Quelle  super.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * bcache setup/teardown code, and some metadata io - read a superblock and
 * figure out what to do with it.
 *
 * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
 * Copyright 2012 Google, Inc.
 */

#include "bcache.h"
#include "btree.h"
#include "debug.h"
#include "extents.h"
#include "request.h"
#include "writeback.h"
#include "features.h"

#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/idr.h>
#include <linux/kthread.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/reboot.h>
#include <linux/sysfs.h>

unsigned int bch_cutoff_writeback;
unsigned int bch_cutoff_writeback_sync;

static const char bcache_magic[] = {
 0xc6, 0x85, 0x73, 0xf6, 0x4e, 0x1a, 0x45, 0xca,
 0x82, 0x65, 0xf5, 0x7f, 0x48, 0xba, 0x6d, 0x81
};

static const char invalid_uuid[] = {
 0xa0, 0x3e, 0xf8, 0xed, 0x3e, 0xe1, 0xb8, 0x78,
 0xc8, 0x50, 0xfc, 0x5e, 0xcb, 0x16, 0xcd, 0x99
};

static struct kobject *bcache_kobj;
struct mutex bch_register_lock;
bool bcache_is_reboot;
LIST_HEAD(bch_cache_sets);
static LIST_HEAD(uncached_devices);

static int bcache_major;
static DEFINE_IDA(bcache_device_idx);
static wait_queue_head_t unregister_wait;
struct workqueue_struct *bcache_wq;
struct workqueue_struct *bch_flush_wq;
struct workqueue_struct *bch_journal_wq;


#define BTREE_MAX_PAGES  (256 * 1024 / PAGE_SIZE)
/* limitation of partitions number on single bcache device */
#define BCACHE_MINORS  128
/* limitation of bcache devices number on single system */
#define BCACHE_DEVICE_IDX_MAX ((1U << MINORBITS)/BCACHE_MINORS)

/* Superblock */

static unsigned int get_bucket_size(struct cache_sb *sb, struct cache_sb_disk *s)
{
 unsigned int bucket_size = le16_to_cpu(s->bucket_size);

 if (sb->version >= BCACHE_SB_VERSION_CDEV_WITH_FEATURES) {
  if (bch_has_feature_large_bucket(sb)) {
   unsigned int max, order;

   max = sizeof(unsigned int) * BITS_PER_BYTE - 1;
   order = le16_to_cpu(s->bucket_size);
   /*
 * bcache tool will make sure the overflow won't
 * happen, an error message here is enough.
 */
   if (order > max)
    pr_err("Bucket size (1 << %u) overflows\n",
     order);
   bucket_size = 1 << order;
  } else if (bch_has_feature_obso_large_bucket(sb)) {
   bucket_size +=
    le16_to_cpu(s->obso_bucket_size_hi) << 16;
  }
 }

 return bucket_size;
}

static const char *read_super_common(struct cache_sb *sb,  struct block_device *bdev,
         struct cache_sb_disk *s)
{
 const char *err;
 unsigned int i;

 sb->first_bucket= le16_to_cpu(s->first_bucket);
 sb->nbuckets = le64_to_cpu(s->nbuckets);
 sb->bucket_size = get_bucket_size(sb, s);

 sb->nr_in_set = le16_to_cpu(s->nr_in_set);
 sb->nr_this_dev = le16_to_cpu(s->nr_this_dev);

 err = "Too many journal buckets";
 if (sb->keys > SB_JOURNAL_BUCKETS)
  goto err;

 err = "Too many buckets";
 if (sb->nbuckets > LONG_MAX)
  goto err;

 err = "Not enough buckets";
 if (sb->nbuckets < 1 << 7)
  goto err;

 err = "Bad block size (not power of 2)";
 if (!is_power_of_2(sb->block_size))
  goto err;

 err = "Bad block size (larger than page size)";
 if (sb->block_size > PAGE_SECTORS)
  goto err;

 err = "Bad bucket size (not power of 2)";
 if (!is_power_of_2(sb->bucket_size))
  goto err;

 err = "Bad bucket size (smaller than page size)";
 if (sb->bucket_size < PAGE_SECTORS)
  goto err;

 err = "Invalid superblock: device too small";
 if (get_capacity(bdev->bd_disk) <
     sb->bucket_size * sb->nbuckets)
  goto err;

 err = "Bad UUID";
 if (bch_is_zero(sb->set_uuid, 16))
  goto err;

 err = "Bad cache device number in set";
 if (!sb->nr_in_set ||
     sb->nr_in_set <= sb->nr_this_dev ||
     sb->nr_in_set > MAX_CACHES_PER_SET)
  goto err;

 err = "Journal buckets not sequential";
 for (i = 0; i < sb->keys; i++)
  if (sb->d[i] != sb->first_bucket + i)
   goto err;

 err = "Too many journal buckets";
 if (sb->first_bucket + sb->keys > sb->nbuckets)
  goto err;

 err = "Invalid superblock: first bucket comes before end of super";
 if (sb->first_bucket * sb->bucket_size < 16)
  goto err;

 err = NULL;
err:
 return err;
}


static const char *read_super(struct cache_sb *sb, struct block_device *bdev,
         struct cache_sb_disk **res)
{
 const char *err;
 struct cache_sb_disk *s;
 struct folio *folio;
 unsigned int i;

 folio = mapping_read_folio_gfp(bdev->bd_mapping,
   SB_OFFSET >> PAGE_SHIFT, GFP_KERNEL);
 if (IS_ERR(folio))
  return "IO error";
 s = folio_address(folio) + offset_in_folio(folio, SB_OFFSET);

 sb->offset  = le64_to_cpu(s->offset);
 sb->version  = le64_to_cpu(s->version);

 memcpy(sb->magic, s->magic, 16);
 memcpy(sb->uuid, s->uuid, 16);
 memcpy(sb->set_uuid, s->set_uuid, 16);
 memcpy(sb->label, s->label, SB_LABEL_SIZE);

 sb->flags  = le64_to_cpu(s->flags);
 sb->seq   = le64_to_cpu(s->seq);
 sb->last_mount  = le32_to_cpu(s->last_mount);
 sb->keys  = le16_to_cpu(s->keys);

 for (i = 0; i < SB_JOURNAL_BUCKETS; i++)
  sb->d[i] = le64_to_cpu(s->d[i]);

 pr_debug("read sb version %llu, flags %llu, seq %llu, journal size %u\n",
   sb->version, sb->flags, sb->seq, sb->keys);

 err = "Not a bcache superblock (bad offset)";
 if (sb->offset != SB_SECTOR)
  goto err;

 err = "Not a bcache superblock (bad magic)";
 if (memcmp(sb->magic, bcache_magic, 16))
  goto err;

 err = "Bad checksum";
 if (s->csum != csum_set(s))
  goto err;

 err = "Bad UUID";
 if (bch_is_zero(sb->uuid, 16))
  goto err;

 sb->block_size = le16_to_cpu(s->block_size);

 err = "Superblock block size smaller than device block size";
 if (sb->block_size << 9 < bdev_logical_block_size(bdev))
  goto err;

 switch (sb->version) {
 case BCACHE_SB_VERSION_BDEV:
  sb->data_offset = BDEV_DATA_START_DEFAULT;
  break;
 case BCACHE_SB_VERSION_BDEV_WITH_OFFSET:
 case BCACHE_SB_VERSION_BDEV_WITH_FEATURES:
  sb->data_offset = le64_to_cpu(s->data_offset);

  err = "Bad data offset";
  if (sb->data_offset < BDEV_DATA_START_DEFAULT)
   goto err;

  break;
 case BCACHE_SB_VERSION_CDEV:
 case BCACHE_SB_VERSION_CDEV_WITH_UUID:
  err = read_super_common(sb, bdev, s);
  if (err)
   goto err;
  break;
 case BCACHE_SB_VERSION_CDEV_WITH_FEATURES:
  /*
 * Feature bits are needed in read_super_common(),
 * convert them firstly.
 */
  sb->feature_compat = le64_to_cpu(s->feature_compat);
  sb->feature_incompat = le64_to_cpu(s->feature_incompat);
  sb->feature_ro_compat = le64_to_cpu(s->feature_ro_compat);

  /* Check incompatible features */
  err = "Unsupported compatible feature found";
  if (bch_has_unknown_compat_features(sb))
   goto err;

  err = "Unsupported read-only compatible feature found";
  if (bch_has_unknown_ro_compat_features(sb))
   goto err;

  err = "Unsupported incompatible feature found";
  if (bch_has_unknown_incompat_features(sb))
   goto err;

  err = read_super_common(sb, bdev, s);
  if (err)
   goto err;
  break;
 default:
  err = "Unsupported superblock version";
  goto err;
 }

 sb->last_mount = (u32)ktime_get_real_seconds();
 *res = s;
 return NULL;
err:
 folio_put(folio);
 return err;
}

static void write_bdev_super_endio(struct bio *bio)
{
 struct cached_dev *dc = bio->bi_private;

 if (bio->bi_status)
  bch_count_backing_io_errors(dc, bio);

 closure_put(&dc->sb_write);
}

static void __write_super(struct cache_sb *sb, struct cache_sb_disk *out,
  struct bio *bio)
{
 unsigned int i;

 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_META;
 bio->bi_iter.bi_sector = SB_SECTOR;
 bio_add_virt_nofail(bio, out, SB_SIZE);

 out->offset  = cpu_to_le64(sb->offset);

 memcpy(out->uuid, sb->uuid, 16);
 memcpy(out->set_uuid, sb->set_uuid, 16);
 memcpy(out->label, sb->label, SB_LABEL_SIZE);

 out->flags  = cpu_to_le64(sb->flags);
 out->seq  = cpu_to_le64(sb->seq);

 out->last_mount  = cpu_to_le32(sb->last_mount);
 out->first_bucket = cpu_to_le16(sb->first_bucket);
 out->keys  = cpu_to_le16(sb->keys);

 for (i = 0; i < sb->keys; i++)
  out->d[i] = cpu_to_le64(sb->d[i]);

 if (sb->version >= BCACHE_SB_VERSION_CDEV_WITH_FEATURES) {
  out->feature_compat    = cpu_to_le64(sb->feature_compat);
  out->feature_incompat  = cpu_to_le64(sb->feature_incompat);
  out->feature_ro_compat = cpu_to_le64(sb->feature_ro_compat);
 }

 out->version  = cpu_to_le64(sb->version);
 out->csum = csum_set(out);

 pr_debug("ver %llu, flags %llu, seq %llu\n",
   sb->version, sb->flags, sb->seq);

 submit_bio(bio);
}

static CLOSURE_CALLBACK(bch_write_bdev_super_unlock)
{
 closure_type(dc, struct cached_dev, sb_write);

 up(&dc->sb_write_mutex);
}

void bch_write_bdev_super(struct cached_dev *dc, struct closure *parent)
{
 struct closure *cl = &dc->sb_write;
 struct bio *bio = &dc->sb_bio;

 down(&dc->sb_write_mutex);
 closure_init(cl, parent);

 bio_init(bio, dc->bdev, dc->sb_bv, 1, 0);
 bio->bi_end_io = write_bdev_super_endio;
 bio->bi_private = dc;

 closure_get(cl);
 /* I/O request sent to backing device */
 __write_super(&dc->sb, dc->sb_disk, bio);

 closure_return_with_destructor(cl, bch_write_bdev_super_unlock);
}

static void write_super_endio(struct bio *bio)
{
 struct cache *ca = bio->bi_private;

 /* is_read = 0 */
 bch_count_io_errors(ca, bio->bi_status, 0,
       "writing superblock");
 closure_put(&ca->set->sb_write);
}

static CLOSURE_CALLBACK(bcache_write_super_unlock)
{
 closure_type(c, struct cache_set, sb_write);

 up(&c->sb_write_mutex);
}

void bcache_write_super(struct cache_set *c)
{
 struct closure *cl = &c->sb_write;
 struct cache *ca = c->cache;
 struct bio *bio = &ca->sb_bio;
 unsigned int version = BCACHE_SB_VERSION_CDEV_WITH_UUID;

 down(&c->sb_write_mutex);
 closure_init(cl, &c->cl);

 ca->sb.seq++;

 if (ca->sb.version < version)
  ca->sb.version = version;

 bio_init(bio, ca->bdev, ca->sb_bv, 1, 0);
 bio->bi_end_io = write_super_endio;
 bio->bi_private = ca;

 closure_get(cl);
 __write_super(&ca->sb, ca->sb_disk, bio);

 closure_return_with_destructor(cl, bcache_write_super_unlock);
}

/* UUID io */

static void uuid_endio(struct bio *bio)
{
 struct closure *cl = bio->bi_private;
 struct cache_set *c = container_of(cl, struct cache_set, uuid_write);

 cache_set_err_on(bio->bi_status, c, "accessing uuids");
 bch_bbio_free(bio, c);
 closure_put(cl);
}

static CLOSURE_CALLBACK(uuid_io_unlock)
{
 closure_type(c, struct cache_set, uuid_write);

 up(&c->uuid_write_mutex);
}

static void uuid_io(struct cache_set *c, blk_opf_t opf, struct bkey *k,
      struct closure *parent)
{
 struct closure *cl = &c->uuid_write;
 struct uuid_entry *u;
 unsigned int i;
 char buf[80];

 BUG_ON(!parent);
 down(&c->uuid_write_mutex);
 closure_init(cl, parent);

 for (i = 0; i < KEY_PTRS(k); i++) {
  struct bio *bio = bch_bbio_alloc(c);

  bio->bi_opf = opf | REQ_SYNC | REQ_META;
  bio->bi_iter.bi_size = KEY_SIZE(k) << 9;

  bio->bi_end_io = uuid_endio;
  bio->bi_private = cl;
  bch_bio_map(bio, c->uuids);

  bch_submit_bbio(bio, c, k, i);

  if ((opf & REQ_OP_MASK) != REQ_OP_WRITE)
   break;
 }

 bch_extent_to_text(buf, sizeof(buf), k);
 pr_debug("%s UUIDs at %s\n", (opf & REQ_OP_MASK) == REQ_OP_WRITE ?
   "wrote" : "read", buf);

 for (u = c->uuids; u < c->uuids + c->nr_uuids; u++)
  if (!bch_is_zero(u->uuid, 16))
   pr_debug("Slot %zi: %pU: %s: 1st: %u last: %u inv: %u\n",
     u - c->uuids, u->uuid, u->label,
     u->first_reg, u->last_reg, u->invalidated);

 closure_return_with_destructor(cl, uuid_io_unlock);
}

static char *uuid_read(struct cache_set *c, struct jset *j, struct closure *cl)
{
 struct bkey *k = &j->uuid_bucket;

 if (__bch_btree_ptr_invalid(c, k))
  return "bad uuid pointer";

 bkey_copy(&c->uuid_bucket, k);
 uuid_io(c, REQ_OP_READ, k, cl);

 if (j->version < BCACHE_JSET_VERSION_UUIDv1) {
  struct uuid_entry_v0 *u0 = (void *) c->uuids;
  struct uuid_entry *u1 = (void *) c->uuids;
  int i;

  closure_sync(cl);

  /*
 * Since the new uuid entry is bigger than the old, we have to
 * convert starting at the highest memory address and work down
 * in order to do it in place
 */

  for (i = c->nr_uuids - 1;
       i >= 0;
       --i) {
   memcpy(u1[i].uuid, u0[i].uuid, 16);
   memcpy(u1[i].label, u0[i].label, 32);

   u1[i].first_reg  = u0[i].first_reg;
   u1[i].last_reg  = u0[i].last_reg;
   u1[i].invalidated = u0[i].invalidated;

   u1[i].flags = 0;
   u1[i].sectors = 0;
  }
 }

 return NULL;
}

static int __uuid_write(struct cache_set *c)
{
 BKEY_PADDED(key) k;
 struct closure cl;
 struct cache *ca = c->cache;
 unsigned int size;

 closure_init_stack(&cl);
 lockdep_assert_held(&bch_register_lock);

 if (bch_bucket_alloc_set(c, RESERVE_BTREE, &k.key, true))
  return 1;

 size =  meta_bucket_pages(&ca->sb) * PAGE_SECTORS;
 SET_KEY_SIZE(&k.key, size);
 uuid_io(c, REQ_OP_WRITE, &k.key, &cl);
 closure_sync(&cl);

 /* Only one bucket used for uuid write */
 atomic_long_add(ca->sb.bucket_size, &ca->meta_sectors_written);

 bkey_copy(&c->uuid_bucket, &k.key);
 bkey_put(c, &k.key);
 return 0;
}

int bch_uuid_write(struct cache_set *c)
{
 int ret = __uuid_write(c);

 if (!ret)
  bch_journal_meta(c, NULL);

 return ret;
}

static struct uuid_entry *uuid_find(struct cache_set *c, const char *uuid)
{
 struct uuid_entry *u;

 for (u = c->uuids;
      u < c->uuids + c->nr_uuids; u++)
  if (!memcmp(u->uuid, uuid, 16))
   return u;

 return NULL;
}

static struct uuid_entry *uuid_find_empty(struct cache_set *c)
{
 static const char zero_uuid[16] __nonstring =
  { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };

 return uuid_find(c, zero_uuid);
}

/*
 * Bucket priorities/gens:
 *
 * For each bucket, we store on disk its
 *   8 bit gen
 *  16 bit priority
 *
 * See alloc.c for an explanation of the gen. The priority is used to implement
 * lru (and in the future other) cache replacement policies; for most purposes
 * it's just an opaque integer.
 *
 * The gens and the priorities don't have a whole lot to do with each other, and
 * it's actually the gens that must be written out at specific times - it's no
 * big deal if the priorities don't get written, if we lose them we just reuse
 * buckets in suboptimal order.
 *
 * On disk they're stored in a packed array, and in as many buckets are required
 * to fit them all. The buckets we use to store them form a list; the journal
 * header points to the first bucket, the first bucket points to the second
 * bucket, et cetera.
 *
 * This code is used by the allocation code; periodically (whenever it runs out
 * of buckets to allocate from) the allocation code will invalidate some
 * buckets, but it can't use those buckets until their new gens are safely on
 * disk.
 */

static void prio_endio(struct bio *bio)
{
 struct cache *ca = bio->bi_private;

 cache_set_err_on(bio->bi_status, ca->set, "accessing priorities");
 bch_bbio_free(bio, ca->set);
 closure_put(&ca->prio);
}

static void prio_io(struct cache *ca, uint64_t bucket, blk_opf_t opf)
{
 struct closure *cl = &ca->prio;
 struct bio *bio = bch_bbio_alloc(ca->set);

 closure_init_stack(cl);

 bio->bi_iter.bi_sector = bucket * ca->sb.bucket_size;
 bio_set_dev(bio, ca->bdev);
 bio->bi_iter.bi_size = meta_bucket_bytes(&ca->sb);

 bio->bi_end_io = prio_endio;
 bio->bi_private = ca;
 bio->bi_opf = opf | REQ_SYNC | REQ_META;
 bch_bio_map(bio, ca->disk_buckets);

 closure_bio_submit(ca->set, bio, &ca->prio);
 closure_sync(cl);
}

int bch_prio_write(struct cache *ca, bool wait)
{
 int i;
 struct bucket *b;
 struct closure cl;

 pr_debug("free_prio=%zu, free_none=%zu, free_inc=%zu\n",
   fifo_used(&ca->free[RESERVE_PRIO]),
   fifo_used(&ca->free[RESERVE_NONE]),
   fifo_used(&ca->free_inc));

 /*
 * Pre-check if there are enough free buckets. In the non-blocking
 * scenario it's better to fail early rather than starting to allocate
 * buckets and do a cleanup later in case of failure.
 */
 if (!wait) {
  size_t avail = fifo_used(&ca->free[RESERVE_PRIO]) +
          fifo_used(&ca->free[RESERVE_NONE]);
  if (prio_buckets(ca) > avail)
   return -ENOMEM;
 }

 closure_init_stack(&cl);

 lockdep_assert_held(&ca->set->bucket_lock);

 ca->disk_buckets->seq++;

 atomic_long_add(ca->sb.bucket_size * prio_buckets(ca),
   &ca->meta_sectors_written);

 for (i = prio_buckets(ca) - 1; i >= 0; --i) {
  long bucket;
  struct prio_set *p = ca->disk_buckets;
  struct bucket_disk *d = p->data;
  struct bucket_disk *end = d + prios_per_bucket(ca);

  for (b = ca->buckets + i * prios_per_bucket(ca);
       b < ca->buckets + ca->sb.nbuckets && d < end;
       b++, d++) {
   d->prio = cpu_to_le16(b->prio);
   d->gen = b->gen;
  }

  p->next_bucket = ca->prio_buckets[i + 1];
  p->magic = pset_magic(&ca->sb);
  p->csum  = bch_crc64(&p->magic, meta_bucket_bytes(&ca->sb) - 8);

  bucket = bch_bucket_alloc(ca, RESERVE_PRIO, wait);
  BUG_ON(bucket == -1);

  mutex_unlock(&ca->set->bucket_lock);
  prio_io(ca, bucket, REQ_OP_WRITE);
  mutex_lock(&ca->set->bucket_lock);

  ca->prio_buckets[i] = bucket;
  atomic_dec_bug(&ca->buckets[bucket].pin);
 }

 mutex_unlock(&ca->set->bucket_lock);

 bch_journal_meta(ca->set, &cl);
 closure_sync(&cl);

 mutex_lock(&ca->set->bucket_lock);

 /*
 * Don't want the old priorities to get garbage collected until after we
 * finish writing the new ones, and they're journalled
 */
 for (i = 0; i < prio_buckets(ca); i++) {
  if (ca->prio_last_buckets[i])
   __bch_bucket_free(ca,
    &ca->buckets[ca->prio_last_buckets[i]]);

  ca->prio_last_buckets[i] = ca->prio_buckets[i];
 }
 return 0;
}

static int prio_read(struct cache *ca, uint64_t bucket)
{
 struct prio_set *p = ca->disk_buckets;
 struct bucket_disk *d = p->data + prios_per_bucket(ca), *end = d;
 struct bucket *b;
 unsigned int bucket_nr = 0;
 int ret = -EIO;

 for (b = ca->buckets;
      b < ca->buckets + ca->sb.nbuckets;
      b++, d++) {
  if (d == end) {
   ca->prio_buckets[bucket_nr] = bucket;
   ca->prio_last_buckets[bucket_nr] = bucket;
   bucket_nr++;

   prio_io(ca, bucket, REQ_OP_READ);

   if (p->csum !=
       bch_crc64(&p->magic, meta_bucket_bytes(&ca->sb) - 8)) {
    pr_warn("bad csum reading priorities\n");
    goto out;
   }

   if (p->magic != pset_magic(&ca->sb)) {
    pr_warn("bad magic reading priorities\n");
    goto out;
   }

   bucket = p->next_bucket;
   d = p->data;
  }

  b->prio = le16_to_cpu(d->prio);
  b->gen = b->last_gc = d->gen;
 }

 ret = 0;
out:
 return ret;
}

/* Bcache device */

static int open_dev(struct gendisk *disk, blk_mode_t mode)
{
 struct bcache_device *d = disk->private_data;

 if (test_bit(BCACHE_DEV_CLOSING, &d->flags))
  return -ENXIO;

 closure_get(&d->cl);
 return 0;
}

static void release_dev(struct gendisk *b)
{
 struct bcache_device *d = b->private_data;

 closure_put(&d->cl);
}

static int ioctl_dev(struct block_device *b, blk_mode_t mode,
       unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
 struct bcache_device *d = b->bd_disk->private_data;

 return d->ioctl(d, mode, cmd, arg);
}

static const struct block_device_operations bcache_cached_ops = {
 .submit_bio = cached_dev_submit_bio,
 .open  = open_dev,
 .release = release_dev,
 .ioctl  = ioctl_dev,
 .owner  = THIS_MODULE,
};

static const struct block_device_operations bcache_flash_ops = {
 .submit_bio = flash_dev_submit_bio,
 .open  = open_dev,
 .release = release_dev,
 .ioctl  = ioctl_dev,
 .owner  = THIS_MODULE,
};

void bcache_device_stop(struct bcache_device *d)
{
 if (!test_and_set_bit(BCACHE_DEV_CLOSING, &d->flags))
  /*
 * closure_fn set to
 * - cached device: cached_dev_flush()
 * - flash dev: flash_dev_flush()
 */
  closure_queue(&d->cl);
}

static void bcache_device_unlink(struct bcache_device *d)
{
 lockdep_assert_held(&bch_register_lock);

 if (d->c && !test_and_set_bit(BCACHE_DEV_UNLINK_DONE, &d->flags)) {
  struct cache *ca = d->c->cache;

  sysfs_remove_link(&d->c->kobj, d->name);
  sysfs_remove_link(&d->kobj, "cache");

  bd_unlink_disk_holder(ca->bdev, d->disk);
 }
}

static void bcache_device_link(struct bcache_device *d, struct cache_set *c,
          const char *name)
{
 struct cache *ca = c->cache;
 int ret;

 bd_link_disk_holder(ca->bdev, d->disk);

 snprintf(d->name, BCACHEDEVNAME_SIZE,
   "%s%u", name, d->id);

 ret = sysfs_create_link(&d->kobj, &c->kobj, "cache");
 if (ret < 0)
  pr_err("Couldn't create device -> cache set symlink\n");

 ret = sysfs_create_link(&c->kobj, &d->kobj, d->name);
 if (ret < 0)
  pr_err("Couldn't create cache set -> device symlink\n");

 clear_bit(BCACHE_DEV_UNLINK_DONE, &d->flags);
}

static void bcache_device_detach(struct bcache_device *d)
{
 lockdep_assert_held(&bch_register_lock);

 atomic_dec(&d->c->attached_dev_nr);

 if (test_bit(BCACHE_DEV_DETACHING, &d->flags)) {
  struct uuid_entry *u = d->c->uuids + d->id;

  SET_UUID_FLASH_ONLY(u, 0);
  memcpy(u->uuid, invalid_uuid, 16);
  u->invalidated = cpu_to_le32((u32)ktime_get_real_seconds());
  bch_uuid_write(d->c);
 }

 bcache_device_unlink(d);

 d->c->devices[d->id] = NULL;
 closure_put(&d->c->caching);
 d->c = NULL;
}

static void bcache_device_attach(struct bcache_device *d, struct cache_set *c,
     unsigned int id)
{
 d->id = id;
 d->c = c;
 c->devices[id] = d;

 if (id >= c->devices_max_used)
  c->devices_max_used = id + 1;

 closure_get(&c->caching);
}

static inline int first_minor_to_idx(int first_minor)
{
 return (first_minor/BCACHE_MINORS);
}

static inline int idx_to_first_minor(int idx)
{
 return (idx * BCACHE_MINORS);
}

static void bcache_device_free(struct bcache_device *d)
{
 struct gendisk *disk = d->disk;

 lockdep_assert_held(&bch_register_lock);

 if (disk)
  pr_info("%s stopped\n", disk->disk_name);
 else
  pr_err("bcache device (NULL gendisk) stopped\n");

 if (d->c)
  bcache_device_detach(d);

 if (disk) {
  ida_free(&bcache_device_idx,
    first_minor_to_idx(disk->first_minor));
  put_disk(disk);
 }

 bioset_exit(&d->bio_split);
 kvfree(d->full_dirty_stripes);
 kvfree(d->stripe_sectors_dirty);

 closure_debug_destroy(&d->cl);
}

static int bcache_device_init(struct bcache_device *d, unsigned int block_size,
  sector_t sectors, struct block_device *cached_bdev,
  const struct block_device_operations *ops)
{
 const size_t max_stripes = min_t(size_t, INT_MAX,
      SIZE_MAX / sizeof(atomic_t));
 struct queue_limits lim = {
  .max_hw_sectors  = UINT_MAX,
  .max_sectors  = UINT_MAX,
  .max_segment_size = UINT_MAX,
  .max_segments  = BIO_MAX_VECS,
  .max_hw_discard_sectors = UINT_MAX,
  .io_min   = block_size,
  .logical_block_size = block_size,
  .physical_block_size = block_size,
  .features  = BLK_FEAT_WRITE_CACHE | BLK_FEAT_FUA,
 };
 uint64_t n;
 int idx;

 if (cached_bdev) {
  d->stripe_size = bdev_io_opt(cached_bdev) >> SECTOR_SHIFT;
  lim.io_opt = umax(block_size, bdev_io_opt(cached_bdev));
 }
 if (!d->stripe_size)
  d->stripe_size = 1 << 31;
 else if (d->stripe_size < BCH_MIN_STRIPE_SZ)
  d->stripe_size = roundup(BCH_MIN_STRIPE_SZ, d->stripe_size);

 n = DIV_ROUND_UP_ULL(sectors, d->stripe_size);
 if (!n || n > max_stripes) {
  pr_err("nr_stripes too large or invalid: %llu (start sector beyond end of disk?)\n",
   n);
  return -ENOMEM;
 }
 d->nr_stripes = n;

 n = d->nr_stripes * sizeof(atomic_t);
 d->stripe_sectors_dirty = kvzalloc(n, GFP_KERNEL);
 if (!d->stripe_sectors_dirty)
  return -ENOMEM;

 n = BITS_TO_LONGS(d->nr_stripes) * sizeof(unsigned long);
 d->full_dirty_stripes = kvzalloc(n, GFP_KERNEL);
 if (!d->full_dirty_stripes)
  goto out_free_stripe_sectors_dirty;

 idx = ida_alloc_max(&bcache_device_idx, BCACHE_DEVICE_IDX_MAX - 1,
       GFP_KERNEL);
 if (idx < 0)
  goto out_free_full_dirty_stripes;

 if (bioset_init(&d->bio_split, 4, offsetof(struct bbio, bio),
   BIOSET_NEED_BVECS|BIOSET_NEED_RESCUER))
  goto out_ida_remove;

 if (lim.logical_block_size > PAGE_SIZE && cached_bdev) {
  /*
 * This should only happen with BCACHE_SB_VERSION_BDEV.
 * Block/page size is checked for BCACHE_SB_VERSION_CDEV.
 */
  pr_info("bcache%i: sb/logical block size (%u) greater than page size (%lu) falling back to device logical block size (%u)\n",
   idx, lim.logical_block_size,
   PAGE_SIZE, bdev_logical_block_size(cached_bdev));

  /* This also adjusts physical block size/min io size if needed */
  lim.logical_block_size = bdev_logical_block_size(cached_bdev);
 }

 d->disk = blk_alloc_disk(&lim, NUMA_NO_NODE);
 if (IS_ERR(d->disk))
  goto out_bioset_exit;

 set_capacity(d->disk, sectors);
 snprintf(d->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN, "bcache%i", idx);

 d->disk->major  = bcache_major;
 d->disk->first_minor = idx_to_first_minor(idx);
 d->disk->minors  = BCACHE_MINORS;
 d->disk->fops  = ops;
 d->disk->private_data = d;
 return 0;

out_bioset_exit:
 bioset_exit(&d->bio_split);
out_ida_remove:
 ida_free(&bcache_device_idx, idx);
out_free_full_dirty_stripes:
 kvfree(d->full_dirty_stripes);
out_free_stripe_sectors_dirty:
 kvfree(d->stripe_sectors_dirty);
 return -ENOMEM;

}

/* Cached device */

static void calc_cached_dev_sectors(struct cache_set *c)
{
 uint64_t sectors = 0;
 struct cached_dev *dc;

 list_for_each_entry(dc, &c->cached_devs, list)
  sectors += bdev_nr_sectors(dc->bdev);

 c->cached_dev_sectors = sectors;
}

#define BACKING_DEV_OFFLINE_TIMEOUT 5
static int cached_dev_status_update(void *arg)
{
 struct cached_dev *dc = arg;
 struct request_queue *q;

 /*
 * If this delayed worker is stopping outside, directly quit here.
 * dc->io_disable might be set via sysfs interface, so check it
 * here too.
 */
 while (!kthread_should_stop() && !dc->io_disable) {
  q = bdev_get_queue(dc->bdev);
  if (blk_queue_dying(q))
   dc->offline_seconds++;
  else
   dc->offline_seconds = 0;

  if (dc->offline_seconds >= BACKING_DEV_OFFLINE_TIMEOUT) {
   pr_err("%pg: device offline for %d seconds\n",
          dc->bdev,
          BACKING_DEV_OFFLINE_TIMEOUT);
   pr_err("%s: disable I/O request due to backing device offline\n",
          dc->disk.name);
   dc->io_disable = true;
   /* let others know earlier that io_disable is true */
   smp_mb();
   bcache_device_stop(&dc->disk);
   break;
  }
  schedule_timeout_interruptible(HZ);
 }

 wait_for_kthread_stop();
 return 0;
}


int bch_cached_dev_run(struct cached_dev *dc)
{
 int ret = 0;
 struct bcache_device *d = &dc->disk;
 char *buf = kmemdup_nul(dc->sb.label, SB_LABEL_SIZE, GFP_KERNEL);
 char *env[] = {
  "DRIVER=bcache",
  kasprintf(GFP_KERNEL, "CACHED_UUID=%pU", dc->sb.uuid),
  kasprintf(GFP_KERNEL, "CACHED_LABEL=%s", buf ? : ""),
  NULL,
 };

 if (dc->io_disable) {
  pr_err("I/O disabled on cached dev %pg\n", dc->bdev);
  ret = -EIO;
  goto out;
 }

 if (atomic_xchg(&dc->running, 1)) {
  pr_info("cached dev %pg is running already\n", dc->bdev);
  ret = -EBUSY;
  goto out;
 }

 if (!d->c &&
     BDEV_STATE(&dc->sb) != BDEV_STATE_NONE) {
  struct closure cl;

  closure_init_stack(&cl);

  SET_BDEV_STATE(&dc->sb, BDEV_STATE_STALE);
  bch_write_bdev_super(dc, &cl);
  closure_sync(&cl);
 }

 ret = add_disk(d->disk);
 if (ret)
  goto out;
 bd_link_disk_holder(dc->bdev, dc->disk.disk);
 /*
 * won't show up in the uevent file, use udevadm monitor -e instead
 * only class / kset properties are persistent
 */
 kobject_uevent_env(&disk_to_dev(d->disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, env);

 if (sysfs_create_link(&d->kobj, &disk_to_dev(d->disk)->kobj, "dev") ||
     sysfs_create_link(&disk_to_dev(d->disk)->kobj,
         &d->kobj, "bcache")) {
  pr_err("Couldn't create bcache dev <-> disk sysfs symlinks\n");
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 dc->status_update_thread = kthread_run(cached_dev_status_update,
            dc, "bcache_status_update");
 if (IS_ERR(dc->status_update_thread)) {
  pr_warn("failed to create bcache_status_update kthread, continue to run without monitoring backing device status\n");
 }

out:
 kfree(env[1]);
 kfree(env[2]);
 kfree(buf);
 return ret;
}

/*
 * If BCACHE_DEV_RATE_DW_RUNNING is set, it means routine of the delayed
 * work dc->writeback_rate_update is running. Wait until the routine
 * quits (BCACHE_DEV_RATE_DW_RUNNING is clear), then continue to
 * cancel it. If BCACHE_DEV_RATE_DW_RUNNING is not clear after time_out
 * seconds, give up waiting here and continue to cancel it too.
 */
static void cancel_writeback_rate_update_dwork(struct cached_dev *dc)
{
 int time_out = WRITEBACK_RATE_UPDATE_SECS_MAX * HZ;

 do {
  if (!test_bit(BCACHE_DEV_RATE_DW_RUNNING,
         &dc->disk.flags))
   break;
  time_out--;
  schedule_timeout_interruptible(1);
 } while (time_out > 0);

 if (time_out == 0)
  pr_warn("give up waiting for dc->writeback_write_update to quit\n");

 cancel_delayed_work_sync(&dc->writeback_rate_update);
}

static void cached_dev_detach_finish(struct work_struct *w)
{
 struct cached_dev *dc = container_of(w, struct cached_dev, detach);
 struct cache_set *c = dc->disk.c;

 BUG_ON(!test_bit(BCACHE_DEV_DETACHING, &dc->disk.flags));
 BUG_ON(refcount_read(&dc->count));


 if (test_and_clear_bit(BCACHE_DEV_WB_RUNNING, &dc->disk.flags))
  cancel_writeback_rate_update_dwork(dc);

 if (!IS_ERR_OR_NULL(dc->writeback_thread)) {
  kthread_stop(dc->writeback_thread);
  dc->writeback_thread = NULL;
 }

 mutex_lock(&bch_register_lock);

 bcache_device_detach(&dc->disk);
 list_move(&dc->list, &uncached_devices);
 calc_cached_dev_sectors(c);

 clear_bit(BCACHE_DEV_DETACHING, &dc->disk.flags);
 clear_bit(BCACHE_DEV_UNLINK_DONE, &dc->disk.flags);

 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 pr_info("Caching disabled for %pg\n", dc->bdev);

 /* Drop ref we took in cached_dev_detach() */
 closure_put(&dc->disk.cl);
}

void bch_cached_dev_detach(struct cached_dev *dc)
{
 lockdep_assert_held(&bch_register_lock);

 if (test_bit(BCACHE_DEV_CLOSING, &dc->disk.flags))
  return;

 if (test_and_set_bit(BCACHE_DEV_DETACHING, &dc->disk.flags))
  return;

 /*
 * Block the device from being closed and freed until we're finished
 * detaching
 */
 closure_get(&dc->disk.cl);

 bch_writeback_queue(dc);

 cached_dev_put(dc);
}

int bch_cached_dev_attach(struct cached_dev *dc, struct cache_set *c,
     uint8_t *set_uuid)
{
 uint32_t rtime = cpu_to_le32((u32)ktime_get_real_seconds());
 struct uuid_entry *u;
 struct cached_dev *exist_dc, *t;
 int ret = 0;

 if ((set_uuid && memcmp(set_uuid, c->set_uuid, 16)) ||
     (!set_uuid && memcmp(dc->sb.set_uuid, c->set_uuid, 16)))
  return -ENOENT;

 if (dc->disk.c) {
  pr_err("Can't attach %pg: already attached\n", dc->bdev);
  return -EINVAL;
 }

 if (test_bit(CACHE_SET_STOPPING, &c->flags)) {
  pr_err("Can't attach %pg: shutting down\n", dc->bdev);
  return -EINVAL;
 }

 if (dc->sb.block_size < c->cache->sb.block_size) {
  /* Will die */
  pr_err("Couldn't attach %pg: block size less than set's block size\n",
         dc->bdev);
  return -EINVAL;
 }

 /* Check whether already attached */
 list_for_each_entry_safe(exist_dc, t, &c->cached_devs, list) {
  if (!memcmp(dc->sb.uuid, exist_dc->sb.uuid, 16)) {
   pr_err("Tried to attach %pg but duplicate UUID already attached\n",
    dc->bdev);

   return -EINVAL;
  }
 }

 u = uuid_find(c, dc->sb.uuid);

 if (u &&
     (BDEV_STATE(&dc->sb) == BDEV_STATE_STALE ||
      BDEV_STATE(&dc->sb) == BDEV_STATE_NONE)) {
  memcpy(u->uuid, invalid_uuid, 16);
  u->invalidated = cpu_to_le32((u32)ktime_get_real_seconds());
  u = NULL;
 }

 if (!u) {
  if (BDEV_STATE(&dc->sb) == BDEV_STATE_DIRTY) {
   pr_err("Couldn't find uuid for %pg in set\n", dc->bdev);
   return -ENOENT;
  }

  u = uuid_find_empty(c);
  if (!u) {
   pr_err("Not caching %pg, no room for UUID\n", dc->bdev);
   return -EINVAL;
  }
 }

 /*
 * Deadlocks since we're called via sysfs...
 * sysfs_remove_file(&dc->kobj, &sysfs_attach);
 */

 if (bch_is_zero(u->uuid, 16)) {
  struct closure cl;

  closure_init_stack(&cl);

  memcpy(u->uuid, dc->sb.uuid, 16);
  memcpy(u->label, dc->sb.label, SB_LABEL_SIZE);
  u->first_reg = u->last_reg = rtime;
  bch_uuid_write(c);

  memcpy(dc->sb.set_uuid, c->set_uuid, 16);
  SET_BDEV_STATE(&dc->sb, BDEV_STATE_CLEAN);

  bch_write_bdev_super(dc, &cl);
  closure_sync(&cl);
 } else {
  u->last_reg = rtime;
  bch_uuid_write(c);
 }

 bcache_device_attach(&dc->disk, c, u - c->uuids);
 list_move(&dc->list, &c->cached_devs);
 calc_cached_dev_sectors(c);

 /*
 * dc->c must be set before dc->count != 0 - paired with the mb in
 * cached_dev_get()
 */
 smp_wmb();
 refcount_set(&dc->count, 1);

 /* Block writeback thread, but spawn it */
 down_write(&dc->writeback_lock);
 if (bch_cached_dev_writeback_start(dc)) {
  up_write(&dc->writeback_lock);
  pr_err("Couldn't start writeback facilities for %s\n",
         dc->disk.disk->disk_name);
  return -ENOMEM;
 }

 if (BDEV_STATE(&dc->sb) == BDEV_STATE_DIRTY) {
  atomic_set(&dc->has_dirty, 1);
  bch_writeback_queue(dc);
 }

 bch_sectors_dirty_init(&dc->disk);

 ret = bch_cached_dev_run(dc);
 if (ret && (ret != -EBUSY)) {
  up_write(&dc->writeback_lock);
  /*
 * bch_register_lock is held, bcache_device_stop() is not
 * able to be directly called. The kthread and kworker
 * created previously in bch_cached_dev_writeback_start()
 * have to be stopped manually here.
 */
  kthread_stop(dc->writeback_thread);
  cancel_writeback_rate_update_dwork(dc);
  pr_err("Couldn't run cached device %pg\n", dc->bdev);
  return ret;
 }

 bcache_device_link(&dc->disk, c, "bdev");
 atomic_inc(&c->attached_dev_nr);

 if (bch_has_feature_obso_large_bucket(&(c->cache->sb))) {
  pr_err("The obsoleted large bucket layout is unsupported, set the bcache device into read-only\n");
  pr_err("Please update to the latest bcache-tools to create the cache device\n");
  set_disk_ro(dc->disk.disk, 1);
 }

 /* Allow the writeback thread to proceed */
 up_write(&dc->writeback_lock);

 pr_info("Caching %pg as %s on set %pU\n",
  dc->bdev,
  dc->disk.disk->disk_name,
  dc->disk.c->set_uuid);
 return 0;
}

/* when dc->disk.kobj released */
void bch_cached_dev_release(struct kobject *kobj)
{
 struct cached_dev *dc = container_of(kobj, struct cached_dev,
          disk.kobj);
 kfree(dc);
 module_put(THIS_MODULE);
}

static CLOSURE_CALLBACK(cached_dev_free)
{
 closure_type(dc, struct cached_dev, disk.cl);

 if (test_and_clear_bit(BCACHE_DEV_WB_RUNNING, &dc->disk.flags))
  cancel_writeback_rate_update_dwork(dc);

 if (!IS_ERR_OR_NULL(dc->writeback_thread))
  kthread_stop(dc->writeback_thread);
 if (!IS_ERR_OR_NULL(dc->status_update_thread))
  kthread_stop(dc->status_update_thread);

 mutex_lock(&bch_register_lock);

 if (atomic_read(&dc->running)) {
  bd_unlink_disk_holder(dc->bdev, dc->disk.disk);
  del_gendisk(dc->disk.disk);
 }
 bcache_device_free(&dc->disk);
 list_del(&dc->list);

 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 if (dc->sb_disk)
  folio_put(virt_to_folio(dc->sb_disk));

 if (dc->bdev_file)
  fput(dc->bdev_file);

 wake_up(&unregister_wait);

 kobject_put(&dc->disk.kobj);
}

static CLOSURE_CALLBACK(cached_dev_flush)
{
 closure_type(dc, struct cached_dev, disk.cl);
 struct bcache_device *d = &dc->disk;

 mutex_lock(&bch_register_lock);
 bcache_device_unlink(d);
 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 bch_cache_accounting_destroy(&dc->accounting);
 kobject_del(&d->kobj);

 continue_at(cl, cached_dev_free, system_wq);
}

static int cached_dev_init(struct cached_dev *dc, unsigned int block_size)
{
 int ret;
 struct io *io;
 struct request_queue *q = bdev_get_queue(dc->bdev);

 __module_get(THIS_MODULE);
 INIT_LIST_HEAD(&dc->list);
 closure_init(&dc->disk.cl, NULL);
 set_closure_fn(&dc->disk.cl, cached_dev_flush, system_wq);
 kobject_init(&dc->disk.kobj, &bch_cached_dev_ktype);
 INIT_WORK(&dc->detach, cached_dev_detach_finish);
 sema_init(&dc->sb_write_mutex, 1);
 INIT_LIST_HEAD(&dc->io_lru);
 spin_lock_init(&dc->io_lock);
 bch_cache_accounting_init(&dc->accounting, &dc->disk.cl);

 dc->sequential_cutoff  = 4 << 20;

 for (io = dc->io; io < dc->io + RECENT_IO; io++) {
  list_add(&io->lru, &dc->io_lru);
  hlist_add_head(&io->hash, dc->io_hash + RECENT_IO);
 }

 if (bdev_io_opt(dc->bdev))
  dc->partial_stripes_expensive = !!(q->limits.features &
   BLK_FEAT_RAID_PARTIAL_STRIPES_EXPENSIVE);

 ret = bcache_device_init(&dc->disk, block_size,
    bdev_nr_sectors(dc->bdev) - dc->sb.data_offset,
    dc->bdev, &bcache_cached_ops);
 if (ret)
  return ret;

 atomic_set(&dc->io_errors, 0);
 dc->io_disable = false;
 dc->error_limit = DEFAULT_CACHED_DEV_ERROR_LIMIT;
 /* default to auto */
 dc->stop_when_cache_set_failed = BCH_CACHED_DEV_STOP_AUTO;

 bch_cached_dev_request_init(dc);
 bch_cached_dev_writeback_init(dc);
 return 0;
}

/* Cached device - bcache superblock */

static int register_bdev(struct cache_sb *sb, struct cache_sb_disk *sb_disk,
     struct file *bdev_file,
     struct cached_dev *dc)
{
 const char *err = "cannot allocate memory";
 struct cache_set *c;
 int ret = -ENOMEM;

 memcpy(&dc->sb, sb, sizeof(struct cache_sb));
 dc->bdev_file = bdev_file;
 dc->bdev = file_bdev(bdev_file);
 dc->sb_disk = sb_disk;

 if (cached_dev_init(dc, sb->block_size << 9))
  goto err;

 err = "error creating kobject";
 if (kobject_add(&dc->disk.kobj, bdev_kobj(dc->bdev), "bcache"))
  goto err;
 if (bch_cache_accounting_add_kobjs(&dc->accounting, &dc->disk.kobj))
  goto err;

 pr_info("registered backing device %pg\n", dc->bdev);

 list_add(&dc->list, &uncached_devices);
 /* attach to a matched cache set if it exists */
 list_for_each_entry(c, &bch_cache_sets, list)
  bch_cached_dev_attach(dc, c, NULL);

 if (BDEV_STATE(&dc->sb) == BDEV_STATE_NONE ||
     BDEV_STATE(&dc->sb) == BDEV_STATE_STALE) {
  err = "failed to run cached device";
  ret = bch_cached_dev_run(dc);
  if (ret)
   goto err;
 }

 return 0;
err:
 pr_notice("error %pg: %s\n", dc->bdev, err);
 bcache_device_stop(&dc->disk);
 return ret;
}

/* Flash only volumes */

/* When d->kobj released */
void bch_flash_dev_release(struct kobject *kobj)
{
 struct bcache_device *d = container_of(kobj, struct bcache_device,
            kobj);
 kfree(d);
}

static CLOSURE_CALLBACK(flash_dev_free)
{
 closure_type(d, struct bcache_device, cl);

 mutex_lock(&bch_register_lock);
 atomic_long_sub(bcache_dev_sectors_dirty(d),
   &d->c->flash_dev_dirty_sectors);
 del_gendisk(d->disk);
 bcache_device_free(d);
 mutex_unlock(&bch_register_lock);
 kobject_put(&d->kobj);
}

static CLOSURE_CALLBACK(flash_dev_flush)
{
 closure_type(d, struct bcache_device, cl);

 mutex_lock(&bch_register_lock);
 bcache_device_unlink(d);
 mutex_unlock(&bch_register_lock);
 kobject_del(&d->kobj);
 continue_at(cl, flash_dev_free, system_wq);
}

static int flash_dev_run(struct cache_set *c, struct uuid_entry *u)
{
 int err = -ENOMEM;
 struct bcache_device *d = kzalloc(sizeof(struct bcache_device),
       GFP_KERNEL);
 if (!d)
  goto err_ret;

 closure_init(&d->cl, NULL);
 set_closure_fn(&d->cl, flash_dev_flush, system_wq);

 kobject_init(&d->kobj, &bch_flash_dev_ktype);

 if (bcache_device_init(d, block_bytes(c->cache), u->sectors,
   NULL, &bcache_flash_ops))
  goto err;

 bcache_device_attach(d, c, u - c->uuids);
 bch_sectors_dirty_init(d);
 bch_flash_dev_request_init(d);
 err = add_disk(d->disk);
 if (err)
  goto err;

 err = kobject_add(&d->kobj, &disk_to_dev(d->disk)->kobj, "bcache");
 if (err)
  goto err;

 bcache_device_link(d, c, "volume");

 if (bch_has_feature_obso_large_bucket(&c->cache->sb)) {
  pr_err("The obsoleted large bucket layout is unsupported, set the bcache device into read-only\n");
  pr_err("Please update to the latest bcache-tools to create the cache device\n");
  set_disk_ro(d->disk, 1);
 }

 return 0;
err:
 kobject_put(&d->kobj);
err_ret:
 return err;
}

static int flash_devs_run(struct cache_set *c)
{
 int ret = 0;
 struct uuid_entry *u;

 for (u = c->uuids;
      u < c->uuids + c->nr_uuids && !ret;
      u++)
  if (UUID_FLASH_ONLY(u))
   ret = flash_dev_run(c, u);

 return ret;
}

int bch_flash_dev_create(struct cache_set *c, uint64_t size)
{
 struct uuid_entry *u;

 if (test_bit(CACHE_SET_STOPPING, &c->flags))
  return -EINTR;

 if (!test_bit(CACHE_SET_RUNNING, &c->flags))
  return -EPERM;

 u = uuid_find_empty(c);
 if (!u) {
  pr_err("Can't create volume, no room for UUID\n");
  return -EINVAL;
 }

 get_random_bytes(u->uuid, 16);
 memset(u->label, 0, 32);
 u->first_reg = u->last_reg = cpu_to_le32((u32)ktime_get_real_seconds());

 SET_UUID_FLASH_ONLY(u, 1);
 u->sectors = size >> 9;

 bch_uuid_write(c);

 return flash_dev_run(c, u);
}

bool bch_cached_dev_error(struct cached_dev *dc)
{
 if (!dc || test_bit(BCACHE_DEV_CLOSING, &dc->disk.flags))
  return false;

 dc->io_disable = true;
 /* make others know io_disable is true earlier */
 smp_mb();

 pr_err("stop %s: too many IO errors on backing device %pg\n",
        dc->disk.disk->disk_name, dc->bdev);

 bcache_device_stop(&dc->disk);
 return true;
}

/* Cache set */

__printf(2, 3)
bool bch_cache_set_error(struct cache_set *c, const char *fmt, ...)
{
 struct va_format vaf;
 va_list args;

 if (c->on_error != ON_ERROR_PANIC &&
     test_bit(CACHE_SET_STOPPING, &c->flags))
  return false;

 if (test_and_set_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &c->flags))
  pr_info("CACHE_SET_IO_DISABLE already set\n");

 /*
 * XXX: we can be called from atomic context
 * acquire_console_sem();
 */

 va_start(args, fmt);

 vaf.fmt = fmt;
 vaf.va = &args;

 pr_err("error on %pU: %pV, disabling caching\n",
        c->set_uuid, &vaf);

 va_end(args);

 if (c->on_error == ON_ERROR_PANIC)
  panic("panic forced after error\n");

 bch_cache_set_unregister(c);
 return true;
}

/* When c->kobj released */
void bch_cache_set_release(struct kobject *kobj)
{
 struct cache_set *c = container_of(kobj, struct cache_set, kobj);

 kfree(c);
 module_put(THIS_MODULE);
}

static CLOSURE_CALLBACK(cache_set_free)
{
 closure_type(c, struct cache_set, cl);
 struct cache *ca;

 debugfs_remove(c->debug);

 bch_open_buckets_free(c);
 bch_btree_cache_free(c);
 bch_journal_free(c);

 mutex_lock(&bch_register_lock);
 bch_bset_sort_state_free(&c->sort);
 free_pages((unsigned long) c->uuids, ilog2(meta_bucket_pages(&c->cache->sb)));

 ca = c->cache;
 if (ca) {
  ca->set = NULL;
  c->cache = NULL;
  kobject_put(&ca->kobj);
 }


 if (c->moving_gc_wq)
  destroy_workqueue(c->moving_gc_wq);
 bioset_exit(&c->bio_split);
 mempool_exit(&c->fill_iter);
 mempool_exit(&c->bio_meta);
 mempool_exit(&c->search);
 kfree(c->devices);

 list_del(&c->list);
 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 pr_info("Cache set %pU unregistered\n", c->set_uuid);
 wake_up(&unregister_wait);

 closure_debug_destroy(&c->cl);
 kobject_put(&c->kobj);
}

static CLOSURE_CALLBACK(cache_set_flush)
{
 closure_type(c, struct cache_set, caching);
 struct cache *ca = c->cache;
 struct btree *b;

 bch_cache_accounting_destroy(&c->accounting);

 kobject_put(&c->internal);
 kobject_del(&c->kobj);

 if (!IS_ERR_OR_NULL(c->gc_thread))
  kthread_stop(c->gc_thread);

 if (!IS_ERR_OR_NULL(c->root))
  list_add(&c->root->list, &c->btree_cache);

 /*
 * Avoid flushing cached nodes if cache set is retiring
 * due to too many I/O errors detected.
 */
 if (!test_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &c->flags))
  list_for_each_entry(b, &c->btree_cache, list) {
   mutex_lock(&b->write_lock);
   if (btree_node_dirty(b))
    __bch_btree_node_write(b, NULL);
   mutex_unlock(&b->write_lock);
  }

 /*
 * If the register_cache_set() call to bch_cache_set_alloc() failed,
 * ca has not been assigned a value and return error.
 * So we need check ca is not NULL during bch_cache_set_unregister().
 */
 if (ca && ca->alloc_thread)
  kthread_stop(ca->alloc_thread);

 if (c->journal.cur) {
  cancel_delayed_work_sync(&c->journal.work);
  /* flush last journal entry if needed */
  c->journal.work.work.func(&c->journal.work.work);
 }

 closure_return(cl);
}

/*
 * This function is only called when CACHE_SET_IO_DISABLE is set, which means
 * cache set is unregistering due to too many I/O errors. In this condition,
 * the bcache device might be stopped, it depends on stop_when_cache_set_failed
 * value and whether the broken cache has dirty data:
 *
 * dc->stop_when_cache_set_failed    dc->has_dirty   stop bcache device
 *  BCH_CACHED_STOP_AUTO               0               NO
 *  BCH_CACHED_STOP_AUTO               1               YES
 *  BCH_CACHED_DEV_STOP_ALWAYS         0               YES
 *  BCH_CACHED_DEV_STOP_ALWAYS         1               YES
 *
 * The expected behavior is, if stop_when_cache_set_failed is configured to
 * "auto" via sysfs interface, the bcache device will not be stopped if the
 * backing device is clean on the broken cache device.
 */
static void conditional_stop_bcache_device(struct cache_set *c,
        struct bcache_device *d,
        struct cached_dev *dc)
{
 if (dc->stop_when_cache_set_failed == BCH_CACHED_DEV_STOP_ALWAYS) {
  pr_warn("stop_when_cache_set_failed of %s is \"always\", stop it for failed cache set %pU.\n",
   d->disk->disk_name, c->set_uuid);
  bcache_device_stop(d);
 } else if (atomic_read(&dc->has_dirty)) {
  /*
 * dc->stop_when_cache_set_failed == BCH_CACHED_STOP_AUTO
 * and dc->has_dirty == 1
 */
  pr_warn("stop_when_cache_set_failed of %s is \"auto\" and cache is dirty, stop it to avoid potential data corruption.\n",
   d->disk->disk_name);
  /*
 * There might be a small time gap that cache set is
 * released but bcache device is not. Inside this time
 * gap, regular I/O requests will directly go into
 * backing device as no cache set attached to. This
 * behavior may also introduce potential inconsistence
 * data in writeback mode while cache is dirty.
 * Therefore before calling bcache_device_stop() due
 * to a broken cache device, dc->io_disable should be
 * explicitly set to true.
 */
  dc->io_disable = true;
  /* make others know io_disable is true earlier */
  smp_mb();
  bcache_device_stop(d);
 } else {
  /*
 * dc->stop_when_cache_set_failed == BCH_CACHED_STOP_AUTO
 * and dc->has_dirty == 0
 */
  pr_warn("stop_when_cache_set_failed of %s is \"auto\" and cache is clean, keep it alive.\n",
   d->disk->disk_name);
 }
}

static CLOSURE_CALLBACK(__cache_set_unregister)
{
 closure_type(c, struct cache_set, caching);
 struct cached_dev *dc;
 struct bcache_device *d;
 size_t i;

 mutex_lock(&bch_register_lock);

 for (i = 0; i < c->devices_max_used; i++) {
  d = c->devices[i];
  if (!d)
   continue;

  if (!UUID_FLASH_ONLY(&c->uuids[i]) &&
      test_bit(CACHE_SET_UNREGISTERING, &c->flags)) {
   dc = container_of(d, struct cached_dev, disk);
   bch_cached_dev_detach(dc);
   if (test_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &c->flags))
    conditional_stop_bcache_device(c, d, dc);
  } else {
   bcache_device_stop(d);
  }
 }

 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 continue_at(cl, cache_set_flush, system_wq);
}

void bch_cache_set_stop(struct cache_set *c)
{
 if (!test_and_set_bit(CACHE_SET_STOPPING, &c->flags))
  /* closure_fn set to __cache_set_unregister() */
  closure_queue(&c->caching);
}

void bch_cache_set_unregister(struct cache_set *c)
{
 set_bit(CACHE_SET_UNREGISTERING, &c->flags);
 bch_cache_set_stop(c);
}

#define alloc_meta_bucket_pages(gfp, sb)  \
 ((void *) __get_free_pages(__GFP_ZERO|__GFP_COMP|gfp, ilog2(meta_bucket_pages(sb))))

struct cache_set *bch_cache_set_alloc(struct cache_sb *sb)
{
 int iter_size;
 struct cache *ca = container_of(sb, struct cache, sb);
 struct cache_set *c = kzalloc(sizeof(struct cache_set), GFP_KERNEL);

 if (!c)
  return NULL;

 __module_get(THIS_MODULE);
 closure_init(&c->cl, NULL);
 set_closure_fn(&c->cl, cache_set_free, system_wq);

 closure_init(&c->caching, &c->cl);
 set_closure_fn(&c->caching, __cache_set_unregister, system_wq);

 /* Maybe create continue_at_noreturn() and use it here? */
 closure_set_stopped(&c->cl);
 closure_put(&c->cl);

 kobject_init(&c->kobj, &bch_cache_set_ktype);
 kobject_init(&c->internal, &bch_cache_set_internal_ktype);

 bch_cache_accounting_init(&c->accounting, &c->cl);

 memcpy(c->set_uuid, sb->set_uuid, 16);

 c->cache  = ca;
 c->cache->set  = c;
 c->bucket_bits  = ilog2(sb->bucket_size);
 c->block_bits  = ilog2(sb->block_size);
 c->nr_uuids  = meta_bucket_bytes(sb) / sizeof(struct uuid_entry);
 c->devices_max_used = 0;
 atomic_set(&c->attached_dev_nr, 0);
 c->btree_pages  = meta_bucket_pages(sb);
 if (c->btree_pages > BTREE_MAX_PAGES)
  c->btree_pages = max_t(int, c->btree_pages / 4,
           BTREE_MAX_PAGES);

 sema_init(&c->sb_write_mutex, 1);
 mutex_init(&c->bucket_lock);
 init_waitqueue_head(&c->btree_cache_wait);
 spin_lock_init(&c->btree_cannibalize_lock);
 init_waitqueue_head(&c->bucket_wait);
 init_waitqueue_head(&c->gc_wait);
 sema_init(&c->uuid_write_mutex, 1);

 spin_lock_init(&c->btree_gc_time.lock);
 spin_lock_init(&c->btree_split_time.lock);
 spin_lock_init(&c->btree_read_time.lock);

 bch_moving_init_cache_set(c);

 INIT_LIST_HEAD(&c->list);
 INIT_LIST_HEAD(&c->cached_devs);
 INIT_LIST_HEAD(&c->btree_cache);
 INIT_LIST_HEAD(&c->btree_cache_freeable);
 INIT_LIST_HEAD(&c->btree_cache_freed);
 INIT_LIST_HEAD(&c->data_buckets);

 iter_size = sizeof(struct btree_iter) +
      ((meta_bucket_pages(sb) * PAGE_SECTORS) / sb->block_size) *
       sizeof(struct btree_iter_set);

 c->devices = kcalloc(c->nr_uuids, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
 if (!c->devices)
  goto err;

 if (mempool_init_slab_pool(&c->search, 32, bch_search_cache))
  goto err;

 if (mempool_init_kmalloc_pool(&c->bio_meta, 2,
   sizeof(struct bbio) +
   sizeof(struct bio_vec) * meta_bucket_pages(sb)))
  goto err;

 if (mempool_init_kmalloc_pool(&c->fill_iter, 1, iter_size))
  goto err;

 if (bioset_init(&c->bio_split, 4, offsetof(struct bbio, bio),
   BIOSET_NEED_RESCUER))
  goto err;

 c->uuids = alloc_meta_bucket_pages(GFP_KERNEL, sb);
 if (!c->uuids)
  goto err;

 c->moving_gc_wq = alloc_workqueue("bcache_gc", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
 if (!c->moving_gc_wq)
  goto err;

 if (bch_journal_alloc(c))
  goto err;

 if (bch_btree_cache_alloc(c))
  goto err;

 if (bch_open_buckets_alloc(c))
  goto err;

 if (bch_bset_sort_state_init(&c->sort, ilog2(c->btree_pages)))
  goto err;

 c->congested_read_threshold_us = 2000;
 c->congested_write_threshold_us = 20000;
 c->error_limit = DEFAULT_IO_ERROR_LIMIT;
 c->idle_max_writeback_rate_enabled = 1;
 WARN_ON(test_and_clear_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &c->flags));

 return c;
err:
 bch_cache_set_unregister(c);
 return NULL;
}

static int run_cache_set(struct cache_set *c)
{
 const char *err = "cannot allocate memory";
 struct cached_dev *dc, *t;
 struct cache *ca = c->cache;
 struct closure cl;
 LIST_HEAD(journal);
 struct journal_replay *l;

 closure_init_stack(&cl);

 c->nbuckets = ca->sb.nbuckets;
 set_gc_sectors(c);

 if (CACHE_SYNC(&c->cache->sb)) {
  struct bkey *k;
  struct jset *j;

  err = "cannot allocate memory for journal";
  if (bch_journal_read(c, &journal))
   goto err;

  pr_debug("btree_journal_read() done\n");

  err = "no journal entries found";
  if (list_empty(&journal))
   goto err;

  j = &list_entry(journal.prev, struct journal_replay, list)->j;

  err = "IO error reading priorities";
  if (prio_read(ca, j->prio_bucket[ca->sb.nr_this_dev]))
   goto err;

  /*
 * If prio_read() fails it'll call cache_set_error and we'll
 * tear everything down right away, but if we perhaps checked
 * sooner we could avoid journal replay.
 */

  k = &j->btree_root;

  err = "bad btree root";
  if (__bch_btree_ptr_invalid(c, k))
   goto err;

  err = "error reading btree root";
  c->root = bch_btree_node_get(c, NULL, k,
          j->btree_level,
          true, NULL);
  if (IS_ERR(c->root))
   goto err;

  list_del_init(&c->root->list);
  rw_unlock(true, c->root);

  err = uuid_read(c, j, &cl);
  if (err)
   goto err;

  err = "error in recovery";
  if (bch_btree_check(c))
   goto err;

  bch_journal_mark(c, &journal);
  bch_initial_gc_finish(c);
  pr_debug("btree_check() done\n");

  /*
 * bcache_journal_next() can't happen sooner, or
 * btree_gc_finish() will give spurious errors about last_gc >
 * gc_gen - this is a hack but oh well.
 */
  bch_journal_next(&c->journal);

  err = "error starting allocator thread";
  if (bch_cache_allocator_start(ca))
   goto err;

  /*
 * First place it's safe to allocate: btree_check() and
 * btree_gc_finish() have to run before we have buckets to
 * allocate, and bch_bucket_alloc_set() might cause a journal
 * entry to be written so bcache_journal_next() has to be called
 * first.
 *
 * If the uuids were in the old format we have to rewrite them
 * before the next journal entry is written:
 */
  if (j->version < BCACHE_JSET_VERSION_UUID)
   __uuid_write(c);

  err = "bcache: replay journal failed";
  if (bch_journal_replay(c, &journal))
   goto err;
 } else {
  unsigned int j;

  pr_notice("invalidating existing data\n");
  ca->sb.keys = clamp_t(int, ca->sb.nbuckets >> 7,
     2, SB_JOURNAL_BUCKETS);

  for (j = 0; j < ca->sb.keys; j++)
   ca->sb.d[j] = ca->sb.first_bucket + j;

  bch_initial_gc_finish(c);

  err = "error starting allocator thread";
  if (bch_cache_allocator_start(ca))
   goto err;

  mutex_lock(&c->bucket_lock);
  bch_prio_write(ca, true);
  mutex_unlock(&c->bucket_lock);

  err = "cannot allocate new UUID bucket";
  if (__uuid_write(c))
   goto err;

  err = "cannot allocate new btree root";
  c->root = __bch_btree_node_alloc(c, NULL, 0, true, NULL);
  if (IS_ERR(c->root))
   goto err;

  mutex_lock(&c->root->write_lock);
  bkey_copy_key(&c->root->key, &MAX_KEY);
  bch_btree_node_write(c->root, &cl);
  mutex_unlock(&c->root->write_lock);

  bch_btree_set_root(c->root);
  rw_unlock(true, c->root);

  /*
 * We don't want to write the first journal entry until
 * everything is set up - fortunately journal entries won't be
 * written until the SET_CACHE_SYNC() here:
 */
  SET_CACHE_SYNC(&c->cache->sb, true);

  bch_journal_next(&c->journal);
  bch_journal_meta(c, &cl);
 }

 err = "error starting gc thread";
 if (bch_gc_thread_start(c))
  goto err;

 closure_sync(&cl);
 c->cache->sb.last_mount = (u32)ktime_get_real_seconds();
 bcache_write_super(c);

 if (bch_has_feature_obso_large_bucket(&c->cache->sb))
  pr_err("Detect obsoleted large bucket layout, all attached bcache device will be read-only\n");

 list_for_each_entry_safe(dc, t, &uncached_devices, list)
  bch_cached_dev_attach(dc, c, NULL);

 flash_devs_run(c);

 bch_journal_space_reserve(&c->journal);
 set_bit(CACHE_SET_RUNNING, &c->flags);
 return 0;
err:
 while (!list_empty(&journal)) {
  l = list_first_entry(&journal, struct journal_replay, list);
  list_del(&l->list);
  kfree(l);
 }

 closure_sync(&cl);

 bch_cache_set_error(c, "%s", err);

 return -EIO;
}

static const char *register_cache_set(struct cache *ca)
{
 char buf[12];
 const char *err = "cannot allocate memory";
 struct cache_set *c;

 list_for_each_entry(c, &bch_cache_sets, list)
  if (!memcmp(c->set_uuid, ca->sb.set_uuid, 16)) {
   if (c->cache)
    return "duplicate cache set member";

   goto found;
  }

 c = bch_cache_set_alloc(&ca->sb);
 if (!c)
  return err;

 err = "error creating kobject";
 if (kobject_add(&c->kobj, bcache_kobj, "%pU", c->set_uuid) ||
     kobject_add(&c->internal, &c->kobj, "internal"))
  goto err;

 if (bch_cache_accounting_add_kobjs(&c->accounting, &c->kobj))
  goto err;

 bch_debug_init_cache_set(c);

 list_add(&c->list, &bch_cache_sets);
found:
 sprintf(buf, "cache%i", ca->sb.nr_this_dev);
 if (sysfs_create_link(&ca->kobj, &c->kobj, "set") ||
     sysfs_create_link(&c->kobj, &ca->kobj, buf))
  goto err;

 kobject_get(&ca->kobj);
 ca->set = c;
 ca->set->cache = ca;

 err = "failed to run cache set";
 if (run_cache_set(c) < 0)
  goto err;

 return NULL;
err:
 bch_cache_set_unregister(c);
 return err;
}

/* Cache device */

/* When ca->kobj released */
void bch_cache_release(struct kobject *kobj)
{
 struct cache *ca = container_of(kobj, struct cache, kobj);
 unsigned int i;

 if (ca->set) {
  BUG_ON(ca->set->cache != ca);
  ca->set->cache = NULL;
 }

 free_pages((unsigned long) ca->disk_buckets, ilog2(meta_bucket_pages(&ca->sb)));
 kfree(ca->prio_buckets);
 vfree(ca->buckets);

 free_heap(&ca->heap);
 free_fifo(&ca->free_inc);

 for (i = 0; i < RESERVE_NR; i++)
  free_fifo(&ca->free[i]);

 if (ca->sb_disk)
  folio_put(virt_to_folio(ca->sb_disk));

 if (ca->bdev_file)
  fput(ca->bdev_file);

 kfree(ca);
 module_put(THIS_MODULE);
}

static int cache_alloc(struct cache *ca)
{
 size_t free;
 size_t btree_buckets;
 struct bucket *b;
 int ret = -ENOMEM;
 const char *err = NULL;

 __module_get(THIS_MODULE);
 kobject_init(&ca->kobj, &bch_cache_ktype);

 bio_init(&ca->journal.bio, NULL, ca->journal.bio.bi_inline_vecs, 8, 0);

 /*
 * When the cache disk is first registered, ca->sb.njournal_buckets
 * is zero, and it is assigned in run_cache_set().
 *
 * When ca->sb.njournal_buckets is not zero, journal exists,
 * and in bch_journal_replay(), tree node may split.
 * The worst situation is all journal buckets are valid journal,
 * and all the keys need to replay, so the number of RESERVE_BTREE
 * type buckets should be as much as journal buckets.
 *
 * If the number of RESERVE_BTREE type buckets is too few, the
 * bch_allocator_thread() may hang up and unable to allocate
 * bucket. The situation is roughly as follows:
 *
 * 1. In bch_data_insert_keys(), if the operation is not op->replace,
 *    it will call the bch_journal(), which increments the journal_ref
 *    counter. This counter is only decremented after bch_btree_insert
 *    completes.
 *
 * 2. When calling bch_btree_insert, if the btree needs to split,
 *    it will call btree_split() and btree_check_reserve() to check
 *    whether there are enough reserved buckets in the RESERVE_BTREE
 *    slot. If not enough, bcache_btree_root() will repeatedly retry.
 *
 * 3. Normally, the bch_allocator_thread is responsible for filling
 *    the reservation slots from the free_inc bucket list. When the
 *    free_inc bucket list is exhausted, the bch_allocator_thread
 *    will call invalidate_buckets() until free_inc is refilled.
 *    Then bch_allocator_thread calls bch_prio_write() once. and
 *    bch_prio_write() will call bch_journal_meta() and waits for
 *    the journal write to complete.
 *
 * 4. During journal_write, journal_write_unlocked() is be called.
 *    If journal full occurs, journal_reclaim() and btree_flush_write()
 *    will be called sequentially, then retry journal_write.
 *
 * 5. When 2 and 4 occur together, IO will hung up and cannot recover.
 *
 * Therefore, reserve more RESERVE_BTREE type buckets.
 */
 btree_buckets = clamp_t(size_t, ca->sb.nbuckets >> 7,
    32, SB_JOURNAL_BUCKETS);
 free = roundup_pow_of_two(ca->sb.nbuckets) >> 10;
 if (!free) {
  ret = -EPERM;
  err = "ca->sb.nbuckets is too small";
  goto err_free;
 }

 if (!init_fifo(&ca->free[RESERVE_BTREE], btree_buckets,
      GFP_KERNEL)) {
  err = "ca->free[RESERVE_BTREE] alloc failed";
  goto err_btree_alloc;
 }

 if (!init_fifo_exact(&ca->free[RESERVE_PRIO], prio_buckets(ca),
       GFP_KERNEL)) {
  err = "ca->free[RESERVE_PRIO] alloc failed";
  goto err_prio_alloc;
 }

 if (!init_fifo(&ca->free[RESERVE_MOVINGGC], free, GFP_KERNEL)) {
  err = "ca->free[RESERVE_MOVINGGC] alloc failed";
  goto err_movinggc_alloc;
 }

 if (!init_fifo(&ca->free[RESERVE_NONE], free, GFP_KERNEL)) {
  err = "ca->free[RESERVE_NONE] alloc failed";
  goto err_none_alloc;
 }

 if (!init_fifo(&ca->free_inc, free << 2, GFP_KERNEL)) {
  err = "ca->free_inc alloc failed";
  goto err_free_inc_alloc;
 }

 if (!init_heap(&ca->heap, free << 3, GFP_KERNEL)) {
  err = "ca->heap alloc failed";
  goto err_heap_alloc;
 }

 ca->buckets = vzalloc(array_size(sizeof(struct bucket),
         ca->sb.nbuckets));
 if (!ca->buckets) {
  err = "ca->buckets alloc failed";
  goto err_buckets_alloc;
 }

 ca->prio_buckets = kzalloc(array3_size(sizeof(uint64_t),
       prio_buckets(ca), 2),
       GFP_KERNEL);
 if (!ca->prio_buckets) {
  err = "ca->prio_buckets alloc failed";
  goto err_prio_buckets_alloc;
 }

 ca->disk_buckets = alloc_meta_bucket_pages(GFP_KERNEL, &ca->sb);
 if (!ca->disk_buckets) {
  err = "ca->disk_buckets alloc failed";
  goto err_disk_buckets_alloc;
 }

 ca->prio_last_buckets = ca->prio_buckets + prio_buckets(ca);

 for_each_bucket(b, ca)
  atomic_set(&b->pin, 0);
 return 0;

err_disk_buckets_alloc:
 kfree(ca->prio_buckets);
err_prio_buckets_alloc:
 vfree(ca->buckets);
err_buckets_alloc:
 free_heap(&ca->heap);
err_heap_alloc:
 free_fifo(&ca->free_inc);
err_free_inc_alloc:
 free_fifo(&ca->free[RESERVE_NONE]);
err_none_alloc:
 free_fifo(&ca->free[RESERVE_MOVINGGC]);
err_movinggc_alloc:
 free_fifo(&ca->free[RESERVE_PRIO]);
err_prio_alloc:
 free_fifo(&ca->free[RESERVE_BTREE]);
err_btree_alloc:
err_free:
 module_put(THIS_MODULE);
 if (err)
  pr_notice("error %pg: %s\n", ca->bdev, err);
 return ret;
}

static int register_cache(struct cache_sb *sb, struct cache_sb_disk *sb_disk,
    struct file *bdev_file,
    struct cache *ca)
{
 const char *err = NULL; /* must be set for any error case */
 int ret = 0;

 memcpy(&ca->sb, sb, sizeof(struct cache_sb));
 ca->bdev_file = bdev_file;
 ca->bdev = file_bdev(bdev_file);
 ca->sb_disk = sb_disk;

 if (bdev_max_discard_sectors(file_bdev(bdev_file)))
  ca->discard = CACHE_DISCARD(&ca->sb);

 ret = cache_alloc(ca);
 if (ret != 0) {
  if (ret == -ENOMEM)
   err = "cache_alloc(): -ENOMEM";
  else if (ret == -EPERM)
   err = "cache_alloc(): cache device is too small";
  else
   err = "cache_alloc(): unknown error";
  pr_notice("error %pg: %s\n", file_bdev(bdev_file), err);
  /*
 * If we failed here, it means ca->kobj is not initialized yet,
 * kobject_put() won't be called and there is no chance to
 * call fput() to bdev in bch_cache_release(). So
 * we explicitly call fput() on the block device here.
 */
  fput(bdev_file);
  return ret;
 }

 if (kobject_add(&ca->kobj, bdev_kobj(file_bdev(bdev_file)), "bcache")) {
  pr_notice("error %pg: error calling kobject_add\n",
     file_bdev(bdev_file));
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 mutex_lock(&bch_register_lock);
 err = register_cache_set(ca);
 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 if (err) {
  ret = -ENODEV;
  goto out;
 }

 pr_info("registered cache device %pg\n", file_bdev(ca->bdev_file));

out:
 kobject_put(&ca->kobj);
 return ret;
}

/* Global interfaces/init */

static ssize_t register_bcache(struct kobject *k, struct kobj_attribute *attr,
          const char *buffer, size_t size);
static ssize_t bch_pending_bdevs_cleanup(struct kobject *k,
      struct kobj_attribute *attr,
      const char *buffer, size_t size);

kobj_attribute_write(register,  register_bcache);
kobj_attribute_write(register_quiet, register_bcache);
kobj_attribute_write(pendings_cleanup, bch_pending_bdevs_cleanup);

static bool bch_is_open_backing(dev_t dev)
{
 struct cache_set *c, *tc;
 struct cached_dev *dc, *t;

 list_for_each_entry_safe(c, tc, &bch_cache_sets, list)
  list_for_each_entry_safe(dc, t, &c->cached_devs, list)
   if (dc->bdev->bd_dev == dev)
    return true;
 list_for_each_entry_safe(dc, t, &uncached_devices, list)
  if (dc->bdev->bd_dev == dev)
   return true;
 return false;
}

static bool bch_is_open_cache(dev_t dev)
{
 struct cache_set *c, *tc;

 list_for_each_entry_safe(c, tc, &bch_cache_sets, list) {
  struct cache *ca = c->cache;

  if (ca->bdev->bd_dev == dev)
   return true;
 }

 return false;
}

static bool bch_is_open(dev_t dev)
{
 return bch_is_open_cache(dev) || bch_is_open_backing(dev);
}

struct async_reg_args {
 struct delayed_work reg_work;
 char *path;
 struct cache_sb *sb;
 struct cache_sb_disk *sb_disk;
 struct file *bdev_file;
 void *holder;
};

static void register_bdev_worker(struct work_struct *work)
{
 int fail = false;
 struct async_reg_args *args =
  container_of(work, struct async_reg_args, reg_work.work);

 mutex_lock(&bch_register_lock);
 if (register_bdev(args->sb, args->sb_disk, args->bdev_file,
     args->holder) < 0)
  fail = true;
 mutex_unlock(&bch_register_lock);

 if (fail)
  pr_info("error %s: fail to register backing device\n",
   args->path);
 kfree(args->sb);
 kfree(args->path);
 kfree(args);
 module_put(THIS_MODULE);
}

static void register_cache_worker(struct work_struct *work)
{
 int fail = false;
 struct async_reg_args *args =
  container_of(work, struct async_reg_args, reg_work.work);

 /* blkdev_put() will be called in bch_cache_release() */
 if (register_cache(args->sb, args->sb_disk, args->bdev_file,
      args->holder))
  fail = true;

 if (fail)
  pr_info("error %s: fail to register cache device\n",
   args->path);
 kfree(args->sb);
 kfree(args->path);
 kfree(args);
 module_put(THIS_MODULE);
}

static void register_device_async(struct async_reg_args *args)
{
 if (SB_IS_BDEV(args->sb))
  INIT_DELAYED_WORK(&args->reg_work, register_bdev_worker);
 else
  INIT_DELAYED_WORK(&args->reg_work, register_cache_worker);

 /* 10 jiffies is enough for a delay */
 queue_delayed_work(system_wq, &args->reg_work, 10);
}

static void *alloc_holder_object(struct cache_sb *sb)
{
 if (SB_IS_BDEV(sb))
  return kzalloc(sizeof(struct cached_dev), GFP_KERNEL);
 return kzalloc(sizeof(struct cache), GFP_KERNEL);
}

static ssize_t register_bcache(struct kobject *k, struct kobj_attribute *attr,
          const char *buffer, size_t size)
{
 const char *err;
 char *path = NULL;
 struct cache_sb *sb;
 struct cache_sb_disk *sb_disk;
 struct file *bdev_file, *bdev_file2;
 void *holder = NULL;
 ssize_t ret;
 bool async_registration = false;
 bool quiet = false;

#ifdef CONFIG_BCACHE_ASYNC_REGISTRATION
 async_registration = true;
#endif

 ret = -EBUSY;
 err = "failed to reference bcache module";
 if (!try_module_get(THIS_MODULE))
  goto out;

 /* For latest state of bcache_is_reboot */
 smp_mb();
 err = "bcache is in reboot";
 if (bcache_is_reboot)
  goto out_module_put;

 ret = -ENOMEM;
 err = "cannot allocate memory";
 path = kstrndup(buffer, size, GFP_KERNEL);
 if (!path)
  goto out_module_put;

 sb = kmalloc(sizeof(struct cache_sb), GFP_KERNEL);
 if (!sb)
  goto out_free_path;

 ret = -EINVAL;
 err = "failed to open device";
 bdev_file = bdev_file_open_by_path(strim(path), BLK_OPEN_READ, NULL, NULL);
 if (IS_ERR(bdev_file))
--> --------------------

--> maximum size reached

--> --------------------