6a637b5c24b5b8f859f8368e7b91e71706711f5c
[linux-2.6.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
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 <linux/blktrace_api.h>
29 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
30
31 static struct kmem_cache *bio_slab __read_mostly;
32
33 mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
34
35 /*
36  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
37  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
38  * unsigned short
39  */
40
41 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
42 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
43         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
44 };
45 #undef BV
46
47 /*
48  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
49  * IO code that does not need private memory pools.
50  */
51 struct bio_set *fs_bio_set;
52
53 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
54 {
55         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
56 }
57
58 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
59 {
60         struct bio_vec *bvl;
61
62         /*
63          * see comment near bvec_array define!
64          */
65         switch (nr) {
66                 case   1        : *idx = 0; break;
67                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
68                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
69                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
70                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
71                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
72                 default:
73                         return NULL;
74         }
75         /*
76          * idx now points to the pool we want to allocate from
77          */
78
79         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
80         if (bvl)
81                 memset(bvl, 0, bvec_nr_vecs(*idx) * sizeof(struct bio_vec));
82
83         return bvl;
84 }
85
86 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
87 {
88         if (bio->bi_io_vec) {
89                 const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
90
91                 BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
92
93                 mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
94         }
95
96         if (bio_integrity(bio))
97                 bio_integrity_free(bio, bio_set);
98
99         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
100 }
101
102 /*
103  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
104  */
105 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
106 {
107         bio_free(bio, fs_bio_set);
108 }
109
110 void bio_init(struct bio *bio)
111 {
112         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
113         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
114         bio->bi_comp_cpu = -1;
115         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
116 }
117
118 /**
119  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
120  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
121  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
122  * @bs:         the bio_set to allocate from
123  *
124  * Description:
125  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
126  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
127  *   for a &struct bio to become free.
128  *
129  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
130  *   bio_set structure.
131  **/
132 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
133 {
134         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
135
136         if (likely(bio)) {
137                 struct bio_vec *bvl = NULL;
138
139                 bio_init(bio);
140                 if (likely(nr_iovecs)) {
141                         unsigned long uninitialized_var(idx);
142
143                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
144                         if (unlikely(!bvl)) {
145                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
146                                 bio = NULL;
147                                 goto out;
148                         }
149                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
150                         bio->bi_max_vecs = bvec_nr_vecs(idx);
151                 }
152                 bio->bi_io_vec = bvl;
153         }
154 out:
155         return bio;
156 }
157
158 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
159 {
160         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
161
162         if (bio)
163                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
164
165         return bio;
166 }
167
168 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
169 {
170         unsigned long flags;
171         struct bio_vec *bv;
172         int i;
173
174         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
175                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
176                 memset(data, 0, bv->bv_len);
177                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
178                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
179         }
180 }
181 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
182
183 /**
184  * bio_put - release a reference to a bio
185  * @bio:   bio to release reference to
186  *
187  * Description:
188  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
189  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
190  **/
191 void bio_put(struct bio *bio)
192 {
193         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
194
195         /*
196          * last put frees it
197          */
198         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
199                 bio->bi_next = NULL;
200                 bio->bi_destructor(bio);
201         }
202 }
203
204 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
205 {
206         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
207                 blk_recount_segments(q, bio);
208
209         return bio->bi_phys_segments;
210 }
211
212 /**
213  *      __bio_clone     -       clone a bio
214  *      @bio: destination bio
215  *      @bio_src: bio to clone
216  *
217  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
218  *      the actual data it points to. Reference count of returned
219  *      bio will be one.
220  */
221 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
222 {
223         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
224                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
225
226         /*
227          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
228          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
229          */
230         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
231         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
232         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
233         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
234         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
235         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
236         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
237 }
238
239 /**
240  *      bio_clone       -       clone a bio
241  *      @bio: bio to clone
242  *      @gfp_mask: allocation priority
243  *
244  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
245  */
246 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
247 {
248         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
249
250         if (!b)
251                 return NULL;
252
253         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
254         __bio_clone(b, bio);
255
256         if (bio_integrity(bio)) {
257                 int ret;
258
259                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, fs_bio_set);
260
261                 if (ret < 0)
262                         return NULL;
263         }
264
265         return b;
266 }
267
268 /**
269  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
270  *      @bdev:  I/O target
271  *
272  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
273  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
274  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
275  *      on offset.
276  */
277 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
278 {
279         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
280         int nr_pages;
281
282         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
283         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
284                 nr_pages = q->max_phys_segments;
285         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
286                 nr_pages = q->max_hw_segments;
287
288         return nr_pages;
289 }
290
291 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
292                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
293                           unsigned short max_sectors)
294 {
295         int retried_segments = 0;
296         struct bio_vec *bvec;
297
298         /*
299          * cloned bio must not modify vec list
300          */
301         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
302                 return 0;
303
304         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
305                 return 0;
306
307         /*
308          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
309          * we will often be called with the same page as last time and
310          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
311          */
312         if (bio->bi_vcnt > 0) {
313                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
314
315                 if (page == prev->bv_page &&
316                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
317                         prev->bv_len += len;
318
319                         if (q->merge_bvec_fn) {
320                                 struct bvec_merge_data bvm = {
321                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
322                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
323                                         .bi_size = bio->bi_size,
324                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
325                                 };
326
327                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
328                                         prev->bv_len -= len;
329                                         return 0;
330                                 }
331                         }
332
333                         goto done;
334                 }
335         }
336
337         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
338                 return 0;
339
340         /*
341          * we might lose a segment or two here, but rather that than
342          * make this too complex.
343          */
344
345         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
346                || bio->bi_phys_segments >= q->max_hw_segments) {
347
348                 if (retried_segments)
349                         return 0;
350
351                 retried_segments = 1;
352                 blk_recount_segments(q, bio);
353         }
354
355         /*
356          * setup the new entry, we might clear it again later if we
357          * cannot add the page
358          */
359         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
360         bvec->bv_page = page;
361         bvec->bv_len = len;
362         bvec->bv_offset = offset;
363
364         /*
365          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
366          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
367          * queue to get further control
368          */
369         if (q->merge_bvec_fn) {
370                 struct bvec_merge_data bvm = {
371                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
372                         .bi_sector = bio->bi_sector,
373                         .bi_size = bio->bi_size,
374                         .bi_rw = bio->bi_rw,
375                 };
376
377                 /*
378                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
379                  * at this offset
380                  */
381                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
382                         bvec->bv_page = NULL;
383                         bvec->bv_len = 0;
384                         bvec->bv_offset = 0;
385                         return 0;
386                 }
387         }
388
389         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
390         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
391                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
392
393         bio->bi_vcnt++;
394         bio->bi_phys_segments++;
395  done:
396         bio->bi_size += len;
397         return len;
398 }
399
400 /**
401  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
402  *      @q: the target queue
403  *      @bio: destination bio
404  *      @page: page to add
405  *      @len: vec entry length
406  *      @offset: vec entry offset
407  *
408  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
409  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
410  *      device limitations. The target block device must allow bio's
411  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
412  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
413  */
414 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
415                     unsigned int len, unsigned int offset)
416 {
417         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
418 }
419
420 /**
421  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
422  *      @bio: destination bio
423  *      @page: page to add
424  *      @len: vec entry length
425  *      @offset: vec entry offset
426  *
427  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
428  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
429  *      device limitations. The target block device must allow bio's
430  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
431  *      page to an empty bio.
432  */
433 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
434                  unsigned int offset)
435 {
436         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
437         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
438 }
439
440 struct bio_map_data {
441         struct bio_vec *iovecs;
442         int nr_sgvecs;
443         struct sg_iovec *sgvecs;
444 };
445
446 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
447                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
448 {
449         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
450         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
451         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
452         bio->bi_private = bmd;
453 }
454
455 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
456 {
457         kfree(bmd->iovecs);
458         kfree(bmd->sgvecs);
459         kfree(bmd);
460 }
461
462 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
463                                                gfp_t gfp_mask)
464 {
465         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
466
467         if (!bmd)
468                 return NULL;
469
470         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
471         if (!bmd->iovecs) {
472                 kfree(bmd);
473                 return NULL;
474         }
475
476         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
477         if (bmd->sgvecs)
478                 return bmd;
479
480         kfree(bmd->iovecs);
481         kfree(bmd);
482         return NULL;
483 }
484
485 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
486                           struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy)
487 {
488         int ret = 0, i;
489         struct bio_vec *bvec;
490         int iov_idx = 0;
491         unsigned int iov_off = 0;
492         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
493
494         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
495                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
496                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
497
498                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
499                         unsigned int bytes;
500                         char *iov_addr;
501
502                         bytes = min_t(unsigned int,
503                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
504                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
505
506                         if (!ret) {
507                                 if (!read && !uncopy)
508                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
509                                                              bytes);
510                                 if (read && uncopy)
511                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
512                                                            bytes);
513
514                                 if (ret)
515                                         ret = -EFAULT;
516                         }
517
518                         bv_len -= bytes;
519                         bv_addr += bytes;
520                         iov_addr += bytes;
521                         iov_off += bytes;
522
523                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
524                                 iov_idx++;
525                                 iov_off = 0;
526                         }
527                 }
528
529                 if (uncopy)
530                         __free_page(bvec->bv_page);
531         }
532
533         return ret;
534 }
535
536 /**
537  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
538  *      @bio: bio being terminated
539  *
540  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
541  *      to user space in case of a read.
542  */
543 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
544 {
545         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
546         int ret;
547
548         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
549
550         bio_free_map_data(bmd);
551         bio_put(bio);
552         return ret;
553 }
554
555 /**
556  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
557  *      @q: destination block queue
558  *      @iov:   the iovec.
559  *      @iov_count: number of elements in the iovec
560  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
561  *
562  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
563  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
564  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
565  */
566 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
567                               int iov_count, int write_to_vm)
568 {
569         struct bio_map_data *bmd;
570         struct bio_vec *bvec;
571         struct page *page;
572         struct bio *bio;
573         int i, ret;
574         int nr_pages = 0;
575         unsigned int len = 0;
576
577         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
578                 unsigned long uaddr;
579                 unsigned long end;
580                 unsigned long start;
581
582                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
583                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
584                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
585
586                 nr_pages += end - start;
587                 len += iov[i].iov_len;
588         }
589
590         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, GFP_KERNEL);
591         if (!bmd)
592                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
593
594         ret = -ENOMEM;
595         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
596         if (!bio)
597                 goto out_bmd;
598
599         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
600
601         ret = 0;
602         while (len) {
603                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
604
605                 if (bytes > len)
606                         bytes = len;
607
608                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
609                 if (!page) {
610                         ret = -ENOMEM;
611                         break;
612                 }
613
614                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
615                         break;
616
617                 len -= bytes;
618         }
619
620         if (ret)
621                 goto cleanup;
622
623         /*
624          * success
625          */
626         if (!write_to_vm) {
627                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0);
628                 if (ret)
629                         goto cleanup;
630         }
631
632         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
633         return bio;
634 cleanup:
635         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
636                 __free_page(bvec->bv_page);
637
638         bio_put(bio);
639 out_bmd:
640         bio_free_map_data(bmd);
641         return ERR_PTR(ret);
642 }
643
644 /**
645  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
646  *      @q: destination block queue
647  *      @uaddr: start of user address
648  *      @len: length in bytes
649  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
650  *
651  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
652  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
653  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
654  */
655 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
656                           unsigned int len, int write_to_vm)
657 {
658         struct sg_iovec iov;
659
660         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
661         iov.iov_len = len;
662
663         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
664 }
665
666 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
667                                       struct block_device *bdev,
668                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
669                                       int write_to_vm)
670 {
671         int i, j;
672         int nr_pages = 0;
673         struct page **pages;
674         struct bio *bio;
675         int cur_page = 0;
676         int ret, offset;
677
678         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
679                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
680                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
681                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
682                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
683
684                 nr_pages += end - start;
685                 /*
686                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
687                  */
688                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
689                         return ERR_PTR(-EINVAL);
690         }
691
692         if (!nr_pages)
693                 return ERR_PTR(-EINVAL);
694
695         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
696         if (!bio)
697                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
698
699         ret = -ENOMEM;
700         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
701         if (!pages)
702                 goto out;
703
704         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
705                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
706                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
707                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
708                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
709                 const int local_nr_pages = end - start;
710                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
711                 
712                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
713                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
714                 if (ret < local_nr_pages) {
715                         ret = -EFAULT;
716                         goto out_unmap;
717                 }
718
719                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
720                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
721                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
722
723                         if (len <= 0)
724                                 break;
725                         
726                         if (bytes > len)
727                                 bytes = len;
728
729                         /*
730                          * sorry...
731                          */
732                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
733                                             bytes)
734                                 break;
735
736                         len -= bytes;
737                         offset = 0;
738                 }
739
740                 cur_page = j;
741                 /*
742                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
743                  */
744                 while (j < page_limit)
745                         page_cache_release(pages[j++]);
746         }
747
748         kfree(pages);
749
750         /*
751          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
752          */
753         if (!write_to_vm)
754                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
755
756         bio->bi_bdev = bdev;
757         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
758         return bio;
759
760  out_unmap:
761         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
762                 if(!pages[i])
763                         break;
764                 page_cache_release(pages[i]);
765         }
766  out:
767         kfree(pages);
768         bio_put(bio);
769         return ERR_PTR(ret);
770 }
771
772 /**
773  *      bio_map_user    -       map user address into bio
774  *      @q: the struct request_queue for the bio
775  *      @bdev: destination block device
776  *      @uaddr: start of user address
777  *      @len: length in bytes
778  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
779  *
780  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
781  *      device. Returns an error pointer in case of error.
782  */
783 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
784                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
785 {
786         struct sg_iovec iov;
787
788         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
789         iov.iov_len = len;
790
791         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
792 }
793
794 /**
795  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
796  *      @q: the struct request_queue for the bio
797  *      @bdev: destination block device
798  *      @iov:   the iovec.
799  *      @iov_count: number of elements in the iovec
800  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
801  *
802  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
803  *      device. Returns an error pointer in case of error.
804  */
805 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
806                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
807                              int write_to_vm)
808 {
809         struct bio *bio;
810
811         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
812
813         if (IS_ERR(bio))
814                 return bio;
815
816         /*
817          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
818          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
819          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
820          * reference to it
821          */
822         bio_get(bio);
823
824         return bio;
825 }
826
827 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
828 {
829         struct bio_vec *bvec;
830         int i;
831
832         /*
833          * make sure we dirty pages we wrote to
834          */
835         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
836                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
837                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
838
839                 page_cache_release(bvec->bv_page);
840         }
841
842         bio_put(bio);
843 }
844
845 /**
846  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
847  *      @bio:           the bio being unmapped
848  *
849  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
850  *      a process context.
851  *
852  *      bio_unmap_user() may sleep.
853  */
854 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
855 {
856         __bio_unmap_user(bio);
857         bio_put(bio);
858 }
859
860 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
861 {
862         bio_put(bio);
863 }
864
865
866 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
867                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
868 {
869         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
870         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
871         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
872         const int nr_pages = end - start;
873         int offset, i;
874         struct bio *bio;
875
876         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
877         if (!bio)
878                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
879
880         offset = offset_in_page(kaddr);
881         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
882                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
883
884                 if (len <= 0)
885                         break;
886
887                 if (bytes > len)
888                         bytes = len;
889
890                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
891                                     offset) < bytes)
892                         break;
893
894                 data += bytes;
895                 len -= bytes;
896                 offset = 0;
897         }
898
899         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
900         return bio;
901 }
902
903 /**
904  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
905  *      @q: the struct request_queue for the bio
906  *      @data: pointer to buffer to map
907  *      @len: length in bytes
908  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
909  *
910  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
911  *      device. Returns an error pointer in case of error.
912  */
913 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
914                          gfp_t gfp_mask)
915 {
916         struct bio *bio;
917
918         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
919         if (IS_ERR(bio))
920                 return bio;
921
922         if (bio->bi_size == len)
923                 return bio;
924
925         /*
926          * Don't support partial mappings.
927          */
928         bio_put(bio);
929         return ERR_PTR(-EINVAL);
930 }
931
932 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
933 {
934         struct bio_vec *bvec;
935         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
936         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
937         int i;
938         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
939
940         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
941                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
942                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
943
944                 if (read && !err)
945                         memcpy(p, addr, len);
946
947                 __free_page(bvec->bv_page);
948                 p += len;
949         }
950
951         bio_free_map_data(bmd);
952         bio_put(bio);
953 }
954
955 /**
956  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
957  *      @q: the struct request_queue for the bio
958  *      @data: pointer to buffer to copy
959  *      @len: length in bytes
960  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
961  *      @reading: data direction is READ
962  *
963  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
964  *      device. Returns an error pointer in case of error.
965  */
966 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
967                           gfp_t gfp_mask, int reading)
968 {
969         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
970         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
971         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
972         const int nr_pages = end - start;
973         struct bio *bio;
974         struct bio_vec *bvec;
975         struct bio_map_data *bmd;
976         int i, ret;
977         struct sg_iovec iov;
978
979         iov.iov_base = data;
980         iov.iov_len = len;
981
982         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, 1, gfp_mask);
983         if (!bmd)
984                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
985
986         ret = -ENOMEM;
987         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
988         if (!bio)
989                 goto out_bmd;
990
991         while (len) {
992                 struct page *page;
993                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
994
995                 if (bytes > len)
996                         bytes = len;
997
998                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
999                 if (!page) {
1000                         ret = -ENOMEM;
1001                         goto cleanup;
1002                 }
1003
1004                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
1005                         ret = -EINVAL;
1006                         goto cleanup;
1007                 }
1008
1009                 len -= bytes;
1010         }
1011
1012         if (!reading) {
1013                 void *p = data;
1014
1015                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1016                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1017
1018                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1019                         p += bvec->bv_len;
1020                 }
1021         }
1022
1023         bio->bi_private = bmd;
1024         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1025
1026         bio_set_map_data(bmd, bio, &iov, 1);
1027         return bio;
1028 cleanup:
1029         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1030                 __free_page(bvec->bv_page);
1031
1032         bio_put(bio);
1033 out_bmd:
1034         bio_free_map_data(bmd);
1035
1036         return ERR_PTR(ret);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1041  * for performing direct-IO in BIOs.
1042  *
1043  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1044  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1045  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1046  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1047  * in process context.
1048  *
1049  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1050  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1051  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1052  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1053  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1054  *
1055  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1056  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1057  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1058  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1059  * pagecache.
1060  *
1061  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1062  * deferred bio dirtying paths.
1063  */
1064
1065 /*
1066  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1067  */
1068 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1069 {
1070         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1071         int i;
1072
1073         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1074                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1075
1076                 if (page && !PageCompound(page))
1077                         set_page_dirty_lock(page);
1078         }
1079 }
1080
1081 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1082 {
1083         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1084         int i;
1085
1086         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1087                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1088
1089                 if (page)
1090                         put_page(page);
1091         }
1092 }
1093
1094 /*
1095  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1096  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1097  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1098  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1099  *
1100  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1101  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1102  * run one bio_put() against the BIO.
1103  */
1104
1105 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1106
1107 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1108 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1109 static struct bio *bio_dirty_list;
1110
1111 /*
1112  * This runs in process context
1113  */
1114 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1115 {
1116         unsigned long flags;
1117         struct bio *bio;
1118
1119         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1120         bio = bio_dirty_list;
1121         bio_dirty_list = NULL;
1122         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1123
1124         while (bio) {
1125                 struct bio *next = bio->bi_private;
1126
1127                 bio_set_pages_dirty(bio);
1128                 bio_release_pages(bio);
1129                 bio_put(bio);
1130                 bio = next;
1131         }
1132 }
1133
1134 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1135 {
1136         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1137         int nr_clean_pages = 0;
1138         int i;
1139
1140         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1141                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1142
1143                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1144                         page_cache_release(page);
1145                         bvec[i].bv_page = NULL;
1146                 } else {
1147                         nr_clean_pages++;
1148                 }
1149         }
1150
1151         if (nr_clean_pages) {
1152                 unsigned long flags;
1153
1154                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1155                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1156                 bio_dirty_list = bio;
1157                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1158                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1159         } else {
1160                 bio_put(bio);
1161         }
1162 }
1163
1164 /**
1165  * bio_endio - end I/O on a bio
1166  * @bio:        bio
1167  * @error:      error, if any
1168  *
1169  * Description:
1170  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1171  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1172  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1173  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1174  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1175  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1176  *   function.
1177  **/
1178 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1179 {
1180         if (error)
1181                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1182         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1183                 error = -EIO;
1184
1185         if (bio->bi_end_io)
1186                 bio->bi_end_io(bio, error);
1187 }
1188
1189 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1190 {
1191         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1192                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1193
1194                 bio_endio(master, bp->error);
1195                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1196         }
1197 }
1198
1199 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1200 {
1201         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1202
1203         if (err)
1204                 bp->error = err;
1205
1206         bio_pair_release(bp);
1207 }
1208
1209 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1210 {
1211         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1212
1213         if (err)
1214                 bp->error = err;
1215
1216         bio_pair_release(bp);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1221  * in it's iovec
1222  */
1223 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1224 {
1225         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1226
1227         if (!bp)
1228                 return bp;
1229
1230         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1231                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1232
1233         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1234         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1235         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1236         bp->error = 0;
1237         bp->bio1 = *bi;
1238         bp->bio2 = *bi;
1239         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1240         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1241         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1242
1243         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1244         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1245         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1246         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1247         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1248
1249         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1250         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1251
1252         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1253         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1254
1255         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1256         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1257
1258         bp->bio1.bi_private = bi;
1259         bp->bio2.bi_private = pool;
1260
1261         if (bio_integrity(bi))
1262                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1263
1264         return bp;
1265 }
1266
1267
1268 /*
1269  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1270  * use the global biovec slabs created for general use.
1271  */
1272 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1273 {
1274         int i;
1275
1276         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1277                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1278                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1279
1280                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1281                 if (!*bvp)
1282                         return -ENOMEM;
1283         }
1284         return 0;
1285 }
1286
1287 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1288 {
1289         int i;
1290
1291         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1292                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1293
1294                 if (bvp)
1295                         mempool_destroy(bvp);
1296         }
1297
1298 }
1299
1300 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1301 {
1302         if (bs->bio_pool)
1303                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1304
1305         bioset_integrity_free(bs);
1306         biovec_free_pools(bs);
1307
1308         kfree(bs);
1309 }
1310
1311 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1312 {
1313         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1314
1315         if (!bs)
1316                 return NULL;
1317
1318         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1319         if (!bs->bio_pool)
1320                 goto bad;
1321
1322         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1323                 goto bad;
1324
1325         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1326                 return bs;
1327
1328 bad:
1329         bioset_free(bs);
1330         return NULL;
1331 }
1332
1333 static void __init biovec_init_slabs(void)
1334 {
1335         int i;
1336
1337         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1338                 int size;
1339                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1340
1341                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1342                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1343                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1344         }
1345 }
1346
1347 static int __init init_bio(void)
1348 {
1349         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1350
1351         bio_integrity_init_slab();
1352         biovec_init_slabs();
1353
1354         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1355         if (!fs_bio_set)
1356                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1357
1358         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1359                                                      sizeof(struct bio_pair));
1360         if (!bio_split_pool)
1361                 panic("bio: can't create split pool\n");
1362
1363         return 0;
1364 }
1365
1366 subsys_initcall(init_bio);
1367
1368 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1369 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1370 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1371 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1372 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1373 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1374 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1375 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1376 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1377 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1378 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1379 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1380 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1381 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1382 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1383 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1384 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1385 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1386 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1387 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1388 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1389 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1390 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);