Quelle  dm-stats.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
#include <linux/errno.h>
#include <linux/numa.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/rculist.h>
#include <linux/threads.h>
#include <linux/preempt.h>
#include <linux/irqflags.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device-mapper.h>

#include "dm-core.h"
#include "dm-stats.h"

#define DM_MSG_PREFIX "stats"

static int dm_stat_need_rcu_barrier;

/*
 * Using 64-bit values to avoid overflow (which is a
 * problem that block/genhd.c's IO accounting has).
 */
struct dm_stat_percpu {
 unsigned long long sectors[2];
 unsigned long long ios[2];
 unsigned long long merges[2];
 unsigned long long ticks[2];
 unsigned long long io_ticks[2];
 unsigned long long io_ticks_total;
 unsigned long long time_in_queue;
 unsigned long long *histogram;
};

struct dm_stat_shared {
 atomic_t in_flight[2];
 unsigned long long stamp;
 struct dm_stat_percpu tmp;
};

struct dm_stat {
 struct list_head list_entry;
 int id;
 unsigned int stat_flags;
 size_t n_entries;
 sector_t start;
 sector_t end;
 sector_t step;
 unsigned int n_histogram_entries;
 unsigned long long *histogram_boundaries;
 const char *program_id;
 const char *aux_data;
 struct rcu_head rcu_head;
 size_t shared_alloc_size;
 size_t percpu_alloc_size;
 size_t histogram_alloc_size;
 struct dm_stat_percpu *stat_percpu[NR_CPUS];
 struct dm_stat_shared stat_shared[] __counted_by(n_entries);
};

#define STAT_PRECISE_TIMESTAMPS  1

struct dm_stats_last_position {
 sector_t last_sector;
 unsigned int last_rw;
};

#define DM_STAT_MAX_ENTRIES  8388608
#define DM_STAT_MAX_HISTOGRAM_ENTRIES 134217728

/*
 * A typo on the command line could possibly make the kernel run out of memory
 * and crash. To prevent the crash we account all used memory. We fail if we
 * exhaust 1/4 of all memory or 1/2 of vmalloc space.
 */
#define DM_STATS_MEMORY_FACTOR  4
#define DM_STATS_VMALLOC_FACTOR  2

static DEFINE_SPINLOCK(shared_memory_lock);

static unsigned long shared_memory_amount;

static bool __check_shared_memory(size_t alloc_size)
{
 size_t a;

 a = shared_memory_amount + alloc_size;
 if (a < shared_memory_amount)
  return false;
 if (a >> PAGE_SHIFT > totalram_pages() / DM_STATS_MEMORY_FACTOR)
  return false;
#ifdef CONFIG_MMU
 if (a > (VMALLOC_END - VMALLOC_START) / DM_STATS_VMALLOC_FACTOR)
  return false;
#endif
 return true;
}

static bool check_shared_memory(size_t alloc_size)
{
 bool ret;

 spin_lock_irq(&shared_memory_lock);

 ret = __check_shared_memory(alloc_size);

 spin_unlock_irq(&shared_memory_lock);

 return ret;
}

static bool claim_shared_memory(size_t alloc_size)
{
 spin_lock_irq(&shared_memory_lock);

 if (!__check_shared_memory(alloc_size)) {
  spin_unlock_irq(&shared_memory_lock);
  return false;
 }

 shared_memory_amount += alloc_size;

 spin_unlock_irq(&shared_memory_lock);

 return true;
}

static void free_shared_memory(size_t alloc_size)
{
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&shared_memory_lock, flags);

 if (WARN_ON_ONCE(shared_memory_amount < alloc_size)) {
  spin_unlock_irqrestore(&shared_memory_lock, flags);
  DMCRIT("Memory usage accounting bug.");
  return;
 }

 shared_memory_amount -= alloc_size;

 spin_unlock_irqrestore(&shared_memory_lock, flags);
}

static void *dm_kvzalloc(size_t alloc_size, int node)
{
 void *p;

 if (!claim_shared_memory(alloc_size))
  return NULL;

 p = kvzalloc_node(alloc_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOMEMALLOC, node);
 if (p)
  return p;

 free_shared_memory(alloc_size);

 return NULL;
}

static void dm_kvfree(void *ptr, size_t alloc_size)
{
 if (!ptr)
  return;

 free_shared_memory(alloc_size);

 kvfree(ptr);
}

static void dm_stat_free(struct rcu_head *head)
{
 int cpu;
 struct dm_stat *s = container_of(head, struct dm_stat, rcu_head);

 kfree(s->histogram_boundaries);
 kfree(s->program_id);
 kfree(s->aux_data);
 for_each_possible_cpu(cpu) {
  dm_kvfree(s->stat_percpu[cpu][0].histogram, s->histogram_alloc_size);
  dm_kvfree(s->stat_percpu[cpu], s->percpu_alloc_size);
 }
 dm_kvfree(s->stat_shared[0].tmp.histogram, s->histogram_alloc_size);
 dm_kvfree(s, s->shared_alloc_size);
}

static int dm_stat_in_flight(struct dm_stat_shared *shared)
{
 return atomic_read(&shared->in_flight[READ]) +
        atomic_read(&shared->in_flight[WRITE]);
}

int dm_stats_init(struct dm_stats *stats)
{
 int cpu;
 struct dm_stats_last_position *last;

 mutex_init(&stats->mutex);
 INIT_LIST_HEAD(&stats->list);
 stats->precise_timestamps = false;
 stats->last = alloc_percpu(struct dm_stats_last_position);
 if (!stats->last)
  return -ENOMEM;

 for_each_possible_cpu(cpu) {
  last = per_cpu_ptr(stats->last, cpu);
  last->last_sector = (sector_t)ULLONG_MAX;
  last->last_rw = UINT_MAX;
 }

 return 0;
}

void dm_stats_cleanup(struct dm_stats *stats)
{
 size_t ni;
 struct dm_stat *s;
 struct dm_stat_shared *shared;

 while (!list_empty(&stats->list)) {
  s = container_of(stats->list.next, struct dm_stat, list_entry);
  list_del(&s->list_entry);
  for (ni = 0; ni < s->n_entries; ni++) {
   shared = &s->stat_shared[ni];
   if (WARN_ON(dm_stat_in_flight(shared))) {
    DMCRIT("leaked in-flight counter at index %lu "
           "(start %llu, end %llu, step %llu): reads %d, writes %d",
           (unsigned long)ni,
           (unsigned long long)s->start,
           (unsigned long long)s->end,
           (unsigned long long)s->step,
           atomic_read(&shared->in_flight[READ]),
           atomic_read(&shared->in_flight[WRITE]));
   }
   cond_resched();
  }
  dm_stat_free(&s->rcu_head);
 }
 free_percpu(stats->last);
 mutex_destroy(&stats->mutex);
}

static void dm_stats_recalc_precise_timestamps(struct dm_stats *stats)
{
 struct list_head *l;
 struct dm_stat *tmp_s;
 bool precise_timestamps = false;

 list_for_each(l, &stats->list) {
  tmp_s = container_of(l, struct dm_stat, list_entry);
  if (tmp_s->stat_flags & STAT_PRECISE_TIMESTAMPS) {
   precise_timestamps = true;
   break;
  }
 }
 stats->precise_timestamps = precise_timestamps;
}

static int dm_stats_create(struct dm_stats *stats, sector_t start, sector_t end,
      sector_t step, unsigned int stat_flags,
      unsigned int n_histogram_entries,
      unsigned long long *histogram_boundaries,
      const char *program_id, const char *aux_data,
      void (*suspend_callback)(struct mapped_device *),
      void (*resume_callback)(struct mapped_device *),
      struct mapped_device *md)
{
 struct list_head *l;
 struct dm_stat *s, *tmp_s;
 sector_t n_entries;
 size_t ni;
 size_t shared_alloc_size;
 size_t percpu_alloc_size;
 size_t histogram_alloc_size;
 struct dm_stat_percpu *p;
 int cpu;
 int ret_id;
 int r;

 if (end < start || !step)
  return -EINVAL;

 n_entries = end - start;
 if (dm_sector_div64(n_entries, step))
  n_entries++;

 if (n_entries != (size_t)n_entries || !(size_t)(n_entries + 1))
  return -EOVERFLOW;

 if (n_entries > DM_STAT_MAX_ENTRIES)
  return -EOVERFLOW;

 shared_alloc_size = struct_size(s, stat_shared, n_entries);
 if ((shared_alloc_size - sizeof(struct dm_stat)) / sizeof(struct dm_stat_shared) != n_entries)
  return -EOVERFLOW;

 percpu_alloc_size = (size_t)n_entries * sizeof(struct dm_stat_percpu);
 if (percpu_alloc_size / sizeof(struct dm_stat_percpu) != n_entries)
  return -EOVERFLOW;

 histogram_alloc_size = (n_histogram_entries + 1) * (size_t)n_entries * sizeof(unsigned long long);
 if (histogram_alloc_size / (n_histogram_entries + 1) != (size_t)n_entries * sizeof(unsigned long long))
  return -EOVERFLOW;

 if ((n_histogram_entries + 1) * (size_t)n_entries > DM_STAT_MAX_HISTOGRAM_ENTRIES)
  return -EOVERFLOW;

 if (!check_shared_memory(shared_alloc_size + histogram_alloc_size +
     num_possible_cpus() * (percpu_alloc_size + histogram_alloc_size)))
  return -ENOMEM;

 s = dm_kvzalloc(shared_alloc_size, NUMA_NO_NODE);
 if (!s)
  return -ENOMEM;

 s->stat_flags = stat_flags;
 s->n_entries = n_entries;
 s->start = start;
 s->end = end;
 s->step = step;
 s->shared_alloc_size = shared_alloc_size;
 s->percpu_alloc_size = percpu_alloc_size;
 s->histogram_alloc_size = histogram_alloc_size;

 s->n_histogram_entries = n_histogram_entries;
 s->histogram_boundaries = kmemdup(histogram_boundaries,
       s->n_histogram_entries * sizeof(unsigned long long), GFP_KERNEL);
 if (!s->histogram_boundaries) {
  r = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 s->program_id = kstrdup(program_id, GFP_KERNEL);
 if (!s->program_id) {
  r = -ENOMEM;
  goto out;
 }
 s->aux_data = kstrdup(aux_data, GFP_KERNEL);
 if (!s->aux_data) {
  r = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 for (ni = 0; ni < n_entries; ni++) {
  atomic_set(&s->stat_shared[ni].in_flight[READ], 0);
  atomic_set(&s->stat_shared[ni].in_flight[WRITE], 0);
  cond_resched();
 }

 if (s->n_histogram_entries) {
  unsigned long long *hi;

  hi = dm_kvzalloc(s->histogram_alloc_size, NUMA_NO_NODE);
  if (!hi) {
   r = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  for (ni = 0; ni < n_entries; ni++) {
   s->stat_shared[ni].tmp.histogram = hi;
   hi += s->n_histogram_entries + 1;
   cond_resched();
  }
 }

 for_each_possible_cpu(cpu) {
  p = dm_kvzalloc(percpu_alloc_size, cpu_to_node(cpu));
  if (!p) {
   r = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  s->stat_percpu[cpu] = p;
  if (s->n_histogram_entries) {
   unsigned long long *hi;

   hi = dm_kvzalloc(s->histogram_alloc_size, cpu_to_node(cpu));
   if (!hi) {
    r = -ENOMEM;
    goto out;
   }
   for (ni = 0; ni < n_entries; ni++) {
    p[ni].histogram = hi;
    hi += s->n_histogram_entries + 1;
    cond_resched();
   }
  }
 }

 /*
 * Suspend/resume to make sure there is no i/o in flight,
 * so that newly created statistics will be exact.
 *
 * (note: we couldn't suspend earlier because we must not
 * allocate memory while suspended)
 */
 suspend_callback(md);

 mutex_lock(&stats->mutex);
 s->id = 0;
 list_for_each(l, &stats->list) {
  tmp_s = container_of(l, struct dm_stat, list_entry);
  if (WARN_ON(tmp_s->id < s->id)) {
   r = -EINVAL;
   goto out_unlock_resume;
  }
  if (tmp_s->id > s->id)
   break;
  if (unlikely(s->id == INT_MAX)) {
   r = -ENFILE;
   goto out_unlock_resume;
  }
  s->id++;
 }
 ret_id = s->id;
 list_add_tail_rcu(&s->list_entry, l);

 dm_stats_recalc_precise_timestamps(stats);

 if (!static_key_enabled(&stats_enabled.key))
  static_branch_enable(&stats_enabled);

 mutex_unlock(&stats->mutex);

 resume_callback(md);

 return ret_id;

out_unlock_resume:
 mutex_unlock(&stats->mutex);
 resume_callback(md);
out:
 dm_stat_free(&s->rcu_head);
 return r;
}

static struct dm_stat *__dm_stats_find(struct dm_stats *stats, int id)
{
 struct dm_stat *s;

 list_for_each_entry(s, &stats->list, list_entry) {
  if (s->id > id)
   break;
  if (s->id == id)
   return s;
 }

 return NULL;
}

static int dm_stats_delete(struct dm_stats *stats, int id)
{
 struct dm_stat *s;
 int cpu;

 mutex_lock(&stats->mutex);

 s = __dm_stats_find(stats, id);
 if (!s) {
  mutex_unlock(&stats->mutex);
  return -ENOENT;
 }

 list_del_rcu(&s->list_entry);

 dm_stats_recalc_precise_timestamps(stats);

 mutex_unlock(&stats->mutex);

 /*
 * vfree can't be called from RCU callback
 */
 for_each_possible_cpu(cpu)
  if (is_vmalloc_addr(s->stat_percpu) ||
      is_vmalloc_addr(s->stat_percpu[cpu][0].histogram))
   goto do_sync_free;
 if (is_vmalloc_addr(s) ||
     is_vmalloc_addr(s->stat_shared[0].tmp.histogram)) {
do_sync_free:
  synchronize_rcu_expedited();
  dm_stat_free(&s->rcu_head);
 } else {
  WRITE_ONCE(dm_stat_need_rcu_barrier, 1);
  call_rcu(&s->rcu_head, dm_stat_free);
 }
 return 0;
}

static int dm_stats_list(struct dm_stats *stats, const char *program,
    char *result, unsigned int maxlen)
{
 struct dm_stat *s;
 sector_t len;
 unsigned int sz = 0;

 /*
 * Output format:
 *   <region_id>: <start_sector>+<length> <step> <program_id> <aux_data>
 */

 mutex_lock(&stats->mutex);
 list_for_each_entry(s, &stats->list, list_entry) {
  if (!program || !strcmp(program, s->program_id)) {
   len = s->end - s->start;
   DMEMIT("%d: %llu+%llu %llu %s %s", s->id,
    (unsigned long long)s->start,
    (unsigned long long)len,
    (unsigned long long)s->step,
    s->program_id,
    s->aux_data);
   if (s->stat_flags & STAT_PRECISE_TIMESTAMPS)
    DMEMIT(" precise_timestamps");
   if (s->n_histogram_entries) {
    unsigned int i;

    DMEMIT(" histogram:");
    for (i = 0; i < s->n_histogram_entries; i++) {
     if (i)
      DMEMIT(",");
     DMEMIT("%llu", s->histogram_boundaries[i]);
    }
   }
   DMEMIT("\n");
  }
  cond_resched();
 }
 mutex_unlock(&stats->mutex);

 return 1;
}

static void dm_stat_round(struct dm_stat *s, struct dm_stat_shared *shared,
     struct dm_stat_percpu *p)
{
 /*
 * This is racy, but so is part_round_stats_single.
 */
 unsigned long long now, difference;
 unsigned int in_flight_read, in_flight_write;

 if (likely(!(s->stat_flags & STAT_PRECISE_TIMESTAMPS)))
  now = jiffies;
 else
  now = ktime_to_ns(ktime_get());

 difference = now - shared->stamp;
 if (!difference)
  return;

 in_flight_read = (unsigned int)atomic_read(&shared->in_flight[READ]);
 in_flight_write = (unsigned int)atomic_read(&shared->in_flight[WRITE]);
 if (in_flight_read)
  p->io_ticks[READ] += difference;
 if (in_flight_write)
  p->io_ticks[WRITE] += difference;
 if (in_flight_read + in_flight_write) {
  p->io_ticks_total += difference;
  p->time_in_queue += (in_flight_read + in_flight_write) * difference;
 }
 shared->stamp = now;
}

static void dm_stat_for_entry(struct dm_stat *s, size_t entry,
         int idx, sector_t len,
         struct dm_stats_aux *stats_aux, bool end,
         unsigned long duration_jiffies)
{
 struct dm_stat_shared *shared = &s->stat_shared[entry];
 struct dm_stat_percpu *p;

 /*
 * For strict correctness we should use local_irq_save/restore
 * instead of preempt_disable/enable.
 *
 * preempt_disable/enable is racy if the driver finishes bios
 * from non-interrupt context as well as from interrupt context
 * or from more different interrupts.
 *
 * On 64-bit architectures the race only results in not counting some
 * events, so it is acceptable.  On 32-bit architectures the race could
 * cause the counter going off by 2^32, so we need to do proper locking
 * there.
 *
 * part_stat_lock()/part_stat_unlock() have this race too.
 */
#if BITS_PER_LONG == 32
 unsigned long flags;

 local_irq_save(flags);
#else
 preempt_disable();
#endif
 p = &s->stat_percpu[smp_processor_id()][entry];

 if (!end) {
  dm_stat_round(s, shared, p);
  atomic_inc(&shared->in_flight[idx]);
 } else {
  unsigned long long duration;

  dm_stat_round(s, shared, p);
  atomic_dec(&shared->in_flight[idx]);
  p->sectors[idx] += len;
  p->ios[idx] += 1;
  p->merges[idx] += stats_aux->merged;
  if (!(s->stat_flags & STAT_PRECISE_TIMESTAMPS)) {
   p->ticks[idx] += duration_jiffies;
   duration = jiffies_to_msecs(duration_jiffies);
  } else {
   p->ticks[idx] += stats_aux->duration_ns;
   duration = stats_aux->duration_ns;
  }
  if (s->n_histogram_entries) {
   unsigned int lo = 0, hi = s->n_histogram_entries + 1;

   while (lo + 1 < hi) {
    unsigned int mid = (lo + hi) / 2;

    if (s->histogram_boundaries[mid - 1] > duration)
     hi = mid;
    else
     lo = mid;
   }
   p->histogram[lo]++;
  }
 }

#if BITS_PER_LONG == 32
 local_irq_restore(flags);
#else
 preempt_enable();
#endif
}

static void __dm_stat_bio(struct dm_stat *s, int bi_rw,
     sector_t bi_sector, sector_t end_sector,
     bool end, unsigned long duration_jiffies,
     struct dm_stats_aux *stats_aux)
{
 sector_t rel_sector, offset, todo, fragment_len;
 size_t entry;

 if (end_sector <= s->start || bi_sector >= s->end)
  return;
 if (unlikely(bi_sector < s->start)) {
  rel_sector = 0;
  todo = end_sector - s->start;
 } else {
  rel_sector = bi_sector - s->start;
  todo = end_sector - bi_sector;
 }
 if (unlikely(end_sector > s->end))
  todo -= (end_sector - s->end);

 offset = dm_sector_div64(rel_sector, s->step);
 entry = rel_sector;
 do {
  if (WARN_ON_ONCE(entry >= s->n_entries)) {
   DMCRIT("Invalid area access in region id %d", s->id);
   return;
  }
  fragment_len = todo;
  if (fragment_len > s->step - offset)
   fragment_len = s->step - offset;
  dm_stat_for_entry(s, entry, bi_rw, fragment_len,
      stats_aux, end, duration_jiffies);
  todo -= fragment_len;
  entry++;
  offset = 0;
 } while (unlikely(todo != 0));
}

void dm_stats_account_io(struct dm_stats *stats, unsigned long bi_rw,
    sector_t bi_sector, unsigned int bi_sectors, bool end,
    unsigned long start_time,
    struct dm_stats_aux *stats_aux)
{
 struct dm_stat *s;
 sector_t end_sector;
 struct dm_stats_last_position *last;
 bool got_precise_time;
 unsigned long duration_jiffies = 0;

 if (unlikely(!bi_sectors))
  return;

 end_sector = bi_sector + bi_sectors;

 if (!end) {
  /*
 * A race condition can at worst result in the merged flag being
 * misrepresented, so we don't have to disable preemption here.
 */
  last = raw_cpu_ptr(stats->last);
  stats_aux->merged =
   (bi_sector == (READ_ONCE(last->last_sector) &&
           ((bi_rw == WRITE) ==
     (READ_ONCE(last->last_rw) == WRITE))
           ));
  WRITE_ONCE(last->last_sector, end_sector);
  WRITE_ONCE(last->last_rw, bi_rw);
 } else
  duration_jiffies = jiffies - start_time;

 rcu_read_lock();

 got_precise_time = false;
 list_for_each_entry_rcu(s, &stats->list, list_entry) {
  if (s->stat_flags & STAT_PRECISE_TIMESTAMPS && !got_precise_time) {
   /* start (!end) duration_ns is set by DM core's alloc_io() */
   if (end)
    stats_aux->duration_ns = ktime_to_ns(ktime_get()) - stats_aux->duration_ns;
   got_precise_time = true;
  }
  __dm_stat_bio(s, bi_rw, bi_sector, end_sector, end, duration_jiffies, stats_aux);
 }

 rcu_read_unlock();
}

static void __dm_stat_init_temporary_percpu_totals(struct dm_stat_shared *shared,
         struct dm_stat *s, size_t x)
{
 int cpu;
 struct dm_stat_percpu *p;

 local_irq_disable();
 p = &s->stat_percpu[smp_processor_id()][x];
 dm_stat_round(s, shared, p);
 local_irq_enable();

 shared->tmp.sectors[READ] = 0;
 shared->tmp.sectors[WRITE] = 0;
 shared->tmp.ios[READ] = 0;
 shared->tmp.ios[WRITE] = 0;
 shared->tmp.merges[READ] = 0;
 shared->tmp.merges[WRITE] = 0;
 shared->tmp.ticks[READ] = 0;
 shared->tmp.ticks[WRITE] = 0;
 shared->tmp.io_ticks[READ] = 0;
 shared->tmp.io_ticks[WRITE] = 0;
 shared->tmp.io_ticks_total = 0;
 shared->tmp.time_in_queue = 0;

 if (s->n_histogram_entries)
  memset(shared->tmp.histogram, 0, (s->n_histogram_entries + 1) * sizeof(unsigned long long));

 for_each_possible_cpu(cpu) {
  p = &s->stat_percpu[cpu][x];
  shared->tmp.sectors[READ] += READ_ONCE(p->sectors[READ]);
  shared->tmp.sectors[WRITE] += READ_ONCE(p->sectors[WRITE]);
  shared->tmp.ios[READ] += READ_ONCE(p->ios[READ]);
  shared->tmp.ios[WRITE] += READ_ONCE(p->ios[WRITE]);
  shared->tmp.merges[READ] += READ_ONCE(p->merges[READ]);
  shared->tmp.merges[WRITE] += READ_ONCE(p->merges[WRITE]);
  shared->tmp.ticks[READ] += READ_ONCE(p->ticks[READ]);
  shared->tmp.ticks[WRITE] += READ_ONCE(p->ticks[WRITE]);
  shared->tmp.io_ticks[READ] += READ_ONCE(p->io_ticks[READ]);
  shared->tmp.io_ticks[WRITE] += READ_ONCE(p->io_ticks[WRITE]);
  shared->tmp.io_ticks_total += READ_ONCE(p->io_ticks_total);
  shared->tmp.time_in_queue += READ_ONCE(p->time_in_queue);
  if (s->n_histogram_entries) {
   unsigned int i;

   for (i = 0; i < s->n_histogram_entries + 1; i++)
    shared->tmp.histogram[i] += READ_ONCE(p->histogram[i]);
  }
 }
}

static void __dm_stat_clear(struct dm_stat *s, size_t idx_start, size_t idx_end,
       bool init_tmp_percpu_totals)
{
 size_t x;
 struct dm_stat_shared *shared;
 struct dm_stat_percpu *p;

 for (x = idx_start; x < idx_end; x++) {
  shared = &s->stat_shared[x];
  if (init_tmp_percpu_totals)
   __dm_stat_init_temporary_percpu_totals(shared, s, x);
  local_irq_disable();
  p = &s->stat_percpu[smp_processor_id()][x];
  p->sectors[READ] -= shared->tmp.sectors[READ];
  p->sectors[WRITE] -= shared->tmp.sectors[WRITE];
  p->ios[READ] -= shared->tmp.ios[READ];
  p->ios[WRITE] -= shared->tmp.ios[WRITE];
  p->merges[READ] -= shared->tmp.merges[READ];
  p->merges[WRITE] -= shared->tmp.merges[WRITE];
  p->ticks[READ] -= shared->tmp.ticks[READ];
  p->ticks[WRITE] -= shared->tmp.ticks[WRITE];
  p->io_ticks[READ] -= shared->tmp.io_ticks[READ];
  p->io_ticks[WRITE] -= shared->tmp.io_ticks[WRITE];
  p->io_ticks_total -= shared->tmp.io_ticks_total;
  p->time_in_queue -= shared->tmp.time_in_queue;
  local_irq_enable();
  if (s->n_histogram_entries) {
   unsigned int i;

   for (i = 0; i < s->n_histogram_entries + 1; i++) {
    local_irq_disable();
    p = &s->stat_percpu[smp_processor_id()][x];
    p->histogram[i] -= shared->tmp.histogram[i];
    local_irq_enable();
   }
  }
  cond_resched();
 }
}

static int dm_stats_clear(struct dm_stats *stats, int id)
{
 struct dm_stat *s;

 mutex_lock(&stats->mutex);

 s = __dm_stats_find(stats, id);
 if (!s) {
  mutex_unlock(&stats->mutex);
  return -ENOENT;
 }

 __dm_stat_clear(s, 0, s->n_entries, true);

 mutex_unlock(&stats->mutex);

 return 1;
}

/*
 * This is like jiffies_to_msec, but works for 64-bit values.
 */
static unsigned long long dm_jiffies_to_msec64(struct dm_stat *s, unsigned long long j)
{
 unsigned long long result;
 unsigned int mult;

 if (s->stat_flags & STAT_PRECISE_TIMESTAMPS)
  return j;

 result = 0;
 if (j)
  result = jiffies_to_msecs(j & 0x3fffff);
 if (j >= 1 << 22) {
  mult = jiffies_to_msecs(1 << 22);
  result += (unsigned long long)mult * (unsigned long long)jiffies_to_msecs((j >> 22) & 0x3fffff);
 }
 if (j >= 1ULL << 44)
  result += (unsigned long long)mult * (unsigned long long)mult * (unsigned long long)jiffies_to_msecs(j >> 44);

 return result;
}

static int dm_stats_print(struct dm_stats *stats, int id,
     size_t idx_start, size_t idx_len,
     bool clear, char *result, unsigned int maxlen)
{
 unsigned int sz = 0;
 struct dm_stat *s;
 size_t x;
 sector_t start, end, step;
 size_t idx_end;
 struct dm_stat_shared *shared;

 /*
 * Output format:
 *   <start_sector>+<length> counters
 */

 mutex_lock(&stats->mutex);

 s = __dm_stats_find(stats, id);
 if (!s) {
  mutex_unlock(&stats->mutex);
  return -ENOENT;
 }

 idx_end = idx_start + idx_len;
 if (idx_end < idx_start ||
     idx_end > s->n_entries)
  idx_end = s->n_entries;

 if (idx_start > idx_end)
  idx_start = idx_end;

 step = s->step;
 start = s->start + (step * idx_start);

 for (x = idx_start; x < idx_end; x++, start = end) {
  shared = &s->stat_shared[x];
  end = start + step;
  if (unlikely(end > s->end))
   end = s->end;

  __dm_stat_init_temporary_percpu_totals(shared, s, x);

  DMEMIT("%llu+%llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %d %llu %llu %llu %llu",
         (unsigned long long)start,
         (unsigned long long)step,
         shared->tmp.ios[READ],
         shared->tmp.merges[READ],
         shared->tmp.sectors[READ],
         dm_jiffies_to_msec64(s, shared->tmp.ticks[READ]),
         shared->tmp.ios[WRITE],
         shared->tmp.merges[WRITE],
         shared->tmp.sectors[WRITE],
         dm_jiffies_to_msec64(s, shared->tmp.ticks[WRITE]),
         dm_stat_in_flight(shared),
         dm_jiffies_to_msec64(s, shared->tmp.io_ticks_total),
         dm_jiffies_to_msec64(s, shared->tmp.time_in_queue),
         dm_jiffies_to_msec64(s, shared->tmp.io_ticks[READ]),
         dm_jiffies_to_msec64(s, shared->tmp.io_ticks[WRITE]));
  if (s->n_histogram_entries) {
   unsigned int i;

   for (i = 0; i < s->n_histogram_entries + 1; i++)
    DMEMIT("%s%llu", !i ? " " : ":", shared->tmp.histogram[i]);
  }
  DMEMIT("\n");

  if (unlikely(sz + 1 >= maxlen))
   goto buffer_overflow;

  cond_resched();
 }

 if (clear)
  __dm_stat_clear(s, idx_start, idx_end, false);

buffer_overflow:
 mutex_unlock(&stats->mutex);

 return 1;
}

static int dm_stats_set_aux(struct dm_stats *stats, int id, const char *aux_data)
{
 struct dm_stat *s;
 const char *new_aux_data;

 mutex_lock(&stats->mutex);

 s = __dm_stats_find(stats, id);
 if (!s) {
  mutex_unlock(&stats->mutex);
  return -ENOENT;
 }

 new_aux_data = kstrdup(aux_data, GFP_KERNEL);
 if (!new_aux_data) {
  mutex_unlock(&stats->mutex);
  return -ENOMEM;
 }

 kfree(s->aux_data);
 s->aux_data = new_aux_data;

 mutex_unlock(&stats->mutex);

 return 0;
}

static int parse_histogram(const char *h, unsigned int *n_histogram_entries,
      unsigned long long **histogram_boundaries)
{
 const char *q;
 unsigned int n;
 unsigned long long last;

 *n_histogram_entries = 1;
 for (q = h; *q; q++)
  if (*q == ',')
   (*n_histogram_entries)++;

 *histogram_boundaries = kmalloc_array(*n_histogram_entries,
           sizeof(unsigned long long),
           GFP_KERNEL);
 if (!*histogram_boundaries)
  return -ENOMEM;

 n = 0;
 last = 0;
 while (1) {
  unsigned long long hi;
  int s;
  char ch;

  s = sscanf(h, "%llu%c", &hi, &ch);
  if (!s || (s == 2 && ch != ','))
   return -EINVAL;
  if (hi <= last)
   return -EINVAL;
  last = hi;
  (*histogram_boundaries)[n] = hi;
  if (s == 1)
   return 0;
  h = strchr(h, ',') + 1;
  n++;
 }
}

static int message_stats_create(struct mapped_device *md,
    unsigned int argc, char **argv,
    char *result, unsigned int maxlen)
{
 int r;
 int id;
 char dummy;
 unsigned long long start, end, len, step;
 unsigned int divisor;
 const char *program_id, *aux_data;
 unsigned int stat_flags = 0;
 unsigned int n_histogram_entries = 0;
 unsigned long long *histogram_boundaries = NULL;
 struct dm_arg_set as, as_backup;
 const char *a;
 unsigned int feature_args;

 /*
 * Input format:
 *   <range> <step> [<extra_parameters> <parameters>] [<program_id> [<aux_data>]]
 */

 if (argc < 3)
  goto ret_einval;

 as.argc = argc;
 as.argv = argv;
 dm_consume_args(&as, 1);

 a = dm_shift_arg(&as);
 if (!strcmp(a, "-")) {
  start = 0;
  len = dm_get_size(md);
  if (!len)
   len = 1;
 } else if (sscanf(a, "%llu+%llu%c", &start, &len, &dummy) != 2 ||
     start != (sector_t)start || len != (sector_t)len)
  goto ret_einval;

 end = start + len;
 if (start >= end)
  goto ret_einval;

 a = dm_shift_arg(&as);
 if (sscanf(a, "/%u%c", &divisor, &dummy) == 1) {
  if (!divisor)
   return -EINVAL;
  step = end - start;
  if (do_div(step, divisor))
   step++;
  if (!step)
   step = 1;
 } else if (sscanf(a, "%llu%c", &step, &dummy) != 1 ||
     step != (sector_t)step || !step)
  goto ret_einval;

 as_backup = as;
 a = dm_shift_arg(&as);
 if (a && sscanf(a, "%u%c", &feature_args, &dummy) == 1) {
  while (feature_args--) {
   a = dm_shift_arg(&as);
   if (!a)
    goto ret_einval;
   if (!strcasecmp(a, "precise_timestamps"))
    stat_flags |= STAT_PRECISE_TIMESTAMPS;
   else if (!strncasecmp(a, "histogram:", 10)) {
    if (n_histogram_entries)
     goto ret_einval;
    r = parse_histogram(a + 10, &n_histogram_entries, &histogram_boundaries);
    if (r)
     goto ret;
   } else
    goto ret_einval;
  }
 } else {
  as = as_backup;
 }

 program_id = "-";
 aux_data = "-";

 a = dm_shift_arg(&as);
 if (a)
  program_id = a;

 a = dm_shift_arg(&as);
 if (a)
  aux_data = a;

 if (as.argc)
  goto ret_einval;

 /*
 * If a buffer overflow happens after we created the region,
 * it's too late (the userspace would retry with a larger
 * buffer, but the region id that caused the overflow is already
 * leaked).  So we must detect buffer overflow in advance.
 */
 snprintf(result, maxlen, "%d", INT_MAX);
 if (dm_message_test_buffer_overflow(result, maxlen)) {
  r = 1;
  goto ret;
 }

 id = dm_stats_create(dm_get_stats(md), start, end, step, stat_flags,
        n_histogram_entries, histogram_boundaries, program_id, aux_data,
        dm_internal_suspend_fast, dm_internal_resume_fast, md);
 if (id < 0) {
  r = id;
  goto ret;
 }

 snprintf(result, maxlen, "%d", id);

 r = 1;
 goto ret;

ret_einval:
 r = -EINVAL;
ret:
 kfree(histogram_boundaries);
 return r;
}

static int message_stats_delete(struct mapped_device *md,
    unsigned int argc, char **argv)
{
 int id;
 char dummy;

 if (argc != 2)
  return -EINVAL;

 if (sscanf(argv[1], "%d%c", &id, &dummy) != 1 || id < 0)
  return -EINVAL;

 return dm_stats_delete(dm_get_stats(md), id);
}

static int message_stats_clear(struct mapped_device *md,
          unsigned int argc, char **argv)
{
 int id;
 char dummy;

 if (argc != 2)
  return -EINVAL;

 if (sscanf(argv[1], "%d%c", &id, &dummy) != 1 || id < 0)
  return -EINVAL;

 return dm_stats_clear(dm_get_stats(md), id);
}

static int message_stats_list(struct mapped_device *md,
         unsigned int argc, char **argv,
         char *result, unsigned int maxlen)
{
 int r;
 const char *program = NULL;

 if (argc < 1 || argc > 2)
  return -EINVAL;

 if (argc > 1) {
  program = kstrdup(argv[1], GFP_KERNEL);
  if (!program)
   return -ENOMEM;
 }

 r = dm_stats_list(dm_get_stats(md), program, result, maxlen);

 kfree(program);

 return r;
}

static int message_stats_print(struct mapped_device *md,
          unsigned int argc, char **argv, bool clear,
          char *result, unsigned int maxlen)
{
 int id;
 char dummy;
 unsigned long idx_start = 0, idx_len = ULONG_MAX;

 if (argc != 2 && argc != 4)
  return -EINVAL;

 if (sscanf(argv[1], "%d%c", &id, &dummy) != 1 || id < 0)
  return -EINVAL;

 if (argc > 3) {
  if (strcmp(argv[2], "-") &&
      sscanf(argv[2], "%lu%c", &idx_start, &dummy) != 1)
   return -EINVAL;
  if (strcmp(argv[3], "-") &&
      sscanf(argv[3], "%lu%c", &idx_len, &dummy) != 1)
   return -EINVAL;
 }

 return dm_stats_print(dm_get_stats(md), id, idx_start, idx_len, clear,
         result, maxlen);
}

static int message_stats_set_aux(struct mapped_device *md,
     unsigned int argc, char **argv)
{
 int id;
 char dummy;

 if (argc != 3)
  return -EINVAL;

 if (sscanf(argv[1], "%d%c", &id, &dummy) != 1 || id < 0)
  return -EINVAL;

 return dm_stats_set_aux(dm_get_stats(md), id, argv[2]);
}

int dm_stats_message(struct mapped_device *md, unsigned int argc, char **argv,
       char *result, unsigned int maxlen)
{
 int r;

 /* All messages here must start with '@' */
 if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_create"))
  r = message_stats_create(md, argc, argv, result, maxlen);
 else if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_delete"))
  r = message_stats_delete(md, argc, argv);
 else if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_clear"))
  r = message_stats_clear(md, argc, argv);
 else if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_list"))
  r = message_stats_list(md, argc, argv, result, maxlen);
 else if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_print"))
  r = message_stats_print(md, argc, argv, false, result, maxlen);
 else if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_print_clear"))
  r = message_stats_print(md, argc, argv, true, result, maxlen);
 else if (!strcasecmp(argv[0], "@stats_set_aux"))
  r = message_stats_set_aux(md, argc, argv);
 else
  return 2; /* this wasn't a stats message */

 if (r == -EINVAL)
  DMCRIT("Invalid parameters for message %s", argv[0]);

 return r;
}

int __init dm_statistics_init(void)
{
 shared_memory_amount = 0;
 dm_stat_need_rcu_barrier = 0;
 return 0;
}

void dm_statistics_exit(void)
{
 if (dm_stat_need_rcu_barrier)
  rcu_barrier();
 if (WARN_ON(shared_memory_amount))
  DMCRIT("shared_memory_amount leaked: %lu", shared_memory_amount);
}

module_param_named(stats_current_allocated_bytes, shared_memory_amount, ulong, 0444);
MODULE_PARM_DESC(stats_current_allocated_bytes, "Memory currently used by statistics");