drivers/nvdimm/btt.c

   1 /*
   2  * Block Translation Table
   3  * Copyright (c) 2014-2015, Intel Corporation.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   7  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
  10  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  11  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  12  * more details.
  13  */
  14 #include <linux/highmem.h>
  15 #include <linux/debugfs.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/device.h>
  19 #include <linux/mutex.h>
  20 #include <linux/hdreg.h>
  21 #include <linux/genhd.h>
  22 #include <linux/sizes.h>
  23 #include <linux/ndctl.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/nd.h>
  26 #include <linux/backing-dev.h>
  27 #include "btt.h"
  28 #include "nd.h"
  29
  30 enum log_ent_request {
  31         LOG_NEW_ENT = 0,
  32         LOG_OLD_ENT
  33 };
  34
  35 static struct device *to_dev(struct arena_info *arena)
  36 {
  37         return &arena->nd_btt->dev;
  38 }
  39
  40 static u64 adjust_initial_offset(struct nd_btt *nd_btt, u64 offset)
  41 {
  42         return offset + nd_btt->initial_offset;
  43 }
  44
  45 static int arena_read_bytes(struct arena_info *arena, resource_size_t offset,
  46                 void *buf, size_t n, unsigned long flags)
  47 {
  48         struct nd_btt *nd_btt = arena->nd_btt;
  49         struct nd_namespace_common *ndns = nd_btt->ndns;
  50
  51         /* arena offsets may be shifted from the base of the device */
  52         offset = adjust_initial_offset(nd_btt, offset);
  53         return nvdimm_read_bytes(ndns, offset, buf, n, flags);
  54 }
  55
  56 static int arena_write_bytes(struct arena_info *arena, resource_size_t offset,
  57                 void *buf, size_t n, unsigned long flags)
  58 {
  59         struct nd_btt *nd_btt = arena->nd_btt;
  60         struct nd_namespace_common *ndns = nd_btt->ndns;
  61
  62         /* arena offsets may be shifted from the base of the device */
  63         offset = adjust_initial_offset(nd_btt, offset);
  64         return nvdimm_write_bytes(ndns, offset, buf, n, flags);
  65 }
  66
  67 static int btt_info_write(struct arena_info *arena, struct btt_sb *super)
  68 {
  69         int ret;
  70
  71         /*
  72          * infooff and info2off should always be at least 512B aligned.
  73          * We rely on that to make sure rw_bytes does error clearing
  74          * correctly, so make sure that is the case.
  75          */
  76         dev_WARN_ONCE(to_dev(arena), !IS_ALIGNED(arena->infooff, 512),
  77                 "arena->infooff: %#llx is unaligned\n", arena->infooff);
  78         dev_WARN_ONCE(to_dev(arena), !IS_ALIGNED(arena->info2off, 512),
  79                 "arena->info2off: %#llx is unaligned\n", arena->info2off);
  80
  81         ret = arena_write_bytes(arena, arena->info2off, super,
  82                         sizeof(struct btt_sb), 0);
  83         if (ret)
  84                 return ret;
  85
  86         return arena_write_bytes(arena, arena->infooff, super,
  87                         sizeof(struct btt_sb), 0);
  88 }
  89
  90 static int btt_info_read(struct arena_info *arena, struct btt_sb *super)
  91 {
  92         return arena_read_bytes(arena, arena->infooff, super,
  93                         sizeof(struct btt_sb), 0);
  94 }
  95
  96 /*
  97  * 'raw' version of btt_map write
  98  * Assumptions:
  99  *   mapping is in little-endian
 100  *   mapping contains 'E' and 'Z' flags as desired
 101  */
 102 static int __btt_map_write(struct arena_info *arena, u32 lba, __le32 mapping,
 103                 unsigned long flags)
 104 {
 105         u64 ns_off = arena->mapoff + (lba * MAP_ENT_SIZE);
 106
 107         if (unlikely(lba >= arena->external_nlba))
 108                 dev_err_ratelimited(to_dev(arena),
 109                         "%s: lba %#x out of range (max: %#x)\n",
 110                         __func__, lba, arena->external_nlba);
 111         return arena_write_bytes(arena, ns_off, &mapping, MAP_ENT_SIZE, flags);
 112 }
 113
 114 static int btt_map_write(struct arena_info *arena, u32 lba, u32 mapping,
 115                         u32 z_flag, u32 e_flag, unsigned long rwb_flags)
 116 {
 117         u32 ze;
 118         __le32 mapping_le;
 119
 120         /*
 121          * This 'mapping' is supposed to be just the LBA mapping, without
 122          * any flags set, so strip the flag bits.
 123          */
 124         mapping = ent_lba(mapping);
 125
 126         ze = (z_flag << 1) + e_flag;
 127         switch (ze) {
 128         case 0:
 129                 /*
 130                  * We want to set neither of the Z or E flags, and
 131                  * in the actual layout, this means setting the bit
 132                  * positions of both to '1' to indicate a 'normal'
 133                  * map entry
 134                  */
 135                 mapping |= MAP_ENT_NORMAL;
 136                 break;
 137         case 1:
 138                 mapping |= (1 << MAP_ERR_SHIFT);
 139                 break;
 140         case 2:
 141                 mapping |= (1 << MAP_TRIM_SHIFT);
 142                 break;
 143         default:
 144                 /*
 145                  * The case where Z and E are both sent in as '1' could be
 146                  * construed as a valid 'normal' case, but we decide not to,
 147                  * to avoid confusion
 148                  */
 149                 dev_err_ratelimited(to_dev(arena),
 150                         "Invalid use of Z and E flags\n");
 151                 return -EIO;
 152         }
 153
 154         mapping_le = cpu_to_le32(mapping);
 155         return __btt_map_write(arena, lba, mapping_le, rwb_flags);
 156 }
 157
 158 static int btt_map_read(struct arena_info *arena, u32 lba, u32 *mapping,
 159                         int *trim, int *error, unsigned long rwb_flags)
 160 {
 161         int ret;
 162         __le32 in;
 163         u32 raw_mapping, postmap, ze, z_flag, e_flag;
 164         u64 ns_off = arena->mapoff + (lba * MAP_ENT_SIZE);
 165
 166         if (unlikely(lba >= arena->external_nlba))
 167                 dev_err_ratelimited(to_dev(arena),
 168                         "%s: lba %#x out of range (max: %#x)\n",
 169                         __func__, lba, arena->external_nlba);
 170
 171         ret = arena_read_bytes(arena, ns_off, &in, MAP_ENT_SIZE, rwb_flags);
 172         if (ret)
 173                 return ret;
 174
 175         raw_mapping = le32_to_cpu(in);
 176
 177         z_flag = ent_z_flag(raw_mapping);
 178         e_flag = ent_e_flag(raw_mapping);
 179         ze = (z_flag << 1) + e_flag;
 180         postmap = ent_lba(raw_mapping);
 181
 182         /* Reuse the {z,e}_flag variables for *trim and *error */
 183         z_flag = 0;
 184         e_flag = 0;
 185
 186         switch (ze) {
 187         case 0:
 188                 /* Initial state. Return postmap = premap */
 189                 *mapping = lba;
 190                 break;
 191         case 1:
 192                 *mapping = postmap;
 193                 e_flag = 1;
 194                 break;
 195         case 2:
 196                 *mapping = postmap;
 197                 z_flag = 1;
 198                 break;
 199         case 3:
 200                 *mapping = postmap;
 201                 break;
 202         default:
 203                 return -EIO;
 204         }
 205
 206         if (trim)
 207                 *trim = z_flag;
 208         if (error)
 209                 *error = e_flag;
 210
 211         return ret;
 212 }
 213
 214 static int btt_log_read_pair(struct arena_info *arena, u32 lane,
 215                         struct log_entry *ent)
 216 {
 217         return arena_read_bytes(arena,
 218                         arena->logoff + (2 * lane * LOG_ENT_SIZE), ent,
 219                         2 * LOG_ENT_SIZE, 0);
 220 }
 221
 222 static struct dentry *debugfs_root;
 223
 224 static void arena_debugfs_init(struct arena_info *a, struct dentry *parent,
 225                                 int idx)
 226 {
 227         char dirname[32];
 228         struct dentry *d;
 229
 230         /* If for some reason, parent bttN was not created, exit */
 231         if (!parent)
 232                 return;
 233
 234         snprintf(dirname, 32, "arena%d", idx);
 235         d = debugfs_create_dir(dirname, parent);
 236         if (IS_ERR_OR_NULL(d))
 237                 return;
 238         a->debugfs_dir = d;
 239
 240         debugfs_create_x64("size", S_IRUGO, d, &a->size);
 241         debugfs_create_x64("external_lba_start", S_IRUGO, d,
 242                                 &a->external_lba_start);
 243         debugfs_create_x32("internal_nlba", S_IRUGO, d, &a->internal_nlba);
 244         debugfs_create_u32("internal_lbasize", S_IRUGO, d,
 245                                 &a->internal_lbasize);
 246         debugfs_create_x32("external_nlba", S_IRUGO, d, &a->external_nlba);
 247         debugfs_create_u32("external_lbasize", S_IRUGO, d,
 248                                 &a->external_lbasize);
 249         debugfs_create_u32("nfree", S_IRUGO, d, &a->nfree);
 250         debugfs_create_u16("version_major", S_IRUGO, d, &a->version_major);
 251         debugfs_create_u16("version_minor", S_IRUGO, d, &a->version_minor);
 252         debugfs_create_x64("nextoff", S_IRUGO, d, &a->nextoff);
 253         debugfs_create_x64("infooff", S_IRUGO, d, &a->infooff);
 254         debugfs_create_x64("dataoff", S_IRUGO, d, &a->dataoff);
 255         debugfs_create_x64("mapoff", S_IRUGO, d, &a->mapoff);
 256         debugfs_create_x64("logoff", S_IRUGO, d, &a->logoff);
 257         debugfs_create_x64("info2off", S_IRUGO, d, &a->info2off);
 258         debugfs_create_x32("flags", S_IRUGO, d, &a->flags);
 259 }
 260
 261 static void btt_debugfs_init(struct btt *btt)
 262 {
 263         int i = 0;
 264         struct arena_info *arena;
 265
 266         btt->debugfs_dir = debugfs_create_dir(dev_name(&btt->nd_btt->dev),
 267                                                 debugfs_root);
 268         if (IS_ERR_OR_NULL(btt->debugfs_dir))
 269                 return;
 270
 271         list_for_each_entry(arena, &btt->arena_list, list) {
 272                 arena_debugfs_init(arena, btt->debugfs_dir, i);
 273                 i++;
 274         }
 275 }
 276
 277 /*
 278  * This function accepts two log entries, and uses the
 279  * sequence number to find the 'older' entry.
 280  * It also updates the sequence number in this old entry to
 281  * make it the 'new' one if the mark_flag is set.
 282  * Finally, it returns which of the entries was the older one.
 283  *
 284  * TODO The logic feels a bit kludge-y. make it better..
 285  */
 286 static int btt_log_get_old(struct log_entry *ent)
 287 {
 288         int old;
 289
 290         /*
 291          * the first ever time this is seen, the entry goes into [0]
 292          * the next time, the following logic works out to put this
 293          * (next) entry into [1]
 294          */
 295         if (ent[0].seq == 0) {
 296                 ent[0].seq = cpu_to_le32(1);
 297                 return 0;
 298         }
 299
 300         if (ent[0].seq == ent[1].seq)
 301                 return -EINVAL;
 302         if (le32_to_cpu(ent[0].seq) + le32_to_cpu(ent[1].seq) > 5)
 303                 return -EINVAL;
 304
 305         if (le32_to_cpu(ent[0].seq) < le32_to_cpu(ent[1].seq)) {
 306                 if (le32_to_cpu(ent[1].seq) - le32_to_cpu(ent[0].seq) == 1)
 307                         old = 0;
 308                 else
 309                         old = 1;
 310         } else {
 311                 if (le32_to_cpu(ent[0].seq) - le32_to_cpu(ent[1].seq) == 1)
 312                         old = 1;
 313                 else
 314                         old = 0;
 315         }
 316
 317         return old;
 318 }
 319
 320 /*
 321  * This function copies the desired (old/new) log entry into ent if
 322  * it is not NULL. It returns the sub-slot number (0 or 1)
 323  * where the desired log entry was found. Negative return values
 324  * indicate errors.
 325  */
 326 static int btt_log_read(struct arena_info *arena, u32 lane,
 327                         struct log_entry *ent, int old_flag)
 328 {
 329         int ret;
 330         int old_ent, ret_ent;
 331         struct log_entry log[2];
 332
 333         ret = btt_log_read_pair(arena, lane, log);
 334         if (ret)
 335                 return -EIO;
 336
 337         old_ent = btt_log_get_old(log);
 338         if (old_ent < 0 || old_ent > 1) {
 339                 dev_err(to_dev(arena),
 340                                 "log corruption (%d): lane %d seq [%d, %d]\n",
 341                         old_ent, lane, log[0].seq, log[1].seq);
 342                 /* TODO set error state? */
 343                 return -EIO;
 344         }
 345
 346         ret_ent = (old_flag ? old_ent : (1 - old_ent));
 347
 348         if (ent != NULL)
 349                 memcpy(ent, &log[ret_ent], LOG_ENT_SIZE);
 350
 351         return ret_ent;
 352 }
 353
 354 /*
 355  * This function commits a log entry to media
 356  * It does _not_ prepare the freelist entry for the next write
 357  * btt_flog_write is the wrapper for updating the freelist elements
 358  */
 359 static int __btt_log_write(struct arena_info *arena, u32 lane,
 360                         u32 sub, struct log_entry *ent, unsigned long flags)
 361 {
 362         int ret;
 363         /*
 364          * Ignore the padding in log_entry for calculating log_half.
 365          * The entry is 'committed' when we write the sequence number,
 366          * and we want to ensure that that is the last thing written.
 367          * We don't bother writing the padding as that would be extra
 368          * media wear and write amplification
 369          */
 370         unsigned int log_half = (LOG_ENT_SIZE - 2 * sizeof(u64)) / 2;
 371         u64 ns_off = arena->logoff + (((2 * lane) + sub) * LOG_ENT_SIZE);
 372         void *src = ent;
 373
 374         /* split the 16B write into atomic, durable halves */
 375         ret = arena_write_bytes(arena, ns_off, src, log_half, flags);
 376         if (ret)
 377                 return ret;
 378
 379         ns_off += log_half;
 380         src += log_half;
 381         return arena_write_bytes(arena, ns_off, src, log_half, flags);
 382 }
 383
 384 static int btt_flog_write(struct arena_info *arena, u32 lane, u32 sub,
 385                         struct log_entry *ent)
 386 {
 387         int ret;
 388
 389         ret = __btt_log_write(arena, lane, sub, ent, NVDIMM_IO_ATOMIC);
 390         if (ret)
 391                 return ret;
 392
 393         /* prepare the next free entry */
 394         arena->freelist[lane].sub = 1 - arena->freelist[lane].sub;
 395         if (++(arena->freelist[lane].seq) == 4)
 396                 arena->freelist[lane].seq = 1;
 397         if (ent_e_flag(ent->old_map))
 398                 arena->freelist[lane].has_err = 1;
 399         arena->freelist[lane].block = le32_to_cpu(ent_lba(ent->old_map));
 400
 401         return ret;
 402 }
 403
 404 /*
 405  * This function initializes the BTT map to the initial state, which is
 406  * all-zeroes, and indicates an identity mapping
 407  */
 408 static int btt_map_init(struct arena_info *arena)
 409 {
 410         int ret = -EINVAL;
 411         void *zerobuf;
 412         size_t offset = 0;
 413         size_t chunk_size = SZ_2M;
 414         size_t mapsize = arena->logoff - arena->mapoff;
 415
 416         zerobuf = kzalloc(chunk_size, GFP_KERNEL);
 417         if (!zerobuf)
 418                 return -ENOMEM;
 419
 420         /*
 421          * mapoff should always be at least 512B  aligned. We rely on that to
 422          * make sure rw_bytes does error clearing correctly, so make sure that
 423          * is the case.
 424          */
 425         dev_WARN_ONCE(to_dev(arena), !IS_ALIGNED(arena->mapoff, 512),
 426                 "arena->mapoff: %#llx is unaligned\n", arena->mapoff);
 427
 428         while (mapsize) {
 429                 size_t size = min(mapsize, chunk_size);
 430
 431                 dev_WARN_ONCE(to_dev(arena), size < 512,
 432                         "chunk size: %#zx is unaligned\n", size);
 433                 ret = arena_write_bytes(arena, arena->mapoff + offset, zerobuf,
 434                                 size, 0);
 435                 if (ret)
 436                         goto free;
 437
 438                 offset += size;
 439                 mapsize -= size;
 440                 cond_resched();
 441         }
 442
 443  free:
 444         kfree(zerobuf);
 445         return ret;
 446 }
 447
 448 /*
 449  * This function initializes the BTT log with 'fake' entries pointing
 450  * to the initial reserved set of blocks as being free
 451  */
 452 static int btt_log_init(struct arena_info *arena)
 453 {
 454         size_t logsize = arena->info2off - arena->logoff;
 455         size_t chunk_size = SZ_4K, offset = 0;
 456         struct log_entry log;
 457         void *zerobuf;
 458         int ret;
 459         u32 i;
 460
 461         zerobuf = kzalloc(chunk_size, GFP_KERNEL);
 462         if (!zerobuf)
 463                 return -ENOMEM;
 464         /*
 465          * logoff should always be at least 512B  aligned. We rely on that to
 466          * make sure rw_bytes does error clearing correctly, so make sure that
 467          * is the case.
 468          */
 469         dev_WARN_ONCE(to_dev(arena), !IS_ALIGNED(arena->logoff, 512),
 470                 "arena->logoff: %#llx is unaligned\n", arena->logoff);
 471
 472         while (logsize) {
 473                 size_t size = min(logsize, chunk_size);
 474
 475                 dev_WARN_ONCE(to_dev(arena), size < 512,
 476                         "chunk size: %#zx is unaligned\n", size);
 477                 ret = arena_write_bytes(arena, arena->logoff + offset, zerobuf,
 478                                 size, 0);
 479                 if (ret)
 480                         goto free;
 481
 482                 offset += size;
 483                 logsize -= size;
 484                 cond_resched();
 485         }
 486
 487         for (i = 0; i < arena->nfree; i++) {
 488                 log.lba = cpu_to_le32(i);
 489                 log.old_map = cpu_to_le32(arena->external_nlba + i);
 490                 log.new_map = cpu_to_le32(arena->external_nlba + i);
 491                 log.seq = cpu_to_le32(LOG_SEQ_INIT);
 492                 ret = __btt_log_write(arena, i, 0, &log, 0);
 493                 if (ret)
 494                         goto free;
 495         }
 496
 497  free:
 498         kfree(zerobuf);
 499         return ret;
 500 }
 501
 502 static u64 to_namespace_offset(struct arena_info *arena, u64 lba)
 503 {
 504         return arena->dataoff + ((u64)lba * arena->internal_lbasize);
 505 }
 506
 507 static int arena_clear_freelist_error(struct arena_info *arena, u32 lane)
 508 {
 509         int ret = 0;
 510
 511         if (arena->freelist[lane].has_err) {
 512                 void *zero_page = page_address(ZERO_PAGE(0));
 513                 u32 lba = arena->freelist[lane].block;
 514                 u64 nsoff = to_namespace_offset(arena, lba);
 515                 unsigned long len = arena->sector_size;
 516
 517                 mutex_lock(&arena->err_lock);
 518
 519                 while (len) {
 520                         unsigned long chunk = min(len, PAGE_SIZE);
 521
 522                         ret = arena_write_bytes(arena, nsoff, zero_page,
 523                                 chunk, 0);
 524                         if (ret)
 525                                 break;
 526                         len -= chunk;
 527                         nsoff += chunk;
 528                         if (len == 0)
 529                                 arena->freelist[lane].has_err = 0;
 530                 }
 531                 mutex_unlock(&arena->err_lock);
 532         }
 533         return ret;
 534 }
 535
 536 static int btt_freelist_init(struct arena_info *arena)
 537 {
 538         int old, new, ret;
 539         u32 i, map_entry;
 540         struct log_entry log_new, log_old;
 541
 542         arena->freelist = kcalloc(arena->nfree, sizeof(struct free_entry),
 543                                         GFP_KERNEL);
 544         if (!arena->freelist)
 545                 return -ENOMEM;
 546
 547         for (i = 0; i < arena->nfree; i++) {
 548                 old = btt_log_read(arena, i, &log_old, LOG_OLD_ENT);
 549                 if (old < 0)
 550                         return old;
 551
 552                 new = btt_log_read(arena, i, &log_new, LOG_NEW_ENT);
 553                 if (new < 0)
 554                         return new;
 555
 556                 /* sub points to the next one to be overwritten */
 557                 arena->freelist[i].sub = 1 - new;
 558                 arena->freelist[i].seq = nd_inc_seq(le32_to_cpu(log_new.seq));
 559                 arena->freelist[i].block = le32_to_cpu(log_new.old_map);
 560
 561                 /*
 562                  * FIXME: if error clearing fails during init, we want to make
 563                  * the BTT read-only
 564                  */
 565                 if (ent_e_flag(log_new.old_map)) {
 566                         ret = arena_clear_freelist_error(arena, i);
 567                         if (ret)
 568                                 dev_err_ratelimited(to_dev(arena),
 569                                         "Unable to clear known errors\n");
 570                 }
 571
 572                 /* This implies a newly created or untouched flog entry */
 573                 if (log_new.old_map == log_new.new_map)
 574                         continue;
 575
 576                 /* Check if map recovery is needed */
 577                 ret = btt_map_read(arena, le32_to_cpu(log_new.lba), &map_entry,
 578                                 NULL, NULL, 0);
 579                 if (ret)
 580                         return ret;
 581                 if ((le32_to_cpu(log_new.new_map) != map_entry) &&
 582                                 (le32_to_cpu(log_new.old_map) == map_entry)) {
 583                         /*
 584                          * Last transaction wrote the flog, but wasn't able
 585                          * to complete the map write. So fix up the map.
 586                          */
 587                         ret = btt_map_write(arena, le32_to_cpu(log_new.lba),
 588                                         le32_to_cpu(log_new.new_map), 0, 0, 0);
 589                         if (ret)
 590                                 return ret;
 591                 }
 592         }
 593
 594         return 0;
 595 }
 596
 597 static int btt_rtt_init(struct arena_info *arena)
 598 {
 599         arena->rtt = kcalloc(arena->nfree, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
 600         if (arena->rtt == NULL)
 601                 return -ENOMEM;
 602
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 static int btt_maplocks_init(struct arena_info *arena)
 607 {
 608         u32 i;
 609
 610         arena->map_locks = kcalloc(arena->nfree, sizeof(struct aligned_lock),
 611                                 GFP_KERNEL);
 612         if (!arena->map_locks)
 613                 return -ENOMEM;
 614
 615         for (i = 0; i < arena->nfree; i++)
 616                 spin_lock_init(&arena->map_locks[i].lock);
 617
 618         return 0;
 619 }
 620
 621 static struct arena_info *alloc_arena(struct btt *btt, size_t size,
 622                                 size_t start, size_t arena_off)
 623 {
 624         struct arena_info *arena;
 625         u64 logsize, mapsize, datasize;
 626         u64 available = size;
 627
 628         arena = kzalloc(sizeof(struct arena_info), GFP_KERNEL);
 629         if (!arena)
 630                 return NULL;
 631         arena->nd_btt = btt->nd_btt;
 632         arena->sector_size = btt->sector_size;
 633
 634         if (!size)
 635                 return arena;
 636
 637         arena->size = size;
 638         arena->external_lba_start = start;
 639         arena->external_lbasize = btt->lbasize;
 640         arena->internal_lbasize = roundup(arena->external_lbasize,
 641                                         INT_LBASIZE_ALIGNMENT);
 642         arena->nfree = BTT_DEFAULT_NFREE;
 643         arena->version_major = btt->nd_btt->version_major;
 644         arena->version_minor = btt->nd_btt->version_minor;
 645
 646         if (available % BTT_PG_SIZE)
 647                 available -= (available % BTT_PG_SIZE);
 648
 649         /* Two pages are reserved for the super block and its copy */
 650         available -= 2 * BTT_PG_SIZE;
 651
 652         /* The log takes a fixed amount of space based on nfree */
 653         logsize = roundup(2 * arena->nfree * sizeof(struct log_entry),
 654                                 BTT_PG_SIZE);
 655         available -= logsize;
 656
 657         /* Calculate optimal split between map and data area */
 658         arena->internal_nlba = div_u64(available - BTT_PG_SIZE,
 659                         arena->internal_lbasize + MAP_ENT_SIZE);
 660         arena->external_nlba = arena->internal_nlba - arena->nfree;
 661
 662         mapsize = roundup((arena->external_nlba * MAP_ENT_SIZE), BTT_PG_SIZE);
 663         datasize = available - mapsize;
 664
 665         /* 'Absolute' values, relative to start of storage space */
 666         arena->infooff = arena_off;
 667         arena->dataoff = arena->infooff + BTT_PG_SIZE;
 668         arena->mapoff = arena->dataoff + datasize;
 669         arena->logoff = arena->mapoff + mapsize;
 670         arena->info2off = arena->logoff + logsize;
 671         return arena;
 672 }
 673
 674 static void free_arenas(struct btt *btt)
 675 {
 676         struct arena_info *arena, *next;
 677
 678         list_for_each_entry_safe(arena, next, &btt->arena_list, list) {
 679                 list_del(&arena->list);
 680                 kfree(arena->rtt);
 681                 kfree(arena->map_locks);
 682                 kfree(arena->freelist);
 683                 debugfs_remove_recursive(arena->debugfs_dir);
 684                 kfree(arena);
 685         }
 686 }
 687
 688 /*
 689  * This function reads an existing valid btt superblock and
 690  * populates the corresponding arena_info struct
 691  */
 692 static void parse_arena_meta(struct arena_info *arena, struct btt_sb *super,
 693                                 u64 arena_off)
 694 {
 695         arena->internal_nlba = le32_to_cpu(super->internal_nlba);
 696         arena->internal_lbasize = le32_to_cpu(super->internal_lbasize);
 697         arena->external_nlba = le32_to_cpu(super->external_nlba);
 698         arena->external_lbasize = le32_to_cpu(super->external_lbasize);
 699         arena->nfree = le32_to_cpu(super->nfree);
 700         arena->version_major = le16_to_cpu(super->version_major);
 701         arena->version_minor = le16_to_cpu(super->version_minor);
 702
 703         arena->nextoff = (super->nextoff == 0) ? 0 : (arena_off +
 704                         le64_to_cpu(super->nextoff));
 705         arena->infooff = arena_off;
 706         arena->dataoff = arena_off + le64_to_cpu(super->dataoff);
 707         arena->mapoff = arena_off + le64_to_cpu(super->mapoff);
 708         arena->logoff = arena_off + le64_to_cpu(super->logoff);
 709         arena->info2off = arena_off + le64_to_cpu(super->info2off);
 710
 711         arena->size = (le64_to_cpu(super->nextoff) > 0)
 712                 ? (le64_to_cpu(super->nextoff))
 713                 : (arena->info2off - arena->infooff + BTT_PG_SIZE);
 714
 715         arena->flags = le32_to_cpu(super->flags);
 716 }
 717
 718 static int discover_arenas(struct btt *btt)
 719 {
 720         int ret = 0;
 721         struct arena_info *arena;
 722         struct btt_sb *super;
 723         size_t remaining = btt->rawsize;
 724         u64 cur_nlba = 0;
 725         size_t cur_off = 0;
 726         int num_arenas = 0;
 727
 728         super = kzalloc(sizeof(*super), GFP_KERNEL);
 729         if (!super)
 730                 return -ENOMEM;
 731
 732         while (remaining) {
 733                 /* Alloc memory for arena */
 734                 arena = alloc_arena(btt, 0, 0, 0);
 735                 if (!arena) {
 736                         ret = -ENOMEM;
 737                         goto out_super;
 738                 }
 739
 740                 arena->infooff = cur_off;
 741                 ret = btt_info_read(arena, super);
 742                 if (ret)
 743                         goto out;
 744
 745                 if (!nd_btt_arena_is_valid(btt->nd_btt, super)) {
 746                         if (remaining == btt->rawsize) {
 747                                 btt->init_state = INIT_NOTFOUND;
 748                                 dev_info(to_dev(arena), "No existing arenas\n");
 749                                 goto out;
 750                         } else {
 751                                 dev_err(to_dev(arena),
 752                                                 "Found corrupted metadata!\n");
 753                                 ret = -ENODEV;
 754                                 goto out;
 755                         }
 756                 }
 757
 758                 arena->external_lba_start = cur_nlba;
 759                 parse_arena_meta(arena, super, cur_off);
 760
 761                 mutex_init(&arena->err_lock);
 762                 ret = btt_freelist_init(arena);
 763                 if (ret)
 764                         goto out;
 765
 766                 ret = btt_rtt_init(arena);
 767                 if (ret)
 768                         goto out;
 769
 770                 ret = btt_maplocks_init(arena);
 771                 if (ret)
 772                         goto out;
 773
 774                 list_add_tail(&arena->list, &btt->arena_list);
 775
 776                 remaining -= arena->size;
 777                 cur_off += arena->size;
 778                 cur_nlba += arena->external_nlba;
 779                 num_arenas++;
 780
 781                 if (arena->nextoff == 0)
 782                         break;
 783         }
 784         btt->num_arenas = num_arenas;
 785         btt->nlba = cur_nlba;
 786         btt->init_state = INIT_READY;
 787
 788         kfree(super);
 789         return ret;
 790
 791  out:
 792         kfree(arena);
 793         free_arenas(btt);
 794  out_super:
 795         kfree(super);
 796         return ret;
 797 }
 798
 799 static int create_arenas(struct btt *btt)
 800 {
 801         size_t remaining = btt->rawsize;
 802         size_t cur_off = 0;
 803
 804         while (remaining) {
 805                 struct arena_info *arena;
 806                 size_t arena_size = min_t(u64, ARENA_MAX_SIZE, remaining);
 807
 808                 remaining -= arena_size;
 809                 if (arena_size < ARENA_MIN_SIZE)
 810                         break;
 811
 812                 arena = alloc_arena(btt, arena_size, btt->nlba, cur_off);
 813                 if (!arena) {
 814                         free_arenas(btt);
 815                         return -ENOMEM;
 816                 }
 817                 btt->nlba += arena->external_nlba;
 818                 if (remaining >= ARENA_MIN_SIZE)
 819                         arena->nextoff = arena->size;
 820                 else
 821                         arena->nextoff = 0;
 822                 cur_off += arena_size;
 823                 list_add_tail(&arena->list, &btt->arena_list);
 824         }
 825
 826         return 0;
 827 }
 828
 829 /*
 830  * This function completes arena initialization by writing
 831  * all the metadata.
 832  * It is only called for an uninitialized arena when a write
 833  * to that arena occurs for the first time.
 834  */
 835 static int btt_arena_write_layout(struct arena_info *arena)
 836 {
 837         int ret;
 838         u64 sum;
 839         struct btt_sb *super;
 840         struct nd_btt *nd_btt = arena->nd_btt;
 841         const u8 *parent_uuid = nd_dev_to_uuid(&nd_btt->ndns->dev);
 842
 843         ret = btt_map_init(arena);
 844         if (ret)
 845                 return ret;
 846
 847         ret = btt_log_init(arena);
 848         if (ret)
 849                 return ret;
 850
 851         super = kzalloc(sizeof(struct btt_sb), GFP_NOIO);
 852         if (!super)
 853                 return -ENOMEM;
 854
 855         strncpy(super->signature, BTT_SIG, BTT_SIG_LEN);
 856         memcpy(super->uuid, nd_btt->uuid, 16);
 857         memcpy(super->parent_uuid, parent_uuid, 16);
 858         super->flags = cpu_to_le32(arena->flags);
 859         super->version_major = cpu_to_le16(arena->version_major);
 860         super->version_minor = cpu_to_le16(arena->version_minor);
 861         super->external_lbasize = cpu_to_le32(arena->external_lbasize);
 862         super->external_nlba = cpu_to_le32(arena->external_nlba);
 863         super->internal_lbasize = cpu_to_le32(arena->internal_lbasize);
 864         super->internal_nlba = cpu_to_le32(arena->internal_nlba);
 865         super->nfree = cpu_to_le32(arena->nfree);
 866         super->infosize = cpu_to_le32(sizeof(struct btt_sb));
 867         super->nextoff = cpu_to_le64(arena->nextoff);
 868         /*
 869          * Subtract arena->infooff (arena start) so numbers are relative
 870          * to 'this' arena
 871          */
 872         super->dataoff = cpu_to_le64(arena->dataoff - arena->infooff);
 873         super->mapoff = cpu_to_le64(arena->mapoff - arena->infooff);
 874         super->logoff = cpu_to_le64(arena->logoff - arena->infooff);
 875         super->info2off = cpu_to_le64(arena->info2off - arena->infooff);
 876
 877         super->flags = 0;
 878         sum = nd_sb_checksum((struct nd_gen_sb *) super);
 879         super->checksum = cpu_to_le64(sum);
 880
 881         ret = btt_info_write(arena, super);
 882
 883         kfree(super);
 884         return ret;
 885 }
 886
 887 /*
 888  * This function completes the initialization for the BTT namespace
 889  * such that it is ready to accept IOs
 890  */
 891 static int btt_meta_init(struct btt *btt)
 892 {
 893         int ret = 0;
 894         struct arena_info *arena;
 895
 896         mutex_lock(&btt->init_lock);
 897         list_for_each_entry(arena, &btt->arena_list, list) {
 898                 ret = btt_arena_write_layout(arena);
 899                 if (ret)
 900                         goto unlock;
 901
 902                 ret = btt_freelist_init(arena);
 903                 if (ret)
 904                         goto unlock;
 905
 906                 ret = btt_rtt_init(arena);
 907                 if (ret)
 908                         goto unlock;
 909
 910                 ret = btt_maplocks_init(arena);
 911                 if (ret)
 912                         goto unlock;
 913         }
 914
 915         btt->init_state = INIT_READY;
 916
 917  unlock:
 918         mutex_unlock(&btt->init_lock);
 919         return ret;
 920 }
 921
 922 static u32 btt_meta_size(struct btt *btt)
 923 {
 924         return btt->lbasize - btt->sector_size;
 925 }
 926
 927 /*
 928  * This function calculates the arena in which the given LBA lies
 929  * by doing a linear walk. This is acceptable since we expect only
 930  * a few arenas. If we have backing devices that get much larger,
 931  * we can construct a balanced binary tree of arenas at init time
 932  * so that this range search becomes faster.
 933  */
 934 static int lba_to_arena(struct btt *btt, sector_t sector, __u32 *premap,
 935                                 struct arena_info **arena)
 936 {
 937         struct arena_info *arena_list;
 938         __u64 lba = div_u64(sector << SECTOR_SHIFT, btt->sector_size);
 939
 940         list_for_each_entry(arena_list, &btt->arena_list, list) {
 941                 if (lba < arena_list->external_nlba) {
 942                         *arena = arena_list;
 943                         *premap = lba;
 944                         return 0;
 945                 }
 946                 lba -= arena_list->external_nlba;
 947         }
 948
 949         return -EIO;
 950 }
 951
 952 /*
 953  * The following (lock_map, unlock_map) are mostly just to improve
 954  * readability, since they index into an array of locks
 955  */
 956 static void lock_map(struct arena_info *arena, u32 premap)
 957                 __acquires(&arena->map_locks[idx].lock)
 958 {
 959         u32 idx = (premap * MAP_ENT_SIZE / L1_CACHE_BYTES) % arena->nfree;
 960
 961         spin_lock(&arena->map_locks[idx].lock);
 962 }
 963
 964 static void unlock_map(struct arena_info *arena, u32 premap)
 965                 __releases(&arena->map_locks[idx].lock)
 966 {
 967         u32 idx = (premap * MAP_ENT_SIZE / L1_CACHE_BYTES) % arena->nfree;
 968
 969         spin_unlock(&arena->map_locks[idx].lock);
 970 }
 971
 972 static int btt_data_read(struct arena_info *arena, struct page *page,
 973                         unsigned int off, u32 lba, u32 len)
 974 {
 975         int ret;
 976         u64 nsoff = to_namespace_offset(arena, lba);
 977         void *mem = kmap_atomic(page);
 978
 979         ret = arena_read_bytes(arena, nsoff, mem + off, len, NVDIMM_IO_ATOMIC);
 980         kunmap_atomic(mem);
 981
 982         return ret;
 983 }
 984
 985 static int btt_data_write(struct arena_info *arena, u32 lba,
 986                         struct page *page, unsigned int off, u32 len)
 987 {
 988         int ret;
 989         u64 nsoff = to_namespace_offset(arena, lba);
 990         void *mem = kmap_atomic(page);
 991
 992         ret = arena_write_bytes(arena, nsoff, mem + off, len, NVDIMM_IO_ATOMIC);
 993         kunmap_atomic(mem);
 994
 995         return ret;
 996 }
 997
 998 static void zero_fill_data(struct page *page, unsigned int off, u32 len)
 999 {
1000         void *mem = kmap_atomic(page);
1001
1002         memset(mem + off, 0, len);
1003         kunmap_atomic(mem);
1004 }
1005
1006 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1007 static int btt_rw_integrity(struct btt *btt, struct bio_integrity_payload *bip,
1008                         struct arena_info *arena, u32 postmap, int rw)
1009 {
1010         unsigned int len = btt_meta_size(btt);
1011         u64 meta_nsoff;
1012         int ret = 0;
1013
1014         if (bip == NULL)
1015                 return 0;
1016
1017         meta_nsoff = to_namespace_offset(arena, postmap) + btt->sector_size;
1018
1019         while (len) {
1020                 unsigned int cur_len;
1021                 struct bio_vec bv;
1022                 void *mem;
1023
1024                 bv = bvec_iter_bvec(bip->bip_vec, bip->bip_iter);
1025                 /*
1026                  * The 'bv' obtained from bvec_iter_bvec has its .bv_len and
1027                  * .bv_offset already adjusted for iter->bi_bvec_done, and we
1028                  * can use those directly
1029                  */
1030
1031                 cur_len = min(len, bv.bv_len);
1032                 mem = kmap_atomic(bv.bv_page);
1033                 if (rw)
1034                         ret = arena_write_bytes(arena, meta_nsoff,
1035                                         mem + bv.bv_offset, cur_len,
1036                                         NVDIMM_IO_ATOMIC);
1037                 else
1038                         ret = arena_read_bytes(arena, meta_nsoff,
1039                                         mem + bv.bv_offset, cur_len,
1040                                         NVDIMM_IO_ATOMIC);
1041
1042                 kunmap_atomic(mem);
1043                 if (ret)
1044                         return ret;
1045
1046                 len -= cur_len;
1047                 meta_nsoff += cur_len;
1048                 if (!bvec_iter_advance(bip->bip_vec, &bip->bip_iter, cur_len))
1049                         return -EIO;
1050         }
1051
1052         return ret;
1053 }
1054
1055 #else /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
1056 static int btt_rw_integrity(struct btt *btt, struct bio_integrity_payload *bip,
1057                         struct arena_info *arena, u32 postmap, int rw)
1058 {
1059         return 0;
1060 }
1061 #endif
1062
1063 static int btt_read_pg(struct btt *btt, struct bio_integrity_payload *bip,
1064                         struct page *page, unsigned int off, sector_t sector,
1065                         unsigned int len)
1066 {
1067         int ret = 0;
1068         int t_flag, e_flag;
1069         struct arena_info *arena = NULL;
1070         u32 lane = 0, premap, postmap;
1071
1072         while (len) {
1073                 u32 cur_len;
1074
1075                 lane = nd_region_acquire_lane(btt->nd_region);
1076
1077                 ret = lba_to_arena(btt, sector, &premap, &arena);
1078                 if (ret)
1079                         goto out_lane;
1080
1081                 cur_len = min(btt->sector_size, len);
1082
1083                 ret = btt_map_read(arena, premap, &postmap, &t_flag, &e_flag,
1084                                 NVDIMM_IO_ATOMIC);
1085                 if (ret)
1086                         goto out_lane;
1087
1088                 /*
1089                  * We loop to make sure that the post map LBA didn't change
1090                  * from under us between writing the RTT and doing the actual
1091                  * read.
1092                  */
1093                 while (1) {
1094                         u32 new_map;
1095                         int new_t, new_e;
1096
1097                         if (t_flag) {
1098                                 zero_fill_data(page, off, cur_len);
1099                                 goto out_lane;
1100                         }
1101
1102                         if (e_flag) {
1103                                 ret = -EIO;
1104                                 goto out_lane;
1105                         }
1106
1107                         arena->rtt[lane] = RTT_VALID | postmap;
1108                         /*
1109                          * Barrier to make sure this write is not reordered
1110                          * to do the verification map_read before the RTT store
1111                          */
1112                         barrier();
1113
1114                         ret = btt_map_read(arena, premap, &new_map, &new_t,
1115                                                 &new_e, NVDIMM_IO_ATOMIC);
1116                         if (ret)
1117                                 goto out_rtt;
1118
1119                         if ((postmap == new_map) && (t_flag == new_t) &&
1120                                         (e_flag == new_e))
1121                                 break;
1122
1123                         postmap = new_map;
1124                         t_flag = new_t;
1125                         e_flag = new_e;
1126                 }
1127
1128                 ret = btt_data_read(arena, page, off, postmap, cur_len);
1129                 if (ret) {
1130                         int rc;
1131
1132                         /* Media error - set the e_flag */
1133                         rc = btt_map_write(arena, premap, postmap, 0, 1,
1134                                 NVDIMM_IO_ATOMIC);
1135                         goto out_rtt;
1136                 }
1137
1138                 if (bip) {
1139                         ret = btt_rw_integrity(btt, bip, arena, postmap, READ);
1140                         if (ret)
1141                                 goto out_rtt;
1142                 }
1143
1144                 arena->rtt[lane] = RTT_INVALID;
1145                 nd_region_release_lane(btt->nd_region, lane);
1146
1147                 len -= cur_len;
1148                 off += cur_len;
1149                 sector += btt->sector_size >> SECTOR_SHIFT;
1150         }
1151
1152         return 0;
1153
1154  out_rtt:
1155         arena->rtt[lane] = RTT_INVALID;
1156  out_lane:
1157         nd_region_release_lane(btt->nd_region, lane);
1158         return ret;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Normally, arena_{read,write}_bytes will take care of the initial offset
1163  * adjustment, but in the case of btt_is_badblock, where we query is_bad_pmem,
1164  * we need the final, raw namespace offset here
1165  */
1166 static bool btt_is_badblock(struct btt *btt, struct arena_info *arena,
1167                 u32 postmap)
1168 {
1169         u64 nsoff = adjust_initial_offset(arena->nd_btt,
1170                         to_namespace_offset(arena, postmap));
1171         sector_t phys_sector = nsoff >> 9;
1172
1173         return is_bad_pmem(btt->phys_bb, phys_sector, arena->internal_lbasize);
1174 }
1175
1176 static int btt_write_pg(struct btt *btt, struct bio_integrity_payload *bip,
1177                         sector_t sector, struct page *page, unsigned int off,
1178                         unsigned int len)
1179 {
1180         int ret = 0;
1181         struct arena_info *arena = NULL;
1182         u32 premap = 0, old_postmap, new_postmap, lane = 0, i;
1183         struct log_entry log;
1184         int sub;
1185
1186         while (len) {
1187                 u32 cur_len;
1188                 int e_flag;
1189
1190  retry:
1191                 lane = nd_region_acquire_lane(btt->nd_region);
1192
1193                 ret = lba_to_arena(btt, sector, &premap, &arena);
1194                 if (ret)
1195                         goto out_lane;
1196                 cur_len = min(btt->sector_size, len);
1197
1198                 if ((arena->flags & IB_FLAG_ERROR_MASK) != 0) {
1199                         ret = -EIO;
1200                         goto out_lane;
1201                 }
1202
1203                 if (btt_is_badblock(btt, arena, arena->freelist[lane].block))
1204                         arena->freelist[lane].has_err = 1;
1205
1206                 if (mutex_is_locked(&arena->err_lock)
1207                                 || arena->freelist[lane].has_err) {
1208                         nd_region_release_lane(btt->nd_region, lane);
1209
1210                         ret = arena_clear_freelist_error(arena, lane);
1211                         if (ret)
1212                                 return ret;
1213
1214                         /* OK to acquire a different lane/free block */
1215                         goto retry;
1216                 }
1217
1218                 new_postmap = arena->freelist[lane].block;
1219
1220                 /* Wait if the new block is being read from */
1221                 for (i = 0; i < arena->nfree; i++)
1222                         while (arena->rtt[i] == (RTT_VALID | new_postmap))
1223                                 cpu_relax();
1224
1225
1226                 if (new_postmap >= arena->internal_nlba) {
1227                         ret = -EIO;
1228                         goto out_lane;
1229                 }
1230
1231                 ret = btt_data_write(arena, new_postmap, page, off, cur_len);
1232                 if (ret)
1233                         goto out_lane;
1234
1235                 if (bip) {
1236                         ret = btt_rw_integrity(btt, bip, arena, new_postmap,
1237                                                 WRITE);
1238                         if (ret)
1239                                 goto out_lane;
1240                 }
1241
1242                 lock_map(arena, premap);
1243                 ret = btt_map_read(arena, premap, &old_postmap, NULL, &e_flag,
1244                                 NVDIMM_IO_ATOMIC);
1245                 if (ret)
1246                         goto out_map;
1247                 if (old_postmap >= arena->internal_nlba) {
1248                         ret = -EIO;
1249                         goto out_map;
1250                 }
1251                 if (e_flag)
1252                         set_e_flag(old_postmap);
1253
1254                 log.lba = cpu_to_le32(premap);
1255                 log.old_map = cpu_to_le32(old_postmap);
1256                 log.new_map = cpu_to_le32(new_postmap);
1257                 log.seq = cpu_to_le32(arena->freelist[lane].seq);
1258                 sub = arena->freelist[lane].sub;
1259                 ret = btt_flog_write(arena, lane, sub, &log);
1260                 if (ret)
1261                         goto out_map;
1262
1263                 ret = btt_map_write(arena, premap, new_postmap, 0, 0,
1264                         NVDIMM_IO_ATOMIC);
1265                 if (ret)
1266                         goto out_map;
1267
1268                 unlock_map(arena, premap);
1269                 nd_region_release_lane(btt->nd_region, lane);
1270
1271                 if (e_flag) {
1272                         ret = arena_clear_freelist_error(arena, lane);
1273                         if (ret)
1274                                 return ret;
1275                 }
1276
1277                 len -= cur_len;
1278                 off += cur_len;
1279                 sector += btt->sector_size >> SECTOR_SHIFT;
1280         }
1281
1282         return 0;
1283
1284  out_map:
1285         unlock_map(arena, premap);
1286  out_lane:
1287         nd_region_release_lane(btt->nd_region, lane);
1288         return ret;
1289 }
1290
1291 static int btt_do_bvec(struct btt *btt, struct bio_integrity_payload *bip,
1292                         struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
1293                         bool is_write, sector_t sector)
1294 {
1295         int ret;
1296
1297         if (!is_write) {
1298                 ret = btt_read_pg(btt, bip, page, off, sector, len);
1299                 flush_dcache_page(page);
1300         } else {
1301                 flush_dcache_page(page);
1302                 ret = btt_write_pg(btt, bip, sector, page, off, len);
1303         }
1304
1305         return ret;
1306 }
1307
1308 static blk_qc_t btt_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1309 {
1310         struct bio_integrity_payload *bip = bio_integrity(bio);
1311         struct btt *btt = q->queuedata;
1312         struct bvec_iter iter;
1313         unsigned long start;
1314         struct bio_vec bvec;
1315         int err = 0;
1316         bool do_acct;
1317
1318         if (!bio_integrity_prep(bio))
1319                 return BLK_QC_T_NONE;
1320
1321         do_acct = nd_iostat_start(bio, &start);
1322         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1323                 unsigned int len = bvec.bv_len;
1324
1325                 if (len > PAGE_SIZE || len < btt->sector_size ||
1326                                 len % btt->sector_size) {
1327                         dev_err_ratelimited(&btt->nd_btt->dev,
1328                                 "unaligned bio segment (len: %d)\n", len);
1329                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1330                         break;
1331                 }
1332
1333                 err = btt_do_bvec(btt, bip, bvec.bv_page, len, bvec.bv_offset,
1334                                   op_is_write(bio_op(bio)), iter.bi_sector);
1335                 if (err) {
1336                         dev_err(&btt->nd_btt->dev,
1337                                         "io error in %s sector %lld, len %d,\n",
1338                                         (op_is_write(bio_op(bio))) ? "WRITE" :
1339                                         "READ",
1340                                         (unsigned long long) iter.bi_sector, len);
1341                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(err);
1342                         break;
1343                 }
1344         }
1345         if (do_acct)
1346                 nd_iostat_end(bio, start);
1347
1348         bio_endio(bio);
1349         return BLK_QC_T_NONE;
1350 }
1351
1352 static int btt_rw_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1353                 struct page *page, bool is_write)
1354 {
1355         struct btt *btt = bdev->bd_disk->private_data;
1356         int rc;
1357         unsigned int len;
1358
1359         len = hpage_nr_pages(page) * PAGE_SIZE;
1360         rc = btt_do_bvec(btt, NULL, page, len, 0, is_write, sector);
1361         if (rc == 0)
1362                 page_endio(page, is_write, 0);
1363
1364         return rc;
1365 }
1366
1367
1368 static int btt_getgeo(struct block_device *bd, struct hd_geometry *geo)
1369 {
1370         /* some standard values */
1371         geo->heads = 1 << 6;
1372         geo->sectors = 1 << 5;
1373         geo->cylinders = get_capacity(bd->bd_disk) >> 11;
1374         return 0;
1375 }
1376
1377 static const struct block_device_operations btt_fops = {
1378         .owner =                THIS_MODULE,
1379         .rw_page =              btt_rw_page,
1380         .getgeo =               btt_getgeo,
1381         .revalidate_disk =      nvdimm_revalidate_disk,
1382 };
1383
1384 static int btt_blk_init(struct btt *btt)
1385 {
1386         struct nd_btt *nd_btt = btt->nd_btt;
1387         struct nd_namespace_common *ndns = nd_btt->ndns;
1388
1389         /* create a new disk and request queue for btt */
1390         btt->btt_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
1391         if (!btt->btt_queue)
1392                 return -ENOMEM;
1393
1394         btt->btt_disk = alloc_disk(0);
1395         if (!btt->btt_disk) {
1396                 blk_cleanup_queue(btt->btt_queue);
1397                 return -ENOMEM;
1398         }
1399
1400         nvdimm_namespace_disk_name(ndns, btt->btt_disk->disk_name);
1401         btt->btt_disk->first_minor = 0;
1402         btt->btt_disk->fops = &btt_fops;
1403         btt->btt_disk->private_data = btt;
1404         btt->btt_disk->queue = btt->btt_queue;
1405         btt->btt_disk->flags = GENHD_FL_EXT_DEVT;
1406         btt->btt_disk->queue->backing_dev_info->capabilities |=
1407                         BDI_CAP_SYNCHRONOUS_IO;
1408
1409         blk_queue_make_request(btt->btt_queue, btt_make_request);
1410         blk_queue_logical_block_size(btt->btt_queue, btt->sector_size);
1411         blk_queue_max_hw_sectors(btt->btt_queue, UINT_MAX);
1412         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NONROT, btt->btt_queue);
1413         btt->btt_queue->queuedata = btt;
1414
1415         set_capacity(btt->btt_disk, 0);
1416         device_add_disk(&btt->nd_btt->dev, btt->btt_disk);
1417         if (btt_meta_size(btt)) {
1418                 int rc = nd_integrity_init(btt->btt_disk, btt_meta_size(btt));
1419
1420                 if (rc) {
1421                         del_gendisk(btt->btt_disk);
1422                         put_disk(btt->btt_disk);
1423                         blk_cleanup_queue(btt->btt_queue);
1424                         return rc;
1425                 }
1426         }
1427         set_capacity(btt->btt_disk, btt->nlba * btt->sector_size >> 9);
1428         btt->nd_btt->size = btt->nlba * (u64)btt->sector_size;
1429         revalidate_disk(btt->btt_disk);
1430
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 static void btt_blk_cleanup(struct btt *btt)
1435 {
1436         del_gendisk(btt->btt_disk);
1437         put_disk(btt->btt_disk);
1438         blk_cleanup_queue(btt->btt_queue);
1439 }
1440
1441 /**
1442  * btt_init - initialize a block translation table for the given device
1443  * @nd_btt:     device with BTT geometry and backing device info
1444  * @rawsize:    raw size in bytes of the backing device
1445  * @lbasize:    lba size of the backing device
1446  * @uuid:       A uuid for the backing device - this is stored on media
1447  * @maxlane:    maximum number of parallel requests the device can handle
1448  *
1449  * Initialize a Block Translation Table on a backing device to provide
1450  * single sector power fail atomicity.
1451  *
1452  * Context:
1453  * Might sleep.
1454  *
1455  * Returns:
1456  * Pointer to a new struct btt on success, NULL on failure.
1457  */
1458 static struct btt *btt_init(struct nd_btt *nd_btt, unsigned long long rawsize,
1459                 u32 lbasize, u8 *uuid, struct nd_region *nd_region)
1460 {
1461         int ret;
1462         struct btt *btt;
1463         struct nd_namespace_io *nsio;
1464         struct device *dev = &nd_btt->dev;
1465
1466         btt = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct btt), GFP_KERNEL);
1467         if (!btt)
1468                 return NULL;
1469
1470         btt->nd_btt = nd_btt;
1471         btt->rawsize = rawsize;
1472         btt->lbasize = lbasize;
1473         btt->sector_size = ((lbasize >= 4096) ? 4096 : 512);
1474         INIT_LIST_HEAD(&btt->arena_list);
1475         mutex_init(&btt->init_lock);
1476         btt->nd_region = nd_region;
1477         nsio = to_nd_namespace_io(&nd_btt->ndns->dev);
1478         btt->phys_bb = &nsio->bb;
1479
1480         ret = discover_arenas(btt);
1481         if (ret) {
1482                 dev_err(dev, "init: error in arena_discover: %d\n", ret);
1483                 return NULL;
1484         }
1485
1486         if (btt->init_state != INIT_READY && nd_region->ro) {
1487                 dev_warn(dev, "%s is read-only, unable to init btt metadata\n",
1488                                 dev_name(&nd_region->dev));
1489                 return NULL;
1490         } else if (btt->init_state != INIT_READY) {
1491                 btt->num_arenas = (rawsize / ARENA_MAX_SIZE) +
1492                         ((rawsize % ARENA_MAX_SIZE) ? 1 : 0);
1493                 dev_dbg(dev, "init: %d arenas for %llu rawsize\n",
1494                                 btt->num_arenas, rawsize);
1495
1496                 ret = create_arenas(btt);
1497                 if (ret) {
1498                         dev_info(dev, "init: create_arenas: %d\n", ret);
1499                         return NULL;
1500                 }
1501
1502                 ret = btt_meta_init(btt);
1503                 if (ret) {
1504                         dev_err(dev, "init: error in meta_init: %d\n", ret);
1505                         return NULL;
1506                 }
1507         }
1508
1509         ret = btt_blk_init(btt);
1510         if (ret) {
1511                 dev_err(dev, "init: error in blk_init: %d\n", ret);
1512                 return NULL;
1513         }
1514
1515         btt_debugfs_init(btt);
1516
1517         return btt;
1518 }
1519
1520 /**
1521  * btt_fini - de-initialize a BTT
1522  * @btt:        the BTT handle that was generated by btt_init
1523  *
1524  * De-initialize a Block Translation Table on device removal
1525  *
1526  * Context:
1527  * Might sleep.
1528  */
1529 static void btt_fini(struct btt *btt)
1530 {
1531         if (btt) {
1532                 btt_blk_cleanup(btt);
1533                 free_arenas(btt);
1534                 debugfs_remove_recursive(btt->debugfs_dir);
1535         }
1536 }
1537
1538 int nvdimm_namespace_attach_btt(struct nd_namespace_common *ndns)
1539 {
1540         struct nd_btt *nd_btt = to_nd_btt(ndns->claim);
1541         struct nd_region *nd_region;
1542         struct btt_sb *btt_sb;
1543         struct btt *btt;
1544         size_t rawsize;
1545
1546         if (!nd_btt->uuid || !nd_btt->ndns || !nd_btt->lbasize) {
1547                 dev_dbg(&nd_btt->dev, "incomplete btt configuration\n");
1548                 return -ENODEV;
1549         }
1550
1551         btt_sb = devm_kzalloc(&nd_btt->dev, sizeof(*btt_sb), GFP_KERNEL);
1552         if (!btt_sb)
1553                 return -ENOMEM;
1554
1555         /*
1556          * If this returns < 0, that is ok as it just means there wasn't
1557          * an existing BTT, and we're creating a new one. We still need to
1558          * call this as we need the version dependent fields in nd_btt to be
1559          * set correctly based on the holder class
1560          */
1561         nd_btt_version(nd_btt, ndns, btt_sb);
1562
1563         rawsize = nvdimm_namespace_capacity(ndns) - nd_btt->initial_offset;
1564         if (rawsize < ARENA_MIN_SIZE) {
1565                 dev_dbg(&nd_btt->dev, "%s must be at least %ld bytes\n",
1566                                 dev_name(&ndns->dev),
1567                                 ARENA_MIN_SIZE + nd_btt->initial_offset);
1568                 return -ENXIO;
1569         }
1570         nd_region = to_nd_region(nd_btt->dev.parent);
1571         btt = btt_init(nd_btt, rawsize, nd_btt->lbasize, nd_btt->uuid,
1572                         nd_region);
1573         if (!btt)
1574                 return -ENOMEM;
1575         nd_btt->btt = btt;
1576
1577         return 0;
1578 }
1579 EXPORT_SYMBOL(nvdimm_namespace_attach_btt);
1580
1581 int nvdimm_namespace_detach_btt(struct nd_btt *nd_btt)
1582 {
1583         struct btt *btt = nd_btt->btt;
1584
1585         btt_fini(btt);
1586         nd_btt->btt = NULL;
1587
1588         return 0;
1589 }
1590 EXPORT_SYMBOL(nvdimm_namespace_detach_btt);
1591
1592 static int __init nd_btt_init(void)
1593 {
1594         int rc = 0;
1595
1596         debugfs_root = debugfs_create_dir("btt", NULL);
1597         if (IS_ERR_OR_NULL(debugfs_root))
1598                 rc = -ENXIO;
1599
1600         return rc;
1601 }
1602
1603 static void __exit nd_btt_exit(void)
1604 {
1605         debugfs_remove_recursive(debugfs_root);
1606 }
1607
1608 MODULE_ALIAS_ND_DEVICE(ND_DEVICE_BTT);
1609 MODULE_AUTHOR("Vishal Verma <[email protected]>");
1610 MODULE_LICENSE("GPL v2");
1611 module_init(nd_btt_init);
1612 module_exit(nd_btt_exit);