4d21ee3873ecba17031cf9e4da3cf037165a636b
[linux-2.6.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@suse.de>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/mempool.h>
27 #include <linux/workqueue.h>
28 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
29
30 #define BIO_POOL_SIZE 256
31
32 static kmem_cache_t *bio_slab;
33
34 #define BIOVEC_NR_POOLS 6
35
36 /*
37  * a small number of entries is fine, not going to be performance critical.
38  * basically we just need to survive
39  */
40 #define BIO_SPLIT_ENTRIES 8     
41 mempool_t *bio_split_pool;
42
43 struct biovec_slab {
44         int nr_vecs;
45         char *name; 
46         kmem_cache_t *slab;
47 };
48
49 /*
50  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
51  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
52  * unsigned short
53  */
54
55 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
56 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
57         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
58 };
59 #undef BV
60
61 /*
62  * bio_set is used to allow other portions of the IO system to
63  * allocate their own private memory pools for bio and iovec structures.
64  * These memory pools in turn all allocate from the bio_slab
65  * and the bvec_slabs[].
66  */
67 struct bio_set {
68         mempool_t *bio_pool;
69         mempool_t *bvec_pools[BIOVEC_NR_POOLS];
70 };
71
72 /*
73  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
74  * IO code that does not need private memory pools.
75  */
76 static struct bio_set *fs_bio_set;
77
78 static inline struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
79 {
80         struct bio_vec *bvl;
81         struct biovec_slab *bp;
82
83         /*
84          * see comment near bvec_array define!
85          */
86         switch (nr) {
87                 case   1        : *idx = 0; break;
88                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
89                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
90                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
91                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
92                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
93                 default:
94                         return NULL;
95         }
96         /*
97          * idx now points to the pool we want to allocate from
98          */
99
100         bp = bvec_slabs + *idx;
101         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
102         if (bvl)
103                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
104
105         return bvl;
106 }
107
108 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
109 {
110         const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
111
112         BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
113
114         mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
115         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
116 }
117
118 /*
119  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
120  */
121 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
122 {
123         bio_free(bio, fs_bio_set);
124 }
125
126 inline void bio_init(struct bio *bio)
127 {
128         bio->bi_next = NULL;
129         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
130         bio->bi_rw = 0;
131         bio->bi_vcnt = 0;
132         bio->bi_idx = 0;
133         bio->bi_phys_segments = 0;
134         bio->bi_hw_segments = 0;
135         bio->bi_hw_front_size = 0;
136         bio->bi_hw_back_size = 0;
137         bio->bi_size = 0;
138         bio->bi_max_vecs = 0;
139         bio->bi_end_io = NULL;
140         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
141         bio->bi_private = NULL;
142 }
143
144 /**
145  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
146  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
147  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
148  * @bs:         the bio_set to allocate from
149  *
150  * Description:
151  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
152  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
153  *   for a &struct bio to become free.
154  *
155  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
156  *   bio_set structure.
157  **/
158 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
159 {
160         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
161
162         if (likely(bio)) {
163                 struct bio_vec *bvl = NULL;
164
165                 bio_init(bio);
166                 if (likely(nr_iovecs)) {
167                         unsigned long idx;
168
169                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
170                         if (unlikely(!bvl)) {
171                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
172                                 bio = NULL;
173                                 goto out;
174                         }
175                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
176                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
177                 }
178                 bio->bi_io_vec = bvl;
179         }
180 out:
181         return bio;
182 }
183
184 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
185 {
186         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
187
188         if (bio)
189                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
190
191         return bio;
192 }
193
194 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
195 {
196         unsigned long flags;
197         struct bio_vec *bv;
198         int i;
199
200         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
201                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
202                 memset(data, 0, bv->bv_len);
203                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
204                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
205         }
206 }
207 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
208
209 /**
210  * bio_put - release a reference to a bio
211  * @bio:   bio to release reference to
212  *
213  * Description:
214  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
215  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
216  **/
217 void bio_put(struct bio *bio)
218 {
219         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
220
221         /*
222          * last put frees it
223          */
224         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
225                 bio->bi_next = NULL;
226                 bio->bi_destructor(bio);
227         }
228 }
229
230 inline int bio_phys_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
231 {
232         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
233                 blk_recount_segments(q, bio);
234
235         return bio->bi_phys_segments;
236 }
237
238 inline int bio_hw_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
239 {
240         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
241                 blk_recount_segments(q, bio);
242
243         return bio->bi_hw_segments;
244 }
245
246 /**
247  *      __bio_clone     -       clone a bio
248  *      @bio: destination bio
249  *      @bio_src: bio to clone
250  *
251  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
252  *      the actual data it points to. Reference count of returned
253  *      bio will be one.
254  */
255 inline void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
256 {
257         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio_src->bi_bdev);
258
259         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
260                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
261
262         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
263         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
264         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
265         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
266         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
267         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
268         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
269         bio_phys_segments(q, bio);
270         bio_hw_segments(q, bio);
271 }
272
273 /**
274  *      bio_clone       -       clone a bio
275  *      @bio: bio to clone
276  *      @gfp_mask: allocation priority
277  *
278  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
279  */
280 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
281 {
282         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
283
284         if (b) {
285                 b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
286                 __bio_clone(b, bio);
287         }
288
289         return b;
290 }
291
292 /**
293  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
294  *      @bdev:  I/O target
295  *
296  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
297  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
298  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
299  *      on offset.
300  */
301 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
302 {
303         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bdev);
304         int nr_pages;
305
306         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
307         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
308                 nr_pages = q->max_phys_segments;
309         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
310                 nr_pages = q->max_hw_segments;
311
312         return nr_pages;
313 }
314
315 static int __bio_add_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page
316                           *page, unsigned int len, unsigned int offset)
317 {
318         int retried_segments = 0;
319         struct bio_vec *bvec;
320
321         /*
322          * cloned bio must not modify vec list
323          */
324         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
325                 return 0;
326
327         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
328                 return 0;
329
330         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > q->max_sectors)
331                 return 0;
332
333         /*
334          * we might lose a segment or two here, but rather that than
335          * make this too complex.
336          */
337
338         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
339                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
340                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
341
342                 if (retried_segments)
343                         return 0;
344
345                 retried_segments = 1;
346                 blk_recount_segments(q, bio);
347         }
348
349         /*
350          * setup the new entry, we might clear it again later if we
351          * cannot add the page
352          */
353         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
354         bvec->bv_page = page;
355         bvec->bv_len = len;
356         bvec->bv_offset = offset;
357
358         /*
359          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
360          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
361          * queue to get further control
362          */
363         if (q->merge_bvec_fn) {
364                 /*
365                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
366                  * at this offset
367                  */
368                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
369                         bvec->bv_page = NULL;
370                         bvec->bv_len = 0;
371                         bvec->bv_offset = 0;
372                         return 0;
373                 }
374         }
375
376         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
377         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
378             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
379                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
380
381         bio->bi_vcnt++;
382         bio->bi_phys_segments++;
383         bio->bi_hw_segments++;
384         bio->bi_size += len;
385         return len;
386 }
387
388 /**
389  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
390  *      @bio: destination bio
391  *      @page: page to add
392  *      @len: vec entry length
393  *      @offset: vec entry offset
394  *
395  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
396  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
397  *      device limitations. The target block device must allow bio's
398  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
399  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
400  */
401 int bio_add_pc_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page *page,
402                     unsigned int len, unsigned int offset)
403 {
404         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset);
405 }
406
407 /**
408  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
409  *      @bio: destination bio
410  *      @page: page to add
411  *      @len: vec entry length
412  *      @offset: vec entry offset
413  *
414  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
415  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
416  *      device limitations. The target block device must allow bio's
417  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
418  *      page to an empty bio.
419  */
420 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
421                  unsigned int offset)
422 {
423         return __bio_add_page(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio, page,
424                               len, offset);
425 }
426
427 struct bio_map_data {
428         struct bio_vec *iovecs;
429         void __user *userptr;
430 };
431
432 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio)
433 {
434         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
435         bio->bi_private = bmd;
436 }
437
438 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
439 {
440         kfree(bmd->iovecs);
441         kfree(bmd);
442 }
443
444 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs)
445 {
446         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
447
448         if (!bmd)
449                 return NULL;
450
451         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
452         if (bmd->iovecs)
453                 return bmd;
454
455         kfree(bmd);
456         return NULL;
457 }
458
459 /**
460  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
461  *      @bio: bio being terminated
462  *
463  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
464  *      to user space in case of a read.
465  */
466 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
467 {
468         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
469         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
470         struct bio_vec *bvec;
471         int i, ret = 0;
472
473         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
474                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
475                 unsigned int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
476
477                 if (read && !ret && copy_to_user(bmd->userptr, addr, len))
478                         ret = -EFAULT;
479
480                 __free_page(bvec->bv_page);
481                 bmd->userptr += len;
482         }
483         bio_free_map_data(bmd);
484         bio_put(bio);
485         return ret;
486 }
487
488 /**
489  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
490  *      @q: destination block queue
491  *      @uaddr: start of user address
492  *      @len: length in bytes
493  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
494  *
495  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
496  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
497  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
498  */
499 struct bio *bio_copy_user(request_queue_t *q, unsigned long uaddr,
500                           unsigned int len, int write_to_vm)
501 {
502         unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
503         unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
504         struct bio_map_data *bmd;
505         struct bio_vec *bvec;
506         struct page *page;
507         struct bio *bio;
508         int i, ret;
509
510         bmd = bio_alloc_map_data(end - start);
511         if (!bmd)
512                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
513
514         bmd->userptr = (void __user *) uaddr;
515
516         ret = -ENOMEM;
517         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, end - start);
518         if (!bio)
519                 goto out_bmd;
520
521         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
522
523         ret = 0;
524         while (len) {
525                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
526
527                 if (bytes > len)
528                         bytes = len;
529
530                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
531                 if (!page) {
532                         ret = -ENOMEM;
533                         break;
534                 }
535
536                 if (__bio_add_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
537                         ret = -EINVAL;
538                         break;
539                 }
540
541                 len -= bytes;
542         }
543
544         if (ret)
545                 goto cleanup;
546
547         /*
548          * success
549          */
550         if (!write_to_vm) {
551                 char __user *p = (char __user *) uaddr;
552
553                 /*
554                  * for a write, copy in data to kernel pages
555                  */
556                 ret = -EFAULT;
557                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
558                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
559
560                         if (copy_from_user(addr, p, bvec->bv_len))
561                                 goto cleanup;
562                         p += bvec->bv_len;
563                 }
564         }
565
566         bio_set_map_data(bmd, bio);
567         return bio;
568 cleanup:
569         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
570                 __free_page(bvec->bv_page);
571
572         bio_put(bio);
573 out_bmd:
574         bio_free_map_data(bmd);
575         return ERR_PTR(ret);
576 }
577
578 static struct bio *__bio_map_user_iov(request_queue_t *q,
579                                       struct block_device *bdev,
580                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
581                                       int write_to_vm)
582 {
583         int i, j;
584         int nr_pages = 0;
585         struct page **pages;
586         struct bio *bio;
587         int cur_page = 0;
588         int ret, offset;
589
590         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
591                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
592                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
593                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
594                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
595
596                 nr_pages += end - start;
597                 /*
598                  * transfer and buffer must be aligned to at least hardsector
599                  * size for now, in the future we can relax this restriction
600                  */
601                 if ((uaddr & queue_dma_alignment(q)) || (len & queue_dma_alignment(q)))
602                         return ERR_PTR(-EINVAL);
603         }
604
605         if (!nr_pages)
606                 return ERR_PTR(-EINVAL);
607
608         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
609         if (!bio)
610                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
611
612         ret = -ENOMEM;
613         pages = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
614         if (!pages)
615                 goto out;
616
617         memset(pages, 0, nr_pages * sizeof(struct page *));
618
619         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
620                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
621                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
622                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
623                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
624                 const int local_nr_pages = end - start;
625                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
626                 
627                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
628                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
629                                      local_nr_pages,
630                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
631                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
632
633                 if (ret < local_nr_pages)
634                         goto out_unmap;
635
636
637                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
638                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
639                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
640
641                         if (len <= 0)
642                                 break;
643                         
644                         if (bytes > len)
645                                 bytes = len;
646
647                         /*
648                          * sorry...
649                          */
650                         if (__bio_add_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) < bytes)
651                                 break;
652
653                         len -= bytes;
654                         offset = 0;
655                 }
656
657                 cur_page = j;
658                 /*
659                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
660                  */
661                 while (j < page_limit)
662                         page_cache_release(pages[j++]);
663         }
664
665         kfree(pages);
666
667         /*
668          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
669          */
670         if (!write_to_vm)
671                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
672
673         bio->bi_bdev = bdev;
674         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
675         return bio;
676
677  out_unmap:
678         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
679                 if(!pages[i])
680                         break;
681                 page_cache_release(pages[i]);
682         }
683  out:
684         kfree(pages);
685         bio_put(bio);
686         return ERR_PTR(ret);
687 }
688
689 /**
690  *      bio_map_user    -       map user address into bio
691  *      @q: the request_queue_t for the bio
692  *      @bdev: destination block device
693  *      @uaddr: start of user address
694  *      @len: length in bytes
695  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
696  *
697  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
698  *      device. Returns an error pointer in case of error.
699  */
700 struct bio *bio_map_user(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
701                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
702 {
703         struct sg_iovec iov;
704
705         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
706         iov.iov_len = len;
707
708         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
709 }
710
711 /**
712  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
713  *      @q: the request_queue_t for the bio
714  *      @bdev: destination block device
715  *      @iov:   the iovec.
716  *      @iov_count: number of elements in the iovec
717  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
718  *
719  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
720  *      device. Returns an error pointer in case of error.
721  */
722 struct bio *bio_map_user_iov(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
723                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
724                              int write_to_vm)
725 {
726         struct bio *bio;
727         int len = 0, i;
728
729         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
730
731         if (IS_ERR(bio))
732                 return bio;
733
734         /*
735          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
736          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
737          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
738          * reference to it
739          */
740         bio_get(bio);
741
742         for (i = 0; i < iov_count; i++)
743                 len += iov[i].iov_len;
744
745         if (bio->bi_size == len)
746                 return bio;
747
748         /*
749          * don't support partial mappings
750          */
751         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
752         bio_unmap_user(bio);
753         return ERR_PTR(-EINVAL);
754 }
755
756 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
757 {
758         struct bio_vec *bvec;
759         int i;
760
761         /*
762          * make sure we dirty pages we wrote to
763          */
764         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
765                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
766                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
767
768                 page_cache_release(bvec->bv_page);
769         }
770
771         bio_put(bio);
772 }
773
774 /**
775  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
776  *      @bio:           the bio being unmapped
777  *
778  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
779  *      a process context.
780  *
781  *      bio_unmap_user() may sleep.
782  */
783 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
784 {
785         __bio_unmap_user(bio);
786         bio_put(bio);
787 }
788
789 static int bio_map_kern_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
790 {
791         if (bio->bi_size)
792                 return 1;
793
794         bio_put(bio);
795         return 0;
796 }
797
798
799 static struct bio *__bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data,
800                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
801 {
802         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
803         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
804         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
805         const int nr_pages = end - start;
806         int offset, i;
807         struct bio *bio;
808
809         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
810         if (!bio)
811                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
812
813         offset = offset_in_page(kaddr);
814         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
815                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
816
817                 if (len <= 0)
818                         break;
819
820                 if (bytes > len)
821                         bytes = len;
822
823                 if (__bio_add_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
824                                    offset) < bytes)
825                         break;
826
827                 data += bytes;
828                 len -= bytes;
829                 offset = 0;
830         }
831
832         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
833         return bio;
834 }
835
836 /**
837  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
838  *      @q: the request_queue_t for the bio
839  *      @data: pointer to buffer to map
840  *      @len: length in bytes
841  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
842  *
843  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
844  *      device. Returns an error pointer in case of error.
845  */
846 struct bio *bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data, unsigned int len,
847                          gfp_t gfp_mask)
848 {
849         struct bio *bio;
850
851         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
852         if (IS_ERR(bio))
853                 return bio;
854
855         if (bio->bi_size == len)
856                 return bio;
857
858         /*
859          * Don't support partial mappings.
860          */
861         bio_put(bio);
862         return ERR_PTR(-EINVAL);
863 }
864
865 /*
866  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
867  * for performing direct-IO in BIOs.
868  *
869  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
870  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
871  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
872  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
873  * in process context.
874  *
875  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
876  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
877  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
878  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
879  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
880  *
881  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
882  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
883  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
884  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
885  * pagecache.
886  *
887  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
888  * deferred bio dirtying paths.
889  */
890
891 /*
892  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
893  */
894 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
895 {
896         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
897         int i;
898
899         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
900                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
901
902                 if (page && !PageCompound(page))
903                         set_page_dirty_lock(page);
904         }
905 }
906
907 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
908 {
909         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
910         int i;
911
912         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
913                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
914
915                 if (page)
916                         put_page(page);
917         }
918 }
919
920 /*
921  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
922  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
923  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
924  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
925  *
926  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
927  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
928  * run one bio_put() against the BIO.
929  */
930
931 static void bio_dirty_fn(void *data);
932
933 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn, NULL);
934 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
935 static struct bio *bio_dirty_list;
936
937 /*
938  * This runs in process context
939  */
940 static void bio_dirty_fn(void *data)
941 {
942         unsigned long flags;
943         struct bio *bio;
944
945         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
946         bio = bio_dirty_list;
947         bio_dirty_list = NULL;
948         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
949
950         while (bio) {
951                 struct bio *next = bio->bi_private;
952
953                 bio_set_pages_dirty(bio);
954                 bio_release_pages(bio);
955                 bio_put(bio);
956                 bio = next;
957         }
958 }
959
960 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
961 {
962         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
963         int nr_clean_pages = 0;
964         int i;
965
966         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
967                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
968
969                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
970                         page_cache_release(page);
971                         bvec[i].bv_page = NULL;
972                 } else {
973                         nr_clean_pages++;
974                 }
975         }
976
977         if (nr_clean_pages) {
978                 unsigned long flags;
979
980                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
981                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
982                 bio_dirty_list = bio;
983                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
984                 schedule_work(&bio_dirty_work);
985         } else {
986                 bio_put(bio);
987         }
988 }
989
990 /**
991  * bio_endio - end I/O on a bio
992  * @bio:        bio
993  * @bytes_done: number of bytes completed
994  * @error:      error, if any
995  *
996  * Description:
997  *   bio_endio() will end I/O on @bytes_done number of bytes. This may be
998  *   just a partial part of the bio, or it may be the whole bio. bio_endio()
999  *   is the preferred way to end I/O on a bio, it takes care of decrementing
1000  *   bi_size and clearing BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and
1001  *   and one of the established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in
1002  *   case something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on
1003  *   a bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1004  **/
1005 void bio_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int error)
1006 {
1007         if (error)
1008                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1009
1010         if (unlikely(bytes_done > bio->bi_size)) {
1011                 printk("%s: want %u bytes done, only %u left\n", __FUNCTION__,
1012                                                 bytes_done, bio->bi_size);
1013                 bytes_done = bio->bi_size;
1014         }
1015
1016         bio->bi_size -= bytes_done;
1017         bio->bi_sector += (bytes_done >> 9);
1018
1019         if (bio->bi_end_io)
1020                 bio->bi_end_io(bio, bytes_done, error);
1021 }
1022
1023 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1024 {
1025         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1026                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1027
1028                 bio_endio(master, master->bi_size, bp->error);
1029                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1030         }
1031 }
1032
1033 static int bio_pair_end_1(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1034 {
1035         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1036
1037         if (err)
1038                 bp->error = err;
1039
1040         if (bi->bi_size)
1041                 return 1;
1042
1043         bio_pair_release(bp);
1044         return 0;
1045 }
1046
1047 static int bio_pair_end_2(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1048 {
1049         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1050
1051         if (err)
1052                 bp->error = err;
1053
1054         if (bi->bi_size)
1055                 return 1;
1056
1057         bio_pair_release(bp);
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1063  * in it's iovec
1064  */
1065 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1066 {
1067         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1068
1069         if (!bp)
1070                 return bp;
1071
1072         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1073         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1074         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1075         bp->error = 0;
1076         bp->bio1 = *bi;
1077         bp->bio2 = *bi;
1078         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1079         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1080         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1081
1082         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1083         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1084         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1085         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1086         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1087
1088         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1089         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1090
1091         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1092         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1093
1094         bp->bio1.bi_private = bi;
1095         bp->bio2.bi_private = pool;
1096
1097         return bp;
1098 }
1099
1100 static void *bio_pair_alloc(gfp_t gfp_flags, void *data)
1101 {
1102         return kmalloc(sizeof(struct bio_pair), gfp_flags);
1103 }
1104
1105 static void bio_pair_free(void *bp, void *data)
1106 {
1107         kfree(bp);
1108 }
1109
1110
1111 /*
1112  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1113  * use the global biovec slabs created for general use.
1114  */
1115 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries, int scale)
1116 {
1117         int i;
1118
1119         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1120                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1121                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1122
1123                 if (i >= scale)
1124                         pool_entries >>= 1;
1125
1126                 *bvp = mempool_create(pool_entries, mempool_alloc_slab,
1127                                         mempool_free_slab, bp->slab);
1128                 if (!*bvp)
1129                         return -ENOMEM;
1130         }
1131         return 0;
1132 }
1133
1134 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1135 {
1136         int i;
1137
1138         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1139                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1140
1141                 if (bvp)
1142                         mempool_destroy(bvp);
1143         }
1144
1145 }
1146
1147 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1148 {
1149         if (bs->bio_pool)
1150                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1151
1152         biovec_free_pools(bs);
1153
1154         kfree(bs);
1155 }
1156
1157 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size, int scale)
1158 {
1159         struct bio_set *bs = kmalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1160
1161         if (!bs)
1162                 return NULL;
1163
1164         memset(bs, 0, sizeof(*bs));
1165         bs->bio_pool = mempool_create(bio_pool_size, mempool_alloc_slab,
1166                         mempool_free_slab, bio_slab);
1167
1168         if (!bs->bio_pool)
1169                 goto bad;
1170
1171         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size, scale))
1172                 return bs;
1173
1174 bad:
1175         bioset_free(bs);
1176         return NULL;
1177 }
1178
1179 static void __init biovec_init_slabs(void)
1180 {
1181         int i;
1182
1183         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1184                 int size;
1185                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1186
1187                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1188                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1189                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1190         }
1191 }
1192
1193 static int __init init_bio(void)
1194 {
1195         int megabytes, bvec_pool_entries;
1196         int scale = BIOVEC_NR_POOLS;
1197
1198         bio_slab = kmem_cache_create("bio", sizeof(struct bio), 0,
1199                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1200
1201         biovec_init_slabs();
1202
1203         megabytes = nr_free_pages() >> (20 - PAGE_SHIFT);
1204
1205         /*
1206          * find out where to start scaling
1207          */
1208         if (megabytes <= 16)
1209                 scale = 0;
1210         else if (megabytes <= 32)
1211                 scale = 1;
1212         else if (megabytes <= 64)
1213                 scale = 2;
1214         else if (megabytes <= 96)
1215                 scale = 3;
1216         else if (megabytes <= 128)
1217                 scale = 4;
1218
1219         /*
1220          * scale number of entries
1221          */
1222         bvec_pool_entries = megabytes * 2;
1223         if (bvec_pool_entries > 256)
1224                 bvec_pool_entries = 256;
1225
1226         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, bvec_pool_entries, scale);
1227         if (!fs_bio_set)
1228                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1229
1230         bio_split_pool = mempool_create(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1231                                 bio_pair_alloc, bio_pair_free, NULL);
1232         if (!bio_split_pool)
1233                 panic("bio: can't create split pool\n");
1234
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 subsys_initcall(init_bio);
1239
1240 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1241 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1242 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1243 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1244 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1245 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1246 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1247 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1248 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1249 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1250 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1251 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1252 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1253 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1254 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1255 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1256 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1257 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1258 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1259 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1260 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1261 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1262 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);