> 9);
 931
 932         return 0;
 933 }
 934
 935 /*
 936  * Provide a simple virtual geometry for legacy compatibility.  For devices
 937  * smaller than 1 MiB a small head and sector count is used to allow very
 938  * tiny devices.  For devices over 1 Mib a standard head and sector count
 939  * is used to keep the cylinders count reasonable.
 940  */
 941 static int
 942 zvol_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
 943 {
 944         zvol_state_t *zv = bdev->bd_disk->private_data;
 945         sector_t sectors = get_capacity(zv->zv_disk);
 946
 947         if (sectors > 2048) {
 948                 geo->heads = 16;
 949                 geo->sectors = 63;
 950         } else {
 951                 geo->heads = 2;
 952                 geo->sectors = 4;
 953         }
 954
 955         geo->start = 0;
 956         geo->cylinders = sectors / (geo->heads * geo->sectors);
 957
 958         return 0;
 959 }
 960
 961 static struct kobject *
 962 zvol_probe(dev_t dev, int *part, void *arg)
 963 {
 964         zvol_state_t *zv;
 965         struct kobject *kobj;
 966
 967         mutex_enter(&zvol_state_lock);
 968         zv = zvol_find_by_dev(dev);
 969         kobj = zv ? get_disk(zv->zv_disk) : ERR_PTR(-ENOENT);
 970         mutex_exit(&zvol_state_lock);
 971
 972         return kobj;
 973 }
 974
 975 #ifdef HAVE_BDEV_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS
 976 static struct block_device_operations zvol_ops = {
 977         .open            = zvol_open,
 978         .release         = zvol_release,
 979         .ioctl           = zvol_ioctl,
 980         .compat_ioctl    = zvol_compat_ioctl,
 981         .media_changed   = zvol_media_changed,
 982         .revalidate_disk = zvol_revalidate_disk,
 983         .getgeo          = zvol_getgeo,
 984         .owner           = THIS_MODULE,
 985 };
 986
 987 #else /* HAVE_BDEV_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS */
 988
 989 static int
 990 zvol_open_by_inode(struct inode *inode, struct file *file)
 991 {
 992         return zvol_open(inode->i_bdev, file->f_mode);
 993 }
 994
 995 static int
 996 zvol_release_by_inode(struct inode *inode, struct file *file)
 997 {
 998         return zvol_release(inode->i_bdev->bd_disk, file->f_mode);
 999 }
1000
1001 static int
1002 zvol_ioctl_by_inode(struct inode *inode, struct file *file,
1003                     unsigned int cmd, unsigned long arg)
1004 {
1005         return zvol_ioctl(inode->i_bdev, file->f_mode, cmd, arg);
1006 }
1007
1008 # ifdef CONFIG_COMPAT
1009 static long
1010 zvol_compat_ioctl_by_inode(struct file *file,
1011                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
1012 {
1013         return zvol_compat_ioctl(file->f_dentry->d_inode->i_bdev,
1014                                  file->f_mode, cmd, arg);
1015 }
1016 # else
1017 # define zvol_compat_ioctl_by_inode   NULL
1018 # endif
1019
1020 static struct block_device_operations zvol_ops = {
1021         .open            = zvol_open_by_inode,
1022         .release         = zvol_release_by_inode,
1023         .ioctl           = zvol_ioctl_by_inode,
1024         .compat_ioctl    = zvol_compat_ioctl_by_inode,
1025         .media_changed   = zvol_media_changed,
1026         .revalidate_disk = zvol_revalidate_disk,
1027         .getgeo          = zvol_getgeo,
1028         .owner           = THIS_MODULE,
1029 };
1030 #endif /* HAVE_BDEV_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS */
1031
1032 /*
1033  * Allocate memory for a new zvol_state_t and setup the required
1034  * request queue and generic disk structures for the block device.
1035  */
1036 static zvol_state_t *
1037 zvol_alloc(dev_t dev, const char *name)
1038 {
1039         zvol_state_t *zv;
1040
1041         zv = kmem_zalloc(sizeof (zvol_state_t), KM_SLEEP);
1042         if (zv == NULL)
1043                 goto out;
1044
1045         zv->zv_queue = blk_init_queue(zvol_request, &zv->zv_lock);
1046         if (zv->zv_queue == NULL)
1047                 goto out_kmem;
1048
1049         zv->zv_disk = alloc_disk(ZVOL_MINORS);
1050         if (zv->zv_disk == NULL)
1051                 goto out_queue;
1052
1053         zv->zv_queue->queuedata = zv;
1054         zv->zv_dev = dev;
1055         zv->zv_open_count = 0;
1056         strlcpy(zv->zv_name, name, DISK_NAME_LEN);
1057
1058         mutex_init(&zv->zv_znode.z_range_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1059         avl_create(&zv->zv_znode.z_range_avl, zfs_range_compare,
1060             sizeof (rl_t), offsetof(rl_t, r_node));
1061         spin_lock_init(&zv->zv_lock);
1062         list_link_init(&zv->zv_next);
1063
1064         zv->zv_disk->major = zvol_major;
1065         zv->zv_disk->first_minor = (dev & MINORMASK);
1066         zv->zv_disk->fops = &zvol_ops;
1067         zv->zv_disk->private_data = zv;
1068         zv->zv_disk->queue = zv->zv_queue;
1069         snprintf(zv->zv_disk->disk_name, DISK_NAME_LEN, "%s", name);
1070
1071         return zv;
1072
1073 out_queue:
1074         blk_cleanup_queue(zv->zv_queue);
1075 out_kmem:
1076         kmem_free(zv, sizeof (zvol_state_t));
1077 out:
1078         return NULL;
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Cleanup then free a zvol_state_t which was created by zvol_alloc().
1083  */
1084 static void
1085 zvol_free(zvol_state_t *zv)
1086 {
1087         avl_destroy(&zv->zv_znode.z_range_avl);
1088         mutex_destroy(&zv->zv_znode.z_range_lock);
1089
1090         del_gendisk(zv->zv_disk);
1091         blk_cleanup_queue(zv->zv_queue);
1092         put_disk(zv->zv_disk);
1093
1094         kmem_free(zv, sizeof (zvol_state_t));
1095 }
1096
1097 static int
1098 __zvol_create_minor(const char *name)
1099 {
1100         zvol_state_t *zv;
1101         objset_t *os;
1102         dmu_object_info_t *doi;
1103         uint64_t volsize;
1104         unsigned minor = 0;
1105         int error = 0;
1106
1107         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
1108
1109         zv = zvol_find_by_name(name);
1110         if (zv) {
1111                 error = EEXIST;
1112                 goto out;
1113         }
1114
1115         doi = kmem_alloc(sizeof(dmu_object_info_t), KM_SLEEP);
1116
1117         error = dmu_objset_own(name, DMU_OST_ZVOL, B_TRUE, zvol_tag, &os);
1118         if (error)
1119                 goto out_doi;
1120
1121         error = dmu_object_info(os, ZVOL_OBJ, doi);
1122         if (error)
1123                 goto out_dmu_objset_disown;
1124
1125         error = zap_lookup(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &volsize);
1126         if (error)
1127                 goto out_dmu_objset_disown;
1128
1129         error = zvol_find_minor(&minor);
1130         if (error)
1131                 goto out_dmu_objset_disown;
1132
1133         zv = zvol_alloc(MKDEV(zvol_major, minor), name);
1134         if (zv == NULL) {
1135                 error = EAGAIN;
1136                 goto out_dmu_objset_disown;
1137         }
1138
1139         if (dmu_objset_is_snapshot(os))
1140                 zv->zv_flags |= ZVOL_RDONLY;
1141
1142         zv->zv_volblocksize = doi->doi_data_block_size;
1143         zv->zv_volsize = volsize;
1144         zv->zv_objset = os;
1145
1146         set_capacity(zv->zv_disk, zv->zv_volsize >> 9);
1147
1148         if (zil_replay_disable)
1149                 zil_destroy(dmu_objset_zil(os), B_FALSE);
1150         else
1151                 zil_replay(os, zv, zvol_replay_vector);
1152
1153 out_dmu_objset_disown:
1154         dmu_objset_disown(os, zvol_tag);
1155         zv->zv_objset = NULL;
1156 out_doi:
1157         kmem_free(doi, sizeof(dmu_object_info_t));
1158 out:
1159
1160         if (error == 0) {
1161                 zvol_insert(zv);
1162                 add_disk(zv->zv_disk);
1163         }
1164
1165         return (error);
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Create a block device minor node and setup the linkage between it
1170  * and the specified volume.  Once this function returns the block
1171  * device is live and ready for use.
1172  */
1173 int
1174 zvol_create_minor(const char *name)
1175 {
1176         int error;
1177
1178         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1179         error = __zvol_create_minor(name);
1180         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1181
1182         return (error);
1183 }
1184
1185 static int
1186 __zvol_remove_minor(const char *name)
1187 {
1188         zvol_state_t *zv;
1189
1190         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
1191
1192         zv = zvol_find_by_name(name);
1193         if (zv == NULL)
1194                 return (ENXIO);
1195
1196         if (zv->zv_open_count > 0)
1197                 return (EBUSY);
1198
1199         zvol_remove(zv);
1200         zvol_free(zv);
1201
1202         return (0);
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Remove a block device minor node for the specified volume.
1207  */
1208 int
1209 zvol_remove_minor(const char *name)
1210 {
1211         int error;
1212
1213         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1214         error = __zvol_remove_minor(name);
1215         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1216
1217         return (error);
1218 }
1219
1220 static int
1221 zvol_create_minors_cb(spa_t *spa, uint64_t dsobj,
1222                       const char *dsname, void *arg)
1223 {
1224         if (strchr(dsname, '/') == NULL)
1225                 return 0;
1226
1227         return __zvol_create_minor(dsname);
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Create minors for specified pool, if pool is NULL create minors
1232  * for all available pools.
1233  */
1234 int
1235 zvol_create_minors(const char *pool)
1236 {
1237         spa_t *spa = NULL;
1238         int error = 0;
1239
1240         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1241         if (pool) {
1242                 error = dmu_objset_find_spa(NULL, pool, zvol_create_minors_cb,
1243                     NULL, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
1244         } else {
1245                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
1246                 while ((spa = spa_next(spa)) != NULL) {
1247                         error = dmu_objset_find_spa(NULL,
1248                             spa_name(spa), zvol_create_minors_cb, NULL,
1249                             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
1250                         if (error)
1251                                 break;
1252                 }
1253                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
1254         }
1255         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1256
1257         return error;
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Remove minors for specified pool, if pool is NULL remove all minors.
1262  */
1263 void
1264 zvol_remove_minors(const char *pool)
1265 {
1266         zvol_state_t *zv, *zv_next;
1267         char *str;
1268
1269         str = kmem_zalloc(DISK_NAME_LEN, KM_SLEEP);
1270         if (pool) {
1271                 (void) strncpy(str, pool, strlen(pool));
1272                 (void) strcat(str, "/");
1273         }
1274
1275         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1276         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL; zv = zv_next) {
1277                 zv_next = list_next(&zvol_state_list, zv);
1278
1279                 if (pool == NULL || !strncmp(str, zv->zv_name, strlen(str))) {
1280                         zvol_remove(zv);
1281                         zvol_free(zv);
1282                 }
1283         }
1284         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1285         kmem_free(str, DISK_NAME_LEN);
1286 }
1287
1288 int
1289 zvol_init(void)
1290 {
1291         int error;
1292
1293         if (!zvol_threads)
1294                 zvol_threads = num_online_cpus();
1295
1296         zvol_taskq = taskq_create(ZVOL_DRIVER, zvol_threads, maxclsyspri,
1297                                   zvol_threads, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE);
1298         if (zvol_taskq == NULL) {
1299                 printk(KERN_INFO "ZFS: taskq_create() failed\n");
1300                 return (-ENOMEM);
1301         }
1302
1303         error = register_blkdev(zvol_major, ZVOL_DRIVER);
1304         if (error) {
1305                 printk(KERN_INFO "ZFS: register_blkdev() failed %d\n", error);
1306                 taskq_destroy(zvol_taskq);
1307                 return (error);
1308         }
1309
1310         blk_register_region(MKDEV(zvol_major, 0), 1UL << MINORBITS,
1311                             THIS_MODULE, zvol_probe, NULL, NULL);
1312
1313         mutex_init(&zvol_state_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1314         list_create(&zvol_state_list, sizeof (zvol_state_t),
1315                     offsetof(zvol_state_t, zv_next));
1316
1317         (void) zvol_create_minors(NULL);
1318
1319         return (0);
1320 }
1321
1322 void
1323 zvol_fini(void)
1324 {
1325         zvol_remove_minors(NULL);
1326         blk_unregister_region(MKDEV(zvol_major, 0), 1UL << MINORBITS);
1327         unregister_blkdev(zvol_major, ZVOL_DRIVER);
1328         taskq_destroy(zvol_taskq);
1329         mutex_destroy(&zvol_state_lock);
1330         list_destroy(&zvol_state_list);
1331 }
1332
1333 module_param(zvol_major, uint, 0);
1334 MODULE_PARM_DESC(zvol_major, "Major number for zvol device");
1335
1336 module_param(zvol_threads, uint, 0);
1337 MODULE_PARM_DESC(zvol_threads, "Number of threads for zvol device");