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/dbuf.h>
  39 #include <sys/dmu_traverse.h>
  40 #include <sys/dsl_dataset.h>
  41 #include <sys/dsl_prop.h>
  42 #include <sys/zap.h>
  43 #include <sys/zil_impl.h>
  44 #include <sys/zio.h>
  45 #include <sys/zfs_rlock.h>
  46 #include <sys/zfs_znode.h>
  47 #include <sys/zvol.h>
  48 #include <linux/blkdev_compat.h>
  49
  50 unsigned int zvol_inhibit_dev = 0;
  51 unsigned int zvol_major = ZVOL_MAJOR;
  52 unsigned int zvol_threads = 32;
  53 unsigned long zvol_max_discard_blocks = 16384;
  54
  55 static taskq_t *zvol_taskq;
  56 static kmutex_t zvol_state_lock;
  57 static list_t zvol_state_list;
  58 static char *zvol_tag = "zvol_tag";
  59
  60 /*
  61  * The in-core state of each volume.
  62  */
  63 typedef struct zvol_state {
  64         char                    zv_name[MAXNAMELEN];    /* name */
  65         uint64_t                zv_volsize;             /* advertised space */
  66         uint64_t                zv_volblocksize;        /* volume block size */
  67         objset_t                *zv_objset;     /* objset handle */
  68         uint32_t                zv_flags;       /* ZVOL_* flags */
  69         uint32_t                zv_open_count;  /* open counts */
  70         uint32_t                zv_changed;     /* disk changed */
  71         zilog_t                 *zv_zilog;      /* ZIL handle */
  72         znode_t                 zv_znode;       /* for range locking */
  73         dmu_buf_t               *zv_dbuf;       /* bonus handle */
  74         dev_t                   zv_dev;         /* device id */
  75         struct gendisk          *zv_disk;       /* generic disk */
  76         struct request_queue    *zv_queue;      /* request queue */
  77         spinlock_t              zv_lock;        /* request queue lock */
  78         list_node_t             zv_next;        /* next zvol_state_t linkage */
  79 } zvol_state_t;
  80
  81 #define ZVOL_RDONLY     0x1
  82
  83 /*
  84  * Find the next available range of ZVOL_MINORS minor numbers.  The
  85  * zvol_state_list is kept in ascending minor order so we simply need
  86  * to scan the list for the first gap in the sequence.  This allows us
  87  * to recycle minor number as devices are created and removed.
  88  */
  89 static int
  90 zvol_find_minor(unsigned *minor)
  91 {
  92         zvol_state_t *zv;
  93
  94         *minor = 0;
  95         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
  96         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
  97             zv = list_next(&zvol_state_list, zv), *minor += ZVOL_MINORS) {
  98                 if (MINOR(zv->zv_dev) != MINOR(*minor))
  99                         break;
 100         }
 101
 102         /* All minors are in use */
 103         if (*minor >= (1 << MINORBITS))
 104                 return (SET_ERROR(ENXIO));
 105
 106         return (0);
 107 }
 108
 109 /*
 110  * Find a zvol_state_t given the full major+minor dev_t.
 111  */
 112 static zvol_state_t *
 113 zvol_find_by_dev(dev_t dev)
 114 {
 115         zvol_state_t *zv;
 116
 117         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 118         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
 119             zv = list_next(&zvol_state_list, zv)) {
 120                 if (zv->zv_dev == dev)
 121                         return (zv);
 122         }
 123
 124         return (NULL);
 125 }
 126
 127 /*
 128  * Find a zvol_state_t given the name provided at zvol_alloc() time.
 129  */
 130 static zvol_state_t *
 131 zvol_find_by_name(const char *name)
 132 {
 133         zvol_state_t *zv;
 134
 135         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 136         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
 137             zv = list_next(&zvol_state_list, zv)) {
 138                 if (strncmp(zv->zv_name, name, MAXNAMELEN) == 0)
 139                         return (zv);
 140         }
 141
 142         return (NULL);
 143 }
 144
 145
 146 /*
 147  * Given a path, return TRUE if path is a ZVOL.
 148  */
 149 boolean_t
 150 zvol_is_zvol(const char *device)
 151 {
 152         struct block_device *bdev;
 153         unsigned int major;
 154
 155         bdev = lookup_bdev(device);
 156         if (IS_ERR(bdev))
 157                 return (B_FALSE);
 158
 159         major = MAJOR(bdev->bd_dev);
 160         bdput(bdev);
 161
 162         if (major == zvol_major)
 163                 return (B_TRUE);
 164
 165         return (B_FALSE);
 166 }
 167
 168 /*
 169  * ZFS_IOC_CREATE callback handles dmu zvol and zap object creation.
 170  */
 171 void
 172 zvol_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
 173 {
 174         zfs_creat_t *zct = arg;
 175         nvlist_t *nvprops = zct->zct_props;
 176         int error;
 177         uint64_t volblocksize, volsize;
 178
 179         VERIFY(nvlist_lookup_uint64(nvprops,
 180             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLSIZE), &volsize) == 0);
 181         if (nvlist_lookup_uint64(nvprops,
 182             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE), &volblocksize) != 0)
 183                 volblocksize = zfs_prop_default_numeric(ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE);
 184
 185         /*
 186          * These properties must be removed from the list so the generic
 187          * property setting step won't apply to them.
 188          */
 189         VERIFY(nvlist_remove_all(nvprops,
 190             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLSIZE)) == 0);
 191         (void) nvlist_remove_all(nvprops,
 192             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE));
 193
 194         error = dmu_object_claim(os, ZVOL_OBJ, DMU_OT_ZVOL, volblocksize,
 195             DMU_OT_NONE, 0, tx);
 196         ASSERT(error == 0);
 197
 198         error = zap_create_claim(os, ZVOL_ZAP_OBJ, DMU_OT_ZVOL_PROP,
 199             DMU_OT_NONE, 0, tx);
 200         ASSERT(error == 0);
 201
 202         error = zap_update(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &volsize, tx);
 203         ASSERT(error == 0);
 204 }
 205
 206 /*
 207  * ZFS_IOC_OBJSET_STATS entry point.
 208  */
 209 int
 210 zvol_get_stats(objset_t *os, nvlist_t *nv)
 211 {
 212         int error;
 213         dmu_object_info_t *doi;
 214         uint64_t val;
 215
 216         error = zap_lookup(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &val);
 217         if (error)
 218                 return (SET_ERROR(error));
 219
 220         dsl_prop_nvlist_add_uint64(nv, ZFS_PROP_VOLSIZE, val);
 221         doi = kmem_alloc(sizeof (dmu_object_info_t), KM_SLEEP);
 222         error = dmu_object_info(os, ZVOL_OBJ, doi);
 223
 224         if (error == 0) {
 225                 dsl_prop_nvlist_add_uint64(nv, ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE,
 226                     doi->doi_data_block_size);
 227         }
 228
 229         kmem_free(doi, sizeof (dmu_object_info_t));
 230
 231         return (SET_ERROR(error));
 232 }
 233
 234 static void
 235 zvol_size_changed(zvol_state_t *zv, uint64_t volsize)
 236 {
 237         struct block_device *bdev;
 238
 239         bdev = bdget_disk(zv->zv_disk, 0);
 240         if (bdev == NULL)
 241                 return;
 242 /*
 243  * 2.6.28 API change
 244  * Added check_disk_size_change() helper function.
 245  */
 246 #ifdef HAVE_CHECK_DISK_SIZE_CHANGE
 247         set_capacity(zv->zv_disk, volsize >> 9);
 248         zv->zv_volsize = volsize;
 249         check_disk_size_change(zv->zv_disk, bdev);
 250 #else
 251         zv->zv_volsize = volsize;
 252         zv->zv_changed = 1;
 253         (void) check_disk_change(bdev);
 254 #endif /* HAVE_CHECK_DISK_SIZE_CHANGE */
 255
 256         bdput(bdev);
 257 }
 258
 259 /*
 260  * Sanity check volume size.
 261  */
 262 int
 263 zvol_check_volsize(uint64_t volsize, uint64_t blocksize)
 264 {
 265         if (volsize == 0)
 266                 return (SET_ERROR(EINVAL));
 267
 268         if (volsize % blocksize != 0)
 269                 return (SET_ERROR(EINVAL));
 270
 271 #ifdef _ILP32
 272         if (volsize - 1 > MAXOFFSET_T)
 273                 return (SET_ERROR(EOVERFLOW));
 274 #endif
 275         return (0);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Ensure the zap is flushed then inform the VFS of the capacity change.
 280  */
 281 static int
 282 zvol_update_volsize(uint64_t volsize, objset_t *os)
 283 {
 284         dmu_tx_t *tx;
 285         int error;
 286
 287         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 288
 289         tx = dmu_tx_create(os);
 290         dmu_tx_hold_zap(tx, ZVOL_ZAP_OBJ, TRUE, NULL);
 291         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 292         if (error) {
 293                 dmu_tx_abort(tx);
 294                 return (SET_ERROR(error));
 295         }
 296
 297         error = zap_update(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1,
 298             &volsize, tx);
 299         dmu_tx_commit(tx);
 300
 301         if (error == 0)
 302                 error = dmu_free_long_range(os,
 303                     ZVOL_OBJ, volsize, DMU_OBJECT_END);
 304
 305         return (error);
 306 }
 307
 308 static int
 309 zvol_update_live_volsize(zvol_state_t *zv, uint64_t volsize)
 310 {
 311         zvol_size_changed(zv, volsize);
 312
 313         /*
 314          * We should post a event here describing the expansion.  However,
 315          * the zfs_ereport_post() interface doesn't nicely support posting
 316          * events for zvols, it assumes events relate to vdevs or zios.
 317          */
 318
 319         return (0);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Set ZFS_PROP_VOLSIZE set entry point.
 324  */
 325 int
 326 zvol_set_volsize(const char *name, uint64_t volsize)
 327 {
 328         zvol_state_t *zv = NULL;
 329         objset_t *os = NULL;
 330         int error;
 331         dmu_object_info_t *doi;
 332         uint64_t readonly;
 333         boolean_t owned = B_FALSE;
 334
 335         error = dsl_prop_get_integer(name,
 336             zfs_prop_to_name(ZFS_PROP_READONLY), &readonly, NULL);
 337         if (error != 0)
 338                 return (SET_ERROR(error));
 339         if (readonly)
 340                 return (SET_ERROR(EROFS));
 341
 342         mutex_enter(&zvol_state_lock);
 343         zv = zvol_find_by_name(name);
 344
 345         if (zv == NULL || zv->zv_objset == NULL) {
 346                 if ((error = dmu_objset_own(name, DMU_OST_ZVOL, B_FALSE,
 347                     FTAG, &os)) != 0) {
 348                         mutex_exit(&zvol_state_lock);
 349                         return (SET_ERROR(error));
 350                 }
 351                 owned = B_TRUE;
 352                 if (zv != NULL)
 353                         zv->zv_objset = os;
 354         } else {
 355                 os = zv->zv_objset;
 356         }
 357
 358         doi = kmem_alloc(sizeof (dmu_object_info_t), KM_SLEEP);
 359
 360         if ((error = dmu_object_info(os, ZVOL_OBJ, doi)) ||
 361             (error = zvol_check_volsize(volsize, doi->doi_data_block_size)))
 362                 goto out;
 363
 364         error = zvol_update_volsize(volsize, os);
 365         kmem_free(doi, sizeof (dmu_object_info_t));
 366
 367         if (error == 0 && zv != NULL)
 368                 error = zvol_update_live_volsize(zv, volsize);
 369 out:
 370         if (owned) {
 371                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
 372                 if (zv != NULL)
 373                         zv->zv_objset = NULL;
 374         }
 375         mutex_exit(&zvol_state_lock);
 376         return (error);
 377 }
 378
 379 /*
 380  * Sanity check volume block size.
 381  */
 382 int
 383 zvol_check_volblocksize(uint64_t volblocksize)
 384 {
 385         if (volblocksize < SPA_MINBLOCKSIZE ||
 386             volblocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE ||
 387             !ISP2(volblocksize))
 388                 return (SET_ERROR(EDOM));
 389
 390         return (0);
 391 }
 392
 393 /*
 394  * Set ZFS_PROP_VOLBLOCKSIZE set entry point.
 395  */
 396 int
 397 zvol_set_volblocksize(const char *name, uint64_t volblocksize)
 398 {
 399         zvol_state_t *zv;
 400         dmu_tx_t *tx;
 401         int error;
 402
 403         mutex_enter(&zvol_state_lock);
 404
 405         zv = zvol_find_by_name(name);
 406         if (zv == NULL) {
 407                 error = SET_ERROR(ENXIO);
 408                 goto out;
 409         }
 410
 411         if (zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY) {
 412                 error = SET_ERROR(EROFS);
 413                 goto out;
 414         }
 415
 416         tx = dmu_tx_create(zv->zv_objset);
 417         dmu_tx_hold_bonus(tx, ZVOL_OBJ);
 418         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 419         if (error) {
 420                 dmu_tx_abort(tx);
 421         } else {
 422                 error = dmu_object_set_blocksize(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ,
 423                     volblocksize, 0, tx);
 424                 if (error == ENOTSUP)
 425                         error = SET_ERROR(EBUSY);
 426                 dmu_tx_commit(tx);
 427                 if (error == 0)
 428                         zv->zv_volblocksize = volblocksize;
 429         }
 430 out:
 431         mutex_exit(&zvol_state_lock);
 432
 433         return (SET_ERROR(error));
 434 }
 435
 436 /*
 437  * Replay a TX_WRITE ZIL transaction that didn't get committed
 438  * after a system failure
 439  */
 440 static int
 441 zvol_replay_write(zvol_state_t *zv, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
 442 {
 443         objset_t *os = zv->zv_objset;
 444         char *data = (char *)(lr + 1);  /* data follows lr_write_t */
 445         uint64_t off = lr->lr_offset;
 446         uint64_t len = lr->lr_length;
 447         dmu_tx_t *tx;
 448         int error;
 449
 450         if (byteswap)
 451                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
 452
 453         tx = dmu_tx_create(os);
 454         dmu_tx_hold_write(tx, ZVOL_OBJ, off, len);
 455         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 456         if (error) {
 457                 dmu_tx_abort(tx);
 458         } else {
 459                 dmu_write(os, ZVOL_OBJ, off, len, data, tx);
 460                 dmu_tx_commit(tx);
 461         }
 462
 463         return (SET_ERROR(error));
 464 }
 465
 466 static int
 467 zvol_replay_err(zvol_state_t *zv, lr_t *lr, boolean_t byteswap)
 468 {
 469         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
 470 }
 471
 472 /*
 473  * Callback vectors for replaying records.
 474  * Only TX_WRITE is needed for zvol.
 475  */
 476 zil_replay_func_t zvol_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
 477         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* no such transaction type */
 478         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_CREATE */
 479         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_MKDIR */
 480         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_MKXATTR */
 481         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_SYMLINK */
 482         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_REMOVE */
 483         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_RMDIR */
 484         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_LINK */
 485         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_RENAME */
 486         (zil_replay_func_t)zvol_replay_write,   /* TX_WRITE */
 487         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_TRUNCATE */
 488         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_SETATTR */
 489         (zil_replay_func_t)zvol_replay_err,     /* TX_ACL */
 490 };
 491
 492 /*
 493  * zvol_log_write() handles synchronous writes using TX_WRITE ZIL transactions.
 494  *
 495  * We store data in the log buffers if it's small enough.
 496  * Otherwise we will later flush the data out via dmu_sync().
 497  */
 498 ssize_t zvol_immediate_write_sz = 32768;
 499
 500 static void
 501 zvol_log_write(zvol_state_t *zv, dmu_tx_t *tx, uint64_t offset,
 502     uint64_t size, int sync)
 503 {
 504         uint32_t blocksize = zv->zv_volblocksize;
 505         zilog_t *zilog = zv->zv_zilog;
 506         boolean_t slogging;
 507         ssize_t immediate_write_sz;
 508
 509         if (zil_replaying(zilog, tx))
 510                 return;
 511
 512         immediate_write_sz = (zilog->zl_logbias == ZFS_LOGBIAS_THROUGHPUT)
 513                 ? 0 : zvol_immediate_write_sz;
 514         slogging = spa_has_slogs(zilog->zl_spa) &&
 515                 (zilog->zl_logbias == ZFS_LOGBIAS_LATENCY);
 516
 517         while (size) {
 518                 itx_t *itx;
 519                 lr_write_t *lr;
 520                 ssize_t len;
 521                 itx_wr_state_t write_state;
 522
 523                 /*
 524                  * Unlike zfs_log_write() we can be called with
 525                  * up to DMU_MAX_ACCESS/2 (5MB) writes.
 526                  */
 527                 if (blocksize > immediate_write_sz && !slogging &&
 528                     size >= blocksize && offset % blocksize == 0) {
 529                         write_state = WR_INDIRECT; /* uses dmu_sync */
 530                         len = blocksize;
 531                 } else if (sync) {
 532                         write_state = WR_COPIED;
 533                         len = MIN(ZIL_MAX_LOG_DATA, size);
 534                 } else {
 535                         write_state = WR_NEED_COPY;
 536                         len = MIN(ZIL_MAX_LOG_DATA, size);
 537                 }
 538
 539                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr) +
 540                     (write_state == WR_COPIED ? len : 0));
 541                 lr = (lr_write_t *)&itx->itx_lr;
 542                 if (write_state == WR_COPIED && dmu_read(zv->zv_objset,
 543                     ZVOL_OBJ, offset, len, lr+1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
 544                         zil_itx_destroy(itx);
 545                         itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
 546                         lr = (lr_write_t *)&itx->itx_lr;
 547                         write_state = WR_NEED_COPY;
 548                 }
 549
 550                 itx->itx_wr_state = write_state;
 551                 if (write_state == WR_NEED_COPY)
 552                         itx->itx_sod += len;
 553                 lr->lr_foid = ZVOL_OBJ;
 554                 lr->lr_offset = offset;
 555                 lr->lr_length = len;
 556                 lr->lr_blkoff = 0;
 557                 BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
 558
 559                 itx->itx_private = zv;
 560                 itx->itx_sync = sync;
 561
 562                 (void) zil_itx_assign(zilog, itx, tx);
 563
 564                 offset += len;
 565                 size -= len;
 566         }
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Common write path running under the zvol taskq context.  This function
 571  * is responsible for copying the request structure data in to the DMU and
 572  * signaling the request queue with the result of the copy.
 573  */
 574 static void
 575 zvol_write(void *arg)
 576 {
 577         struct request *req = (struct request *)arg;
 578         struct request_queue *q = req->q;
 579         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 580         fstrans_cookie_t cookie = spl_fstrans_mark();
 581         uint64_t offset = blk_rq_pos(req) << 9;
 582         uint64_t size = blk_rq_bytes(req);
 583         int error = 0;
 584         dmu_tx_t *tx;
 585         rl_t *rl;
 586
 587         if (req->cmd_flags & VDEV_REQ_FLUSH)
 588                 zil_commit(zv->zv_zilog, ZVOL_OBJ);
 589
 590         /*
 591          * Some requests are just for flush and nothing else.
 592          */
 593         if (size == 0) {
 594                 error = 0;
 595                 goto out;
 596         }
 597
 598         rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, offset, size, RL_WRITER);
 599
 600         tx = dmu_tx_create(zv->zv_objset);
 601         dmu_tx_hold_write(tx, ZVOL_OBJ, offset, size);
 602
 603         /* This will only fail for ENOSPC */
 604         error = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 605         if (error) {
 606                 dmu_tx_abort(tx);
 607                 zfs_range_unlock(rl);
 608                 goto out;
 609         }
 610
 611         error = dmu_write_req(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ, req, tx);
 612         if (error == 0)
 613                 zvol_log_write(zv, tx, offset, size,
 614                     req->cmd_flags & VDEV_REQ_FUA);
 615
 616         dmu_tx_commit(tx);
 617         zfs_range_unlock(rl);
 618
 619         if ((req->cmd_flags & VDEV_REQ_FUA) ||
 620             zv->zv_objset->os_sync == ZFS_SYNC_ALWAYS)
 621                 zil_commit(zv->zv_zilog, ZVOL_OBJ);
 622
 623 out:
 624         blk_end_request(req, -error, size);
 625         spl_fstrans_unmark(cookie);
 626 }
 627
 628 #ifdef HAVE_BLK_QUEUE_DISCARD
 629 static void
 630 zvol_discard(void *arg)
 631 {
 632         struct request *req = (struct request *)arg;
 633         struct request_queue *q = req->q;
 634         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 635         fstrans_cookie_t cookie = spl_fstrans_mark();
 636         uint64_t start = blk_rq_pos(req) << 9;
 637         uint64_t end = start + blk_rq_bytes(req);
 638         int error;
 639         rl_t *rl;
 640
 641         if (end > zv->zv_volsize) {
 642                 error = EIO;
 643                 goto out;
 644         }
 645
 646         /*
 647          * Align the request to volume block boundaries. If we don't,
 648          * then this will force dnode_free_range() to zero out the
 649          * unaligned parts, which is slow (read-modify-write) and
 650          * useless since we are not freeing any space by doing so.
 651          */
 652         start = P2ROUNDUP(start, zv->zv_volblocksize);
 653         end = P2ALIGN(end, zv->zv_volblocksize);
 654
 655         if (start >= end) {
 656                 error = 0;
 657                 goto out;
 658         }
 659
 660         rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, start, end - start, RL_WRITER);
 661
 662         error = dmu_free_long_range(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ, start, end-start);
 663
 664         /*
 665          * TODO: maybe we should add the operation to the log.
 666          */
 667
 668         zfs_range_unlock(rl);
 669 out:
 670         blk_end_request(req, -error, blk_rq_bytes(req));
 671         spl_fstrans_unmark(cookie);
 672 }
 673 #endif /* HAVE_BLK_QUEUE_DISCARD */
 674
 675 /*
 676  * Common read path running under the zvol taskq context.  This function
 677  * is responsible for copying the requested data out of the DMU and in to
 678  * a linux request structure.  It then must signal the request queue with
 679  * an error code describing the result of the copy.
 680  */
 681 static void
 682 zvol_read(void *arg)
 683 {
 684         struct request *req = (struct request *)arg;
 685         struct request_queue *q = req->q;
 686         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 687         fstrans_cookie_t cookie = spl_fstrans_mark();
 688         uint64_t offset = blk_rq_pos(req) << 9;
 689         uint64_t size = blk_rq_bytes(req);
 690         int error;
 691         rl_t *rl;
 692
 693         if (size == 0) {
 694                 error = 0;
 695                 goto out;
 696         }
 697
 698         rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, offset, size, RL_READER);
 699
 700         error = dmu_read_req(zv->zv_objset, ZVOL_OBJ, req);
 701
 702         zfs_range_unlock(rl);
 703
 704         /* convert checksum errors into IO errors */
 705         if (error == ECKSUM)
 706                 error = SET_ERROR(EIO);
 707
 708 out:
 709         blk_end_request(req, -error, size);
 710         spl_fstrans_unmark(cookie);
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Request will be added back to the request queue and retried if
 715  * it cannot be immediately dispatched to the taskq for handling
 716  */
 717 static inline void
 718 zvol_dispatch(task_func_t func, struct request *req)
 719 {
 720         if (!taskq_dispatch(zvol_taskq, func, (void *)req, TQ_NOSLEEP))
 721                 blk_requeue_request(req->q, req);
 722 }
 723
 724 /*
 725  * Common request path.  Rather than registering a custom make_request()
 726  * function we use the generic Linux version.  This is done because it allows
 727  * us to easily merge read requests which would otherwise we performed
 728  * synchronously by the DMU.  This is less critical in write case where the
 729  * DMU will perform the correct merging within a transaction group.  Using
 730  * the generic make_request() also let's use leverage the fact that the
 731  * elevator with ensure correct ordering in regards to barrior IOs.  On
 732  * the downside it means that in the write case we end up doing request
 733  * merging twice once in the elevator and once in the DMU.
 734  *
 735  * The request handler is called under a spin lock so all the real work
 736  * is handed off to be done in the context of the zvol taskq.  This function
 737  * simply performs basic request sanity checking and hands off the request.
 738  */
 739 static void
 740 zvol_request(struct request_queue *q)
 741 {
 742         zvol_state_t *zv = q->queuedata;
 743         struct request *req;
 744         unsigned int size;
 745
 746         while ((req = blk_fetch_request(q)) != NULL) {
 747                 size = blk_rq_bytes(req);
 748
 749                 if (size != 0 && blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) >
 750                     get_capacity(zv->zv_disk)) {
 751                         printk(KERN_INFO
 752                             "%s: bad access: block=%llu, count=%lu\n",
 753                             req->rq_disk->disk_name,
 754                             (long long unsigned)blk_rq_pos(req),
 755                             (long unsigned)blk_rq_sectors(req));
 756                         __blk_end_request(req, -EIO, size);
 757                         continue;
 758                 }
 759
 760                 if (!blk_fs_request(req)) {
 761                         printk(KERN_INFO "%s: non-fs cmd\n",
 762                             req->rq_disk->disk_name);
 763                         __blk_end_request(req, -EIO, size);
 764                         continue;
 765                 }
 766
 767                 switch ((int)rq_data_dir(req)) {
 768                 case READ:
 769                         zvol_dispatch(zvol_read, req);
 770                         break;
 771                 case WRITE:
 772                         if (unlikely(zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY)) {
 773                                 __blk_end_request(req, -EROFS, size);
 774                                 break;
 775                         }
 776
 777 #ifdef HAVE_BLK_QUEUE_DISCARD
 778                         if (req->cmd_flags & VDEV_REQ_DISCARD) {
 779                                 zvol_dispatch(zvol_discard, req);
 780                                 break;
 781                         }
 782 #endif /* HAVE_BLK_QUEUE_DISCARD */
 783
 784                         zvol_dispatch(zvol_write, req);
 785                         break;
 786                 default:
 787                         printk(KERN_INFO "%s: unknown cmd: %d\n",
 788                             req->rq_disk->disk_name, (int)rq_data_dir(req));
 789                         __blk_end_request(req, -EIO, size);
 790                         break;
 791                 }
 792         }
 793 }
 794
 795 static void
 796 zvol_get_done(zgd_t *zgd, int error)
 797 {
 798         if (zgd->zgd_db)
 799                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
 800
 801         zfs_range_unlock(zgd->zgd_rl);
 802
 803         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
 804                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
 805
 806         kmem_free(zgd, sizeof (zgd_t));
 807 }
 808
 809 /*
 810  * Get data to generate a TX_WRITE intent log record.
 811  */
 812 static int
 813 zvol_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
 814 {
 815         zvol_state_t *zv = arg;
 816         objset_t *os = zv->zv_objset;
 817         uint64_t object = ZVOL_OBJ;
 818         uint64_t offset = lr->lr_offset;
 819         uint64_t size = lr->lr_length;
 820         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
 821         dmu_buf_t *db;
 822         zgd_t *zgd;
 823         int error;
 824
 825         ASSERT(zio != NULL);
 826         ASSERT(size != 0);
 827
 828         zgd = (zgd_t *)kmem_zalloc(sizeof (zgd_t), KM_SLEEP);
 829         zgd->zgd_zilog = zv->zv_zilog;
 830         zgd->zgd_rl = zfs_range_lock(&zv->zv_znode, offset, size, RL_READER);
 831
 832         /*
 833          * Write records come in two flavors: immediate and indirect.
 834          * For small writes it's cheaper to store the data with the
 835          * log record (immediate); for large writes it's cheaper to
 836          * sync the data and get a pointer to it (indirect) so that
 837          * we don't have to write the data twice.
 838          */
 839         if (buf != NULL) { /* immediate write */
 840                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
 841                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
 842         } else {
 843                 size = zv->zv_volblocksize;
 844                 offset = P2ALIGN_TYPED(offset, size, uint64_t);
 845                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
 846                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
 847                 if (error == 0) {
 848                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
 849                         if (obp) {
 850                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
 851                                 *bp = *obp;
 852                         }
 853
 854                         zgd->zgd_db = db;
 855                         zgd->zgd_bp = &lr->lr_blkptr;
 856
 857                         ASSERT(db != NULL);
 858                         ASSERT(db->db_offset == offset);
 859                         ASSERT(db->db_size == size);
 860
 861                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
 862                             zvol_get_done, zgd);
 863
 864                         if (error == 0)
 865                                 return (0);
 866                 }
 867         }
 868
 869         zvol_get_done(zgd, error);
 870
 871         return (SET_ERROR(error));
 872 }
 873
 874 /*
 875  * The zvol_state_t's are inserted in increasing MINOR(dev_t) order.
 876  */
 877 static void
 878 zvol_insert(zvol_state_t *zv_insert)
 879 {
 880         zvol_state_t *zv = NULL;
 881
 882         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 883         ASSERT3U(MINOR(zv_insert->zv_dev) & ZVOL_MINOR_MASK, ==, 0);
 884         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL;
 885             zv = list_next(&zvol_state_list, zv)) {
 886                 if (MINOR(zv->zv_dev) > MINOR(zv_insert->zv_dev))
 887                         break;
 888         }
 889
 890         list_insert_before(&zvol_state_list, zv, zv_insert);
 891 }
 892
 893 /*
 894  * Simply remove the zvol from to list of zvols.
 895  */
 896 static void
 897 zvol_remove(zvol_state_t *zv_remove)
 898 {
 899         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
 900         list_remove(&zvol_state_list, zv_remove);
 901 }
 902
 903 static int
 904 zvol_first_open(zvol_state_t *zv)
 905 {
 906         objset_t *os;
 907         uint64_t volsize;
 908         int locked = 0;
 909         int error;
 910         uint64_t ro;
 911
 912         /*
 913          * In all other cases the spa_namespace_lock is taken before the
 914          * bdev->bd_mutex lock.  But in this case the Linux __blkdev_get()
 915          * function calls fops->open() with the bdev->bd_mutex lock held.
 916          *
 917          * To avoid a potential lock inversion deadlock we preemptively
 918          * try to take the spa_namespace_lock().  Normally it will not
 919          * be contended and this is safe because spa_open_common() handles
 920          * the case where the caller already holds the spa_namespace_lock.
 921          *
 922          * When it is contended we risk a lock inversion if we were to
 923          * block waiting for the lock.  Luckily, the __blkdev_get()
 924          * function allows us to return -ERESTARTSYS which will result in
 925          * bdev->bd_mutex being dropped, reacquired, and fops->open() being
 926          * called again.  This process can be repeated safely until both
 927          * locks are acquired.
 928          */
 929         if (!mutex_owned(&spa_namespace_lock)) {
 930                 locked = mutex_tryenter(&spa_namespace_lock);
 931                 if (!locked)
 932                         return (-SET_ERROR(ERESTARTSYS));
 933         }
 934
 935         error = dsl_prop_get_integer(zv->zv_name, "readonly", &ro, NULL);
 936         if (error)
 937                 goto out_mutex;
 938
 939         /* lie and say we're read-only */
 940         error = dmu_objset_own(zv->zv_name, DMU_OST_ZVOL, 1, zvol_tag, &os);
 941         if (error)
 942                 goto out_mutex;
 943
 944         error = zap_lookup(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &volsize);
 945         if (error) {
 946                 dmu_objset_disown(os, zvol_tag);
 947                 goto out_mutex;
 948         }
 949
 950         zv->zv_objset = os;
 951         error = dmu_bonus_hold(os, ZVOL_OBJ, zvol_tag, &zv->zv_dbuf);
 952         if (error) {
 953                 dmu_objset_disown(os, zvol_tag);
 954                 goto out_mutex;
 955         }
 956
 957         set_capacity(zv->zv_disk, volsize >> 9);
 958         zv->zv_volsize = volsize;
 959         zv->zv_zilog = zil_open(os, zvol_get_data);
 960
 961         if (ro || dmu_objset_is_snapshot(os) ||
 962             !spa_writeable(dmu_objset_spa(os))) {
 963                 set_disk_ro(zv->zv_disk, 1);
 964                 zv->zv_flags |= ZVOL_RDONLY;
 965         } else {
 966                 set_disk_ro(zv->zv_disk, 0);
 967                 zv->zv_flags &= ~ZVOL_RDONLY;
 968         }
 969
 970 out_mutex:
 971         if (locked)
 972                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 973
 974         return (SET_ERROR(-error));
 975 }
 976
 977 static void
 978 zvol_last_close(zvol_state_t *zv)
 979 {
 980         zil_close(zv->zv_zilog);
 981         zv->zv_zilog = NULL;
 982
 983         dmu_buf_rele(zv->zv_dbuf, zvol_tag);
 984         zv->zv_dbuf = NULL;
 985
 986         /*
 987          * Evict cached data
 988          */
 989         if (dsl_dataset_is_dirty(dmu_objset_ds(zv->zv_objset)) &&
 990             !(zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY))
 991                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(zv->zv_objset), 0);
 992         (void) dmu_objset_evict_dbufs(zv->zv_objset);
 993
 994         dmu_objset_disown(zv->zv_objset, zvol_tag);
 995         zv->zv_objset = NULL;
 996 }
 997
 998 static int
 999 zvol_open(struct block_device *bdev, fmode_t flag)
1000 {
1001         zvol_state_t *zv = bdev->bd_disk->private_data;
1002         int error = 0, drop_mutex = 0;
1003
1004         /*
1005          * If the caller is already holding the mutex do not take it
1006          * again, this will happen as part of zvol_create_minor().
1007          * Once add_disk() is called the device is live and the kernel
1008          * will attempt to open it to read the partition information.
1009          */
1010         if (!mutex_owned(&zvol_state_lock)) {
1011                 mutex_enter(&zvol_state_lock);
1012                 drop_mutex = 1;
1013         }
1014
1015         ASSERT3P(zv, !=, NULL);
1016
1017         if (zv->zv_open_count == 0) {
1018                 error = zvol_first_open(zv);
1019                 if (error)
1020                         goto out_mutex;
1021         }
1022
1023         if ((flag & FMODE_WRITE) && (zv->zv_flags & ZVOL_RDONLY)) {
1024                 error = -EROFS;
1025                 goto out_open_count;
1026         }
1027
1028         zv->zv_open_count++;
1029
1030 out_open_count:
1031         if (zv->zv_open_count == 0)
1032                 zvol_last_close(zv);
1033
1034 out_mutex:
1035         if (drop_mutex)
1036                 mutex_exit(&zvol_state_lock);
1037
1038         check_disk_change(bdev);
1039
1040         return (SET_ERROR(error));
1041 }
1042
1043 #ifdef HAVE_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS_RELEASE_VOID
1044 static void
1045 #else
1046 static int
1047 #endif
1048 zvol_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
1049 {
1050         zvol_state_t *zv = disk->private_data;
1051         int drop_mutex = 0;
1052
1053         if (!mutex_owned(&zvol_state_lock)) {
1054                 mutex_enter(&zvol_state_lock);
1055                 drop_mutex = 1;
1056         }
1057
1058         if (zv->zv_open_count > 0) {
1059                 zv->zv_open_count--;
1060                 if (zv->zv_open_count == 0)
1061                         zvol_last_close(zv);
1062         }
1063
1064         if (drop_mutex)
1065                 mutex_exit(&zvol_state_lock);
1066
1067 #ifndef HAVE_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS_RELEASE_VOID
1068         return (0);
1069 #endif
1070 }
1071
1072 static int
1073 zvol_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1074     unsigned int cmd, unsigned long arg)
1075 {
1076         zvol_state_t *zv = bdev->bd_disk->private_data;
1077         int error = 0;
1078
1079         if (zv == NULL)
1080                 return (SET_ERROR(-ENXIO));
1081
1082         switch (cmd) {
1083         case BLKFLSBUF:
1084                 zil_commit(zv->zv_zilog, ZVOL_OBJ);
1085                 break;
1086         case BLKZNAME:
1087                 error = copy_to_user((void *)arg, zv->zv_name, MAXNAMELEN);
1088                 break;
1089
1090         default:
1091                 error = -ENOTTY;
1092                 break;
1093
1094         }
1095
1096         return (SET_ERROR(error));
1097 }
1098
1099 #ifdef CONFIG_COMPAT
1100 static int
1101 zvol_compat_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
1102     unsigned cmd, unsigned long arg)
1103 {
1104         return (zvol_ioctl(bdev, mode, cmd, arg));
1105 }
1106 #else
1107 #define zvol_compat_ioctl       NULL
1108 #endif
1109
1110 static int zvol_media_changed(struct gendisk *disk)
1111 {
1112         zvol_state_t *zv = disk->private_data;
1113
1114         return (zv->zv_changed);
1115 }
1116
1117 static int zvol_revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1118 {
1119         zvol_state_t *zv = disk->private_data;
1120
1121         zv->zv_changed = 0;
1122         set_capacity(zv->zv_disk, zv->zv_volsize >> 9);
1123
1124         return (0);
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Provide a simple virtual geometry for legacy compatibility.  For devices
1129  * smaller than 1 MiB a small head and sector count is used to allow very
1130  * tiny devices.  For devices over 1 Mib a standard head and sector count
1131  * is used to keep the cylinders count reasonable.
1132  */
1133 static int
1134 zvol_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
1135 {
1136         zvol_state_t *zv = bdev->bd_disk->private_data;
1137         sector_t sectors = get_capacity(zv->zv_disk);
1138
1139         if (sectors > 2048) {
1140                 geo->heads = 16;
1141                 geo->sectors = 63;
1142         } else {
1143                 geo->heads = 2;
1144                 geo->sectors = 4;
1145         }
1146
1147         geo->start = 0;
1148         geo->cylinders = sectors / (geo->heads * geo->sectors);
1149
1150         return (0);
1151 }
1152
1153 static struct kobject *
1154 zvol_probe(dev_t dev, int *part, void *arg)
1155 {
1156         zvol_state_t *zv;
1157         struct kobject *kobj;
1158
1159         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1160         zv = zvol_find_by_dev(dev);
1161         kobj = zv ? get_disk(zv->zv_disk) : NULL;
1162         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1163
1164         return (kobj);
1165 }
1166
1167 #ifdef HAVE_BDEV_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS
1168 static struct block_device_operations zvol_ops = {
1169         .open                   = zvol_open,
1170         .release                = zvol_release,
1171         .ioctl                  = zvol_ioctl,
1172         .compat_ioctl           = zvol_compat_ioctl,
1173         .media_changed          = zvol_media_changed,
1174         .revalidate_disk        = zvol_revalidate_disk,
1175         .getgeo                 = zvol_getgeo,
1176         .owner                  = THIS_MODULE,
1177 };
1178
1179 #else /* HAVE_BDEV_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS */
1180
1181 static int
1182 zvol_open_by_inode(struct inode *inode, struct file *file)
1183 {
1184         return (zvol_open(inode->i_bdev, file->f_mode));
1185 }
1186
1187 static int
1188 zvol_release_by_inode(struct inode *inode, struct file *file)
1189 {
1190         return (zvol_release(inode->i_bdev->bd_disk, file->f_mode));
1191 }
1192
1193 static int
1194 zvol_ioctl_by_inode(struct inode *inode, struct file *file,
1195     unsigned int cmd, unsigned long arg)
1196 {
1197         if (file == NULL || inode == NULL)
1198                 return (SET_ERROR(-EINVAL));
1199
1200         return (zvol_ioctl(inode->i_bdev, file->f_mode, cmd, arg));
1201 }
1202
1203 #ifdef CONFIG_COMPAT
1204 static long
1205 zvol_compat_ioctl_by_inode(struct file *file,
1206     unsigned int cmd, unsigned long arg)
1207 {
1208         if (file == NULL)
1209                 return (SET_ERROR(-EINVAL));
1210
1211         return (zvol_compat_ioctl(file->f_dentry->d_inode->i_bdev,
1212             file->f_mode, cmd, arg));
1213 }
1214 #else
1215 #define zvol_compat_ioctl_by_inode      NULL
1216 #endif
1217
1218 static struct block_device_operations zvol_ops = {
1219         .open                   = zvol_open_by_inode,
1220         .release                = zvol_release_by_inode,
1221         .ioctl                  = zvol_ioctl_by_inode,
1222         .compat_ioctl           = zvol_compat_ioctl_by_inode,
1223         .media_changed          = zvol_media_changed,
1224         .revalidate_disk        = zvol_revalidate_disk,
1225         .getgeo                 = zvol_getgeo,
1226         .owner                  = THIS_MODULE,
1227 };
1228 #endif /* HAVE_BDEV_BLOCK_DEVICE_OPERATIONS */
1229
1230 /*
1231  * Allocate memory for a new zvol_state_t and setup the required
1232  * request queue and generic disk structures for the block device.
1233  */
1234 static zvol_state_t *
1235 zvol_alloc(dev_t dev, const char *name)
1236 {
1237         zvol_state_t *zv;
1238         int error = 0;
1239
1240         zv = kmem_zalloc(sizeof (zvol_state_t), KM_SLEEP);
1241
1242         spin_lock_init(&zv->zv_lock);
1243         list_link_init(&zv->zv_next);
1244
1245         zv->zv_queue = blk_init_queue(zvol_request, &zv->zv_lock);
1246         if (zv->zv_queue == NULL)
1247                 goto out_kmem;
1248
1249 #ifdef HAVE_ELEVATOR_CHANGE
1250         error = elevator_change(zv->zv_queue, "noop");
1251 #endif /* HAVE_ELEVATOR_CHANGE */
1252         if (error) {
1253                 printk("ZFS: Unable to set \"%s\" scheduler for zvol %s: %d\n",
1254                     "noop", name, error);
1255                 goto out_queue;
1256         }
1257
1258 #ifdef HAVE_BLK_QUEUE_FLUSH
1259         blk_queue_flush(zv->zv_queue, VDEV_REQ_FLUSH | VDEV_REQ_FUA);
1260 #else
1261         blk_queue_ordered(zv->zv_queue, QUEUE_ORDERED_DRAIN, NULL);
1262 #endif /* HAVE_BLK_QUEUE_FLUSH */
1263
1264         zv->zv_disk = alloc_disk(ZVOL_MINORS);
1265         if (zv->zv_disk == NULL)
1266                 goto out_queue;
1267
1268         zv->zv_queue->queuedata = zv;
1269         zv->zv_dev = dev;
1270         zv->zv_open_count = 0;
1271         strlcpy(zv->zv_name, name, MAXNAMELEN);
1272
1273         mutex_init(&zv->zv_znode.z_range_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1274         avl_create(&zv->zv_znode.z_range_avl, zfs_range_compare,
1275             sizeof (rl_t), offsetof(rl_t, r_node));
1276         zv->zv_znode.z_is_zvol = TRUE;
1277
1278         zv->zv_disk->major = zvol_major;
1279         zv->zv_disk->first_minor = (dev & MINORMASK);
1280         zv->zv_disk->fops = &zvol_ops;
1281         zv->zv_disk->private_data = zv;
1282         zv->zv_disk->queue = zv->zv_queue;
1283         snprintf(zv->zv_disk->disk_name, DISK_NAME_LEN, "%s%d",
1284             ZVOL_DEV_NAME, (dev & MINORMASK));
1285
1286         return (zv);
1287
1288 out_queue:
1289         blk_cleanup_queue(zv->zv_queue);
1290 out_kmem:
1291         kmem_free(zv, sizeof (zvol_state_t));
1292
1293         return (NULL);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Cleanup then free a zvol_state_t which was created by zvol_alloc().
1298  */
1299 static void
1300 zvol_free(zvol_state_t *zv)
1301 {
1302         avl_destroy(&zv->zv_znode.z_range_avl);
1303         mutex_destroy(&zv->zv_znode.z_range_lock);
1304
1305         del_gendisk(zv->zv_disk);
1306         blk_cleanup_queue(zv->zv_queue);
1307         put_disk(zv->zv_disk);
1308
1309         kmem_free(zv, sizeof (zvol_state_t));
1310 }
1311
1312 static int
1313 __zvol_snapdev_hidden(const char *name)
1314 {
1315         uint64_t snapdev;
1316         char *parent;
1317         char *atp;
1318         int error = 0;
1319
1320         parent = kmem_alloc(MAXPATHLEN, KM_SLEEP);
1321         (void) strlcpy(parent, name, MAXPATHLEN);
1322
1323         if ((atp = strrchr(parent, '@')) != NULL) {
1324                 *atp = '\0';
1325                 error = dsl_prop_get_integer(parent, "snapdev", &snapdev, NULL);
1326                 if ((error == 0) && (snapdev == ZFS_SNAPDEV_HIDDEN))
1327                         error = SET_ERROR(ENODEV);
1328         }
1329
1330         kmem_free(parent, MAXPATHLEN);
1331
1332         return (SET_ERROR(error));
1333 }
1334
1335 static int
1336 __zvol_create_minor(const char *name, boolean_t ignore_snapdev)
1337 {
1338         zvol_state_t *zv;
1339         objset_t *os;
1340         dmu_object_info_t *doi;
1341         uint64_t volsize;
1342         unsigned minor = 0;
1343         int error = 0;
1344
1345         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
1346
1347         zv = zvol_find_by_name(name);
1348         if (zv) {
1349                 error = SET_ERROR(EEXIST);
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         if (ignore_snapdev == B_FALSE) {
1354                 error = __zvol_snapdev_hidden(name);
1355                 if (error)
1356                         goto out;
1357         }
1358
1359         doi = kmem_alloc(sizeof (dmu_object_info_t), KM_SLEEP);
1360
1361         error = dmu_objset_own(name, DMU_OST_ZVOL, B_TRUE, zvol_tag, &os);
1362         if (error)
1363                 goto out_doi;
1364
1365         error = dmu_object_info(os, ZVOL_OBJ, doi);
1366         if (error)
1367                 goto out_dmu_objset_disown;
1368
1369         error = zap_lookup(os, ZVOL_ZAP_OBJ, "size", 8, 1, &volsize);
1370         if (error)
1371                 goto out_dmu_objset_disown;
1372
1373         error = zvol_find_minor(&minor);
1374         if (error)
1375                 goto out_dmu_objset_disown;
1376
1377         zv = zvol_alloc(MKDEV(zvol_major, minor), name);
1378         if (zv == NULL) {
1379                 error = SET_ERROR(EAGAIN);
1380                 goto out_dmu_objset_disown;
1381         }
1382
1383         if (dmu_objset_is_snapshot(os))
1384                 zv->zv_flags |= ZVOL_RDONLY;
1385
1386         zv->zv_volblocksize = doi->doi_data_block_size;
1387         zv->zv_volsize = volsize;
1388         zv->zv_objset = os;
1389
1390         set_capacity(zv->zv_disk, zv->zv_volsize >> 9);
1391
1392         blk_queue_max_hw_sectors(zv->zv_queue, (DMU_MAX_ACCESS / 4) >> 9);
1393         blk_queue_max_segments(zv->zv_queue, UINT16_MAX);
1394         blk_queue_max_segment_size(zv->zv_queue, UINT_MAX);
1395         blk_queue_physical_block_size(zv->zv_queue, zv->zv_volblocksize);
1396         blk_queue_io_opt(zv->zv_queue, zv->zv_volblocksize);
1397 #ifdef HAVE_BLK_QUEUE_DISCARD
1398         blk_queue_max_discard_sectors(zv->zv_queue,
1399             (zvol_max_discard_blocks * zv->zv_volblocksize) >> 9);
1400         blk_queue_discard_granularity(zv->zv_queue, zv->zv_volblocksize);
1401         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DISCARD, zv->zv_queue);
1402 #endif
1403 #ifdef HAVE_BLK_QUEUE_NONROT
1404         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_NONROT, zv->zv_queue);
1405 #endif
1406
1407         if (spa_writeable(dmu_objset_spa(os))) {
1408                 if (zil_replay_disable)
1409                         zil_destroy(dmu_objset_zil(os), B_FALSE);
1410                 else
1411                         zil_replay(os, zv, zvol_replay_vector);
1412         }
1413
1414         zv->zv_objset = NULL;
1415 out_dmu_objset_disown:
1416         dmu_objset_disown(os, zvol_tag);
1417 out_doi:
1418         kmem_free(doi, sizeof (dmu_object_info_t));
1419 out:
1420
1421         if (error == 0) {
1422                 zvol_insert(zv);
1423                 add_disk(zv->zv_disk);
1424         }
1425
1426         return (SET_ERROR(error));
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Create a block device minor node and setup the linkage between it
1431  * and the specified volume.  Once this function returns the block
1432  * device is live and ready for use.
1433  */
1434 int
1435 zvol_create_minor(const char *name)
1436 {
1437         int error;
1438
1439         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1440         error = __zvol_create_minor(name, B_FALSE);
1441         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1442
1443         return (SET_ERROR(error));
1444 }
1445
1446 static int
1447 __zvol_remove_minor(const char *name)
1448 {
1449         zvol_state_t *zv;
1450
1451         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
1452
1453         zv = zvol_find_by_name(name);
1454         if (zv == NULL)
1455                 return (SET_ERROR(ENXIO));
1456
1457         if (zv->zv_open_count > 0)
1458                 return (SET_ERROR(EBUSY));
1459
1460         zvol_remove(zv);
1461         zvol_free(zv);
1462
1463         return (0);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Remove a block device minor node for the specified volume.
1468  */
1469 int
1470 zvol_remove_minor(const char *name)
1471 {
1472         int error;
1473
1474         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1475         error = __zvol_remove_minor(name);
1476         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1477
1478         return (SET_ERROR(error));
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Rename a block device minor mode for the specified volume.
1483  */
1484 static void
1485 __zvol_rename_minor(zvol_state_t *zv, const char *newname)
1486 {
1487         int readonly = get_disk_ro(zv->zv_disk);
1488
1489         ASSERT(MUTEX_HELD(&zvol_state_lock));
1490
1491         strlcpy(zv->zv_name, newname, sizeof (zv->zv_name));
1492
1493         /*
1494          * The block device's read-only state is briefly changed causing
1495          * a KOBJ_CHANGE uevent to be issued.  This ensures udev detects
1496          * the name change and fixes the symlinks.  This does not change
1497          * ZVOL_RDONLY in zv->zv_flags so the actual read-only state never
1498          * changes.  This would normally be done using kobject_uevent() but
1499          * that is a GPL-only symbol which is why we need this workaround.
1500          */
1501         set_disk_ro(zv->zv_disk, !readonly);
1502         set_disk_ro(zv->zv_disk, readonly);
1503 }
1504
1505 static int
1506 zvol_create_minors_cb(const char *dsname, void *arg)
1507 {
1508         (void) zvol_create_minor(dsname);
1509
1510         return (0);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Create minors for specified dataset including children and snapshots.
1515  */
1516 int
1517 zvol_create_minors(const char *name)
1518 {
1519         int error = 0;
1520
1521         if (!zvol_inhibit_dev)
1522                 error = dmu_objset_find((char *)name, zvol_create_minors_cb,
1523                     NULL, DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
1524
1525         return (SET_ERROR(error));
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Remove minors for specified dataset including children and snapshots.
1530  */
1531 void
1532 zvol_remove_minors(const char *name)
1533 {
1534         zvol_state_t *zv, *zv_next;
1535         int namelen = ((name) ? strlen(name) : 0);
1536
1537         if (zvol_inhibit_dev)
1538                 return;
1539
1540         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1541
1542         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL; zv = zv_next) {
1543                 zv_next = list_next(&zvol_state_list, zv);
1544
1545                 if (name == NULL || strcmp(zv->zv_name, name) == 0 ||
1546                     (strncmp(zv->zv_name, name, namelen) == 0 &&
1547                     zv->zv_name[namelen] == '/')) {
1548                         zvol_remove(zv);
1549                         zvol_free(zv);
1550                 }
1551         }
1552
1553         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Rename minors for specified dataset including children and snapshots.
1558  */
1559 void
1560 zvol_rename_minors(const char *oldname, const char *newname)
1561 {
1562         zvol_state_t *zv, *zv_next;
1563         int oldnamelen, newnamelen;
1564         char *name;
1565
1566         if (zvol_inhibit_dev)
1567                 return;
1568
1569         oldnamelen = strlen(oldname);
1570         newnamelen = strlen(newname);
1571         name = kmem_alloc(MAXNAMELEN, KM_SLEEP);
1572
1573         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1574
1575         for (zv = list_head(&zvol_state_list); zv != NULL; zv = zv_next) {
1576                 zv_next = list_next(&zvol_state_list, zv);
1577
1578                 if (strcmp(zv->zv_name, oldname) == 0) {
1579                         __zvol_rename_minor(zv, newname);
1580                 } else if (strncmp(zv->zv_name, oldname, oldnamelen) == 0 &&
1581                     (zv->zv_name[oldnamelen] == '/' ||
1582                     zv->zv_name[oldnamelen] == '@')) {
1583                         snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s%c%s", newname,
1584                             zv->zv_name[oldnamelen],
1585                             zv->zv_name + oldnamelen + 1);
1586                         __zvol_rename_minor(zv, name);
1587                 }
1588         }
1589
1590         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1591
1592         kmem_free(name, MAXNAMELEN);
1593 }
1594
1595 static int
1596 snapdev_snapshot_changed_cb(const char *dsname, void *arg) {
1597         uint64_t snapdev = *(uint64_t *) arg;
1598
1599         if (strchr(dsname, '@') == NULL)
1600                 return (0);
1601
1602         switch (snapdev) {
1603                 case ZFS_SNAPDEV_VISIBLE:
1604                         mutex_enter(&zvol_state_lock);
1605                         (void) __zvol_create_minor(dsname, B_TRUE);
1606                         mutex_exit(&zvol_state_lock);
1607                         break;
1608                 case ZFS_SNAPDEV_HIDDEN:
1609                         (void) zvol_remove_minor(dsname);
1610                         break;
1611         }
1612
1613         return (0);
1614 }
1615
1616 int
1617 zvol_set_snapdev(const char *dsname, uint64_t snapdev) {
1618         (void) dmu_objset_find((char *) dsname, snapdev_snapshot_changed_cb,
1619                 &snapdev, DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
1620         /* caller should continue to modify snapdev property */
1621         return (-1);
1622 }
1623
1624 int
1625 zvol_init(void)
1626 {
1627         int threads = MIN(MAX(zvol_threads, 1), 1024);
1628         int error;
1629
1630         list_create(&zvol_state_list, sizeof (zvol_state_t),
1631             offsetof(zvol_state_t, zv_next));
1632
1633         mutex_init(&zvol_state_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1634
1635         zvol_taskq = taskq_create(ZVOL_DRIVER, threads, maxclsyspri,
1636             threads * 2, INT_MAX, TASKQ_PREPOPULATE | TASKQ_DYNAMIC);
1637         if (zvol_taskq == NULL) {
1638                 printk(KERN_INFO "ZFS: taskq_create() failed\n");
1639                 error = -ENOMEM;
1640                 goto out1;
1641         }
1642
1643         error = register_blkdev(zvol_major, ZVOL_DRIVER);
1644         if (error) {
1645                 printk(KERN_INFO "ZFS: register_blkdev() failed %d\n", error);
1646                 goto out2;
1647         }
1648
1649         blk_register_region(MKDEV(zvol_major, 0), 1UL << MINORBITS,
1650             THIS_MODULE, zvol_probe, NULL, NULL);
1651
1652         return (0);
1653
1654 out2:
1655         taskq_destroy(zvol_taskq);
1656 out1:
1657         mutex_destroy(&zvol_state_lock);
1658         list_destroy(&zvol_state_list);
1659
1660         return (SET_ERROR(error));
1661 }
1662
1663 void
1664 zvol_fini(void)
1665 {
1666         zvol_remove_minors(NULL);
1667         blk_unregister_region(MKDEV(zvol_major, 0), 1UL << MINORBITS);
1668         unregister_blkdev(zvol_major, ZVOL_DRIVER);
1669         taskq_destroy(zvol_taskq);
1670         mutex_destroy(&zvol_state_lock);
1671         list_destroy(&zvol_state_list);
1672 }
1673
1674 module_param(zvol_inhibit_dev, uint, 0644);
1675 MODULE_PARM_DESC(zvol_inhibit_dev, "Do not create zvol device nodes");
1676
1677 module_param(zvol_major, uint, 0444);
1678 MODULE_PARM_DESC(zvol_major, "Major number for zvol device");
1679
1680 module_param(zvol_threads, uint, 0444);
1681 MODULE_PARM_DESC(zvol_threads, "Max number of threads to handle I/O requests");
1682
1683 module_param(zvol_max_discard_blocks, ulong, 0444);
1684 MODULE_PARM_DESC(zvol_max_discard_blocks, "Max number of blocks to discard");