88322b066acb68f8279e79eeca5842c6b02bd8ce
[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                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + *idx;
82
83                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
84         }
85
86         return bvl;
87 }
88
89 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
90 {
91         if (bio->bi_io_vec) {
92                 const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
93
94                 BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
95
96                 mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
97         }
98
99         if (bio_integrity(bio))
100                 bio_integrity_free(bio, bio_set);
101
102         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
103 }
104
105 /*
106  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
107  */
108 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
109 {
110         bio_free(bio, fs_bio_set);
111 }
112
113 void bio_init(struct bio *bio)
114 {
115         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
116         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
117         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
118 }
119
120 /**
121  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
122  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
123  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
124  * @bs:         the bio_set to allocate from
125  *
126  * Description:
127  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
128  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
129  *   for a &struct bio to become free.
130  *
131  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
132  *   bio_set structure.
133  **/
134 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
135 {
136         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
137
138         if (likely(bio)) {
139                 struct bio_vec *bvl = NULL;
140
141                 bio_init(bio);
142                 if (likely(nr_iovecs)) {
143                         unsigned long uninitialized_var(idx);
144
145                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
146                         if (unlikely(!bvl)) {
147                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
148                                 bio = NULL;
149                                 goto out;
150                         }
151                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
152                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
153                 }
154                 bio->bi_io_vec = bvl;
155         }
156 out:
157         return bio;
158 }
159
160 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
161 {
162         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
163
164         if (bio)
165                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
166
167         return bio;
168 }
169
170 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
171 {
172         unsigned long flags;
173         struct bio_vec *bv;
174         int i;
175
176         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
177                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
178                 memset(data, 0, bv->bv_len);
179                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
180                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
181         }
182 }
183 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
184
185 /**
186  * bio_put - release a reference to a bio
187  * @bio:   bio to release reference to
188  *
189  * Description:
190  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
191  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
192  **/
193 void bio_put(struct bio *bio)
194 {
195         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
196
197         /*
198          * last put frees it
199          */
200         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
201                 bio->bi_next = NULL;
202                 bio->bi_destructor(bio);
203         }
204 }
205
206 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
207 {
208         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
209                 blk_recount_segments(q, bio);
210
211         return bio->bi_phys_segments;
212 }
213
214 inline int bio_hw_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
215 {
216         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
217                 blk_recount_segments(q, bio);
218
219         return bio->bi_hw_segments;
220 }
221
222 /**
223  *      __bio_clone     -       clone a bio
224  *      @bio: destination bio
225  *      @bio_src: bio to clone
226  *
227  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
228  *      the actual data it points to. Reference count of returned
229  *      bio will be one.
230  */
231 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
232 {
233         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
234                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
235
236         /*
237          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
238          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
239          */
240         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
241         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
242         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
243         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
244         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
245         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
246         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
247 }
248
249 /**
250  *      bio_clone       -       clone a bio
251  *      @bio: bio to clone
252  *      @gfp_mask: allocation priority
253  *
254  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
255  */
256 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
257 {
258         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
259
260         if (!b)
261                 return NULL;
262
263         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
264         __bio_clone(b, bio);
265
266         if (bio_integrity(bio)) {
267                 int ret;
268
269                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, fs_bio_set);
270
271                 if (ret < 0)
272                         return NULL;
273         }
274
275         return b;
276 }
277
278 /**
279  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
280  *      @bdev:  I/O target
281  *
282  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
283  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
284  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
285  *      on offset.
286  */
287 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
288 {
289         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
290         int nr_pages;
291
292         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
293         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
294                 nr_pages = q->max_phys_segments;
295         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
296                 nr_pages = q->max_hw_segments;
297
298         return nr_pages;
299 }
300
301 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
302                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
303                           unsigned short max_sectors)
304 {
305         int retried_segments = 0;
306         struct bio_vec *bvec;
307
308         /*
309          * cloned bio must not modify vec list
310          */
311         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
312                 return 0;
313
314         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
315                 return 0;
316
317         /*
318          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
319          * we will often be called with the same page as last time and
320          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
321          */
322         if (bio->bi_vcnt > 0) {
323                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
324
325                 if (page == prev->bv_page &&
326                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
327                         prev->bv_len += len;
328
329                         if (q->merge_bvec_fn) {
330                                 struct bvec_merge_data bvm = {
331                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
332                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
333                                         .bi_size = bio->bi_size,
334                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
335                                 };
336
337                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
338                                         prev->bv_len -= len;
339                                         return 0;
340                                 }
341                         }
342
343                         goto done;
344                 }
345         }
346
347         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
348                 return 0;
349
350         /*
351          * we might lose a segment or two here, but rather that than
352          * make this too complex.
353          */
354
355         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
356                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
357                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
358
359                 if (retried_segments)
360                         return 0;
361
362                 retried_segments = 1;
363                 blk_recount_segments(q, bio);
364         }
365
366         /*
367          * setup the new entry, we might clear it again later if we
368          * cannot add the page
369          */
370         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
371         bvec->bv_page = page;
372         bvec->bv_len = len;
373         bvec->bv_offset = offset;
374
375         /*
376          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
377          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
378          * queue to get further control
379          */
380         if (q->merge_bvec_fn) {
381                 struct bvec_merge_data bvm = {
382                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
383                         .bi_sector = bio->bi_sector,
384                         .bi_size = bio->bi_size,
385                         .bi_rw = bio->bi_rw,
386                 };
387
388                 /*
389                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
390                  * at this offset
391                  */
392                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
393                         bvec->bv_page = NULL;
394                         bvec->bv_len = 0;
395                         bvec->bv_offset = 0;
396                         return 0;
397                 }
398         }
399
400         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
401         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
402             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
403                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
404
405         bio->bi_vcnt++;
406         bio->bi_phys_segments++;
407         bio->bi_hw_segments++;
408  done:
409         bio->bi_size += len;
410         return len;
411 }
412
413 /**
414  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
415  *      @q: the target queue
416  *      @bio: destination bio
417  *      @page: page to add
418  *      @len: vec entry length
419  *      @offset: vec entry offset
420  *
421  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
422  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
423  *      device limitations. The target block device must allow bio's
424  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
425  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
426  */
427 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
428                     unsigned int len, unsigned int offset)
429 {
430         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
431 }
432
433 /**
434  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
435  *      @bio: destination bio
436  *      @page: page to add
437  *      @len: vec entry length
438  *      @offset: vec entry offset
439  *
440  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
441  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
442  *      device limitations. The target block device must allow bio's
443  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
444  *      page to an empty bio.
445  */
446 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
447                  unsigned int offset)
448 {
449         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
450         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
451 }
452
453 struct bio_map_data {
454         struct bio_vec *iovecs;
455         int nr_sgvecs;
456         struct sg_iovec *sgvecs;
457 };
458
459 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
460                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
461 {
462         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
463         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
464         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
465         bio->bi_private = bmd;
466 }
467
468 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
469 {
470         kfree(bmd->iovecs);
471         kfree(bmd->sgvecs);
472         kfree(bmd);
473 }
474
475 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count)
476 {
477         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
478
479         if (!bmd)
480                 return NULL;
481
482         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
483         if (!bmd->iovecs) {
484                 kfree(bmd);
485                 return NULL;
486         }
487
488         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, GFP_KERNEL);
489         if (bmd->sgvecs)
490                 return bmd;
491
492         kfree(bmd->iovecs);
493         kfree(bmd);
494         return NULL;
495 }
496
497 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
498                           int uncopy)
499 {
500         int ret = 0, i;
501         struct bio_vec *bvec;
502         int iov_idx = 0;
503         unsigned int iov_off = 0;
504         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
505
506         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
507                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
508                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
509
510                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
511                         unsigned int bytes;
512                         char *iov_addr;
513
514                         bytes = min_t(unsigned int,
515                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
516                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
517
518                         if (!ret) {
519                                 if (!read && !uncopy)
520                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
521                                                              bytes);
522                                 if (read && uncopy)
523                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
524                                                            bytes);
525
526                                 if (ret)
527                                         ret = -EFAULT;
528                         }
529
530                         bv_len -= bytes;
531                         bv_addr += bytes;
532                         iov_addr += bytes;
533                         iov_off += bytes;
534
535                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
536                                 iov_idx++;
537                                 iov_off = 0;
538                         }
539                 }
540
541                 if (uncopy)
542                         __free_page(bvec->bv_page);
543         }
544
545         return ret;
546 }
547
548 /**
549  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
550  *      @bio: bio being terminated
551  *
552  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
553  *      to user space in case of a read.
554  */
555 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
556 {
557         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
558         int ret;
559
560         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
561
562         bio_free_map_data(bmd);
563         bio_put(bio);
564         return ret;
565 }
566
567 /**
568  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
569  *      @q: destination block queue
570  *      @iov:   the iovec.
571  *      @iov_count: number of elements in the iovec
572  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
573  *
574  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
575  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
576  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
577  */
578 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
579                               int iov_count, int write_to_vm)
580 {
581         struct bio_map_data *bmd;
582         struct bio_vec *bvec;
583         struct page *page;
584         struct bio *bio;
585         int i, ret;
586         int nr_pages = 0;
587         unsigned int len = 0;
588
589         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
590                 unsigned long uaddr;
591                 unsigned long end;
592                 unsigned long start;
593
594                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
595                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
596                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
597
598                 nr_pages += end - start;
599                 len += iov[i].iov_len;
600         }
601
602         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count);
603         if (!bmd)
604                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
605
606         ret = -ENOMEM;
607         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
608         if (!bio)
609                 goto out_bmd;
610
611         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
612
613         ret = 0;
614         while (len) {
615                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
616
617                 if (bytes > len)
618                         bytes = len;
619
620                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
621                 if (!page) {
622                         ret = -ENOMEM;
623                         break;
624                 }
625
626                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
627                         break;
628
629                 len -= bytes;
630         }
631
632         if (ret)
633                 goto cleanup;
634
635         /*
636          * success
637          */
638         if (!write_to_vm) {
639                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0);
640                 if (ret)
641                         goto cleanup;
642         }
643
644         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
645         return bio;
646 cleanup:
647         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
648                 __free_page(bvec->bv_page);
649
650         bio_put(bio);
651 out_bmd:
652         bio_free_map_data(bmd);
653         return ERR_PTR(ret);
654 }
655
656 /**
657  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
658  *      @q: destination block queue
659  *      @uaddr: start of user address
660  *      @len: length in bytes
661  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
662  *
663  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
664  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
665  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
666  */
667 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
668                           unsigned int len, int write_to_vm)
669 {
670         struct sg_iovec iov;
671
672         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
673         iov.iov_len = len;
674
675         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
676 }
677
678 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
679                                       struct block_device *bdev,
680                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
681                                       int write_to_vm)
682 {
683         int i, j;
684         int nr_pages = 0;
685         struct page **pages;
686         struct bio *bio;
687         int cur_page = 0;
688         int ret, offset;
689
690         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
691                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
692                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
693                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
694                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
695
696                 nr_pages += end - start;
697                 /*
698                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
699                  */
700                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
701                         return ERR_PTR(-EINVAL);
702         }
703
704         if (!nr_pages)
705                 return ERR_PTR(-EINVAL);
706
707         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
708         if (!bio)
709                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
710
711         ret = -ENOMEM;
712         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
713         if (!pages)
714                 goto out;
715
716         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
717                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
718                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
719                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
720                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
721                 const int local_nr_pages = end - start;
722                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
723                 
724                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
725                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
726                                      local_nr_pages,
727                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
728                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
729
730                 if (ret < local_nr_pages) {
731                         ret = -EFAULT;
732                         goto out_unmap;
733                 }
734
735                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
736                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
737                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
738
739                         if (len <= 0)
740                                 break;
741                         
742                         if (bytes > len)
743                                 bytes = len;
744
745                         /*
746                          * sorry...
747                          */
748                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
749                                             bytes)
750                                 break;
751
752                         len -= bytes;
753                         offset = 0;
754                 }
755
756                 cur_page = j;
757                 /*
758                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
759                  */
760                 while (j < page_limit)
761                         page_cache_release(pages[j++]);
762         }
763
764         kfree(pages);
765
766         /*
767          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
768          */
769         if (!write_to_vm)
770                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
771
772         bio->bi_bdev = bdev;
773         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
774         return bio;
775
776  out_unmap:
777         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
778                 if(!pages[i])
779                         break;
780                 page_cache_release(pages[i]);
781         }
782  out:
783         kfree(pages);
784         bio_put(bio);
785         return ERR_PTR(ret);
786 }
787
788 /**
789  *      bio_map_user    -       map user address into bio
790  *      @q: the struct request_queue for the bio
791  *      @bdev: destination block device
792  *      @uaddr: start of user address
793  *      @len: length in bytes
794  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
795  *
796  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
797  *      device. Returns an error pointer in case of error.
798  */
799 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
800                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
801 {
802         struct sg_iovec iov;
803
804         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
805         iov.iov_len = len;
806
807         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
808 }
809
810 /**
811  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
812  *      @q: the struct request_queue for the bio
813  *      @bdev: destination block device
814  *      @iov:   the iovec.
815  *      @iov_count: number of elements in the iovec
816  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
817  *
818  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
819  *      device. Returns an error pointer in case of error.
820  */
821 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
822                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
823                              int write_to_vm)
824 {
825         struct bio *bio;
826
827         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
828
829         if (IS_ERR(bio))
830                 return bio;
831
832         /*
833          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
834          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
835          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
836          * reference to it
837          */
838         bio_get(bio);
839
840         return bio;
841 }
842
843 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
844 {
845         struct bio_vec *bvec;
846         int i;
847
848         /*
849          * make sure we dirty pages we wrote to
850          */
851         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
852                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
853                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
854
855                 page_cache_release(bvec->bv_page);
856         }
857
858         bio_put(bio);
859 }
860
861 /**
862  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
863  *      @bio:           the bio being unmapped
864  *
865  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
866  *      a process context.
867  *
868  *      bio_unmap_user() may sleep.
869  */
870 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
871 {
872         __bio_unmap_user(bio);
873         bio_put(bio);
874 }
875
876 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
877 {
878         bio_put(bio);
879 }
880
881
882 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
883                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
884 {
885         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
886         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
887         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
888         const int nr_pages = end - start;
889         int offset, i;
890         struct bio *bio;
891
892         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
893         if (!bio)
894                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
895
896         offset = offset_in_page(kaddr);
897         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
898                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
899
900                 if (len <= 0)
901                         break;
902
903                 if (bytes > len)
904                         bytes = len;
905
906                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
907                                     offset) < bytes)
908                         break;
909
910                 data += bytes;
911                 len -= bytes;
912                 offset = 0;
913         }
914
915         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
916         return bio;
917 }
918
919 /**
920  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
921  *      @q: the struct request_queue for the bio
922  *      @data: pointer to buffer to map
923  *      @len: length in bytes
924  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
925  *
926  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
927  *      device. Returns an error pointer in case of error.
928  */
929 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
930                          gfp_t gfp_mask)
931 {
932         struct bio *bio;
933
934         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
935         if (IS_ERR(bio))
936                 return bio;
937
938         if (bio->bi_size == len)
939                 return bio;
940
941         /*
942          * Don't support partial mappings.
943          */
944         bio_put(bio);
945         return ERR_PTR(-EINVAL);
946 }
947
948 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
949 {
950         struct bio_vec *bvec;
951         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
952         char *p = bio->bi_private;
953         int i;
954
955         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
956                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
957
958                 if (read && !err)
959                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
960
961                 __free_page(bvec->bv_page);
962                 p += bvec->bv_len;
963         }
964
965         bio_put(bio);
966 }
967
968 /**
969  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
970  *      @q: the struct request_queue for the bio
971  *      @data: pointer to buffer to copy
972  *      @len: length in bytes
973  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
974  *      @reading: data direction is READ
975  *
976  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
977  *      device. Returns an error pointer in case of error.
978  */
979 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
980                           gfp_t gfp_mask, int reading)
981 {
982         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
983         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
984         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
985         const int nr_pages = end - start;
986         struct bio *bio;
987         struct bio_vec *bvec;
988         int i, ret;
989
990         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
991         if (!bio)
992                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
993
994         while (len) {
995                 struct page *page;
996                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
997
998                 if (bytes > len)
999                         bytes = len;
1000
1001                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1002                 if (!page) {
1003                         ret = -ENOMEM;
1004                         goto cleanup;
1005                 }
1006
1007                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
1008                         ret = -EINVAL;
1009                         goto cleanup;
1010                 }
1011
1012                 len -= bytes;
1013         }
1014
1015         if (!reading) {
1016                 void *p = data;
1017
1018                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1019                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1020
1021                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1022                         p += bvec->bv_len;
1023                 }
1024         }
1025
1026         bio->bi_private = data;
1027         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1028         return bio;
1029 cleanup:
1030         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1031                 __free_page(bvec->bv_page);
1032
1033         bio_put(bio);
1034
1035         return ERR_PTR(ret);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1040  * for performing direct-IO in BIOs.
1041  *
1042  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1043  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1044  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1045  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1046  * in process context.
1047  *
1048  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1049  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1050  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1051  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1052  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1053  *
1054  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1055  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1056  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1057  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1058  * pagecache.
1059  *
1060  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1061  * deferred bio dirtying paths.
1062  */
1063
1064 /*
1065  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1066  */
1067 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1068 {
1069         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1070         int i;
1071
1072         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1073                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1074
1075                 if (page && !PageCompound(page))
1076                         set_page_dirty_lock(page);
1077         }
1078 }
1079
1080 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1081 {
1082         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1083         int i;
1084
1085         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1086                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1087
1088                 if (page)
1089                         put_page(page);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1095  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1096  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1097  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1098  *
1099  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1100  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1101  * run one bio_put() against the BIO.
1102  */
1103
1104 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1105
1106 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1107 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1108 static struct bio *bio_dirty_list;
1109
1110 /*
1111  * This runs in process context
1112  */
1113 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1114 {
1115         unsigned long flags;
1116         struct bio *bio;
1117
1118         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1119         bio = bio_dirty_list;
1120         bio_dirty_list = NULL;
1121         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1122
1123         while (bio) {
1124                 struct bio *next = bio->bi_private;
1125
1126                 bio_set_pages_dirty(bio);
1127                 bio_release_pages(bio);
1128                 bio_put(bio);
1129                 bio = next;
1130         }
1131 }
1132
1133 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1134 {
1135         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1136         int nr_clean_pages = 0;
1137         int i;
1138
1139         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1140                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1141
1142                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1143                         page_cache_release(page);
1144                         bvec[i].bv_page = NULL;
1145                 } else {
1146                         nr_clean_pages++;
1147                 }
1148         }
1149
1150         if (nr_clean_pages) {
1151                 unsigned long flags;
1152
1153                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1154                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1155                 bio_dirty_list = bio;
1156                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1157                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1158         } else {
1159                 bio_put(bio);
1160         }
1161 }
1162
1163 /**
1164  * bio_endio - end I/O on a bio
1165  * @bio:        bio
1166  * @error:      error, if any
1167  *
1168  * Description:
1169  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1170  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1171  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1172  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1173  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1174  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1175  *   function.
1176  **/
1177 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1178 {
1179         if (error)
1180                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1181         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1182                 error = -EIO;
1183
1184         if (bio->bi_end_io)
1185                 bio->bi_end_io(bio, error);
1186 }
1187
1188 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1189 {
1190         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1191                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1192
1193                 bio_endio(master, bp->error);
1194                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1195         }
1196 }
1197
1198 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1199 {
1200         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1201
1202         if (err)
1203                 bp->error = err;
1204
1205         bio_pair_release(bp);
1206 }
1207
1208 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1209 {
1210         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1211
1212         if (err)
1213                 bp->error = err;
1214
1215         bio_pair_release(bp);
1216 }
1217
1218 /*
1219  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1220  * in it's iovec
1221  */
1222 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1223 {
1224         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1225
1226         if (!bp)
1227                 return bp;
1228
1229         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1230                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1231
1232         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1233         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1234         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1235         bp->error = 0;
1236         bp->bio1 = *bi;
1237         bp->bio2 = *bi;
1238         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1239         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1240         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1241
1242         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1243         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1244         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1245         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1246         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1247
1248         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1249         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1250
1251         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1252         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1253
1254         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1255         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1256
1257         bp->bio1.bi_private = bi;
1258         bp->bio2.bi_private = pool;
1259
1260         if (bio_integrity(bi))
1261                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1262
1263         return bp;
1264 }
1265
1266
1267 /*
1268  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1269  * use the global biovec slabs created for general use.
1270  */
1271 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1272 {
1273         int i;
1274
1275         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1276                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1277                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1278
1279                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1280                 if (!*bvp)
1281                         return -ENOMEM;
1282         }
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1287 {
1288         int i;
1289
1290         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1291                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1292
1293                 if (bvp)
1294                         mempool_destroy(bvp);
1295         }
1296
1297 }
1298
1299 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1300 {
1301         if (bs->bio_pool)
1302                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1303
1304         bioset_integrity_free(bs);
1305         biovec_free_pools(bs);
1306
1307         kfree(bs);
1308 }
1309
1310 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1311 {
1312         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1313
1314         if (!bs)
1315                 return NULL;
1316
1317         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1318         if (!bs->bio_pool)
1319                 goto bad;
1320
1321         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1322                 goto bad;
1323
1324         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1325                 return bs;
1326
1327 bad:
1328         bioset_free(bs);
1329         return NULL;
1330 }
1331
1332 static void __init biovec_init_slabs(void)
1333 {
1334         int i;
1335
1336         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1337                 int size;
1338                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1339
1340                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1341                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1342                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1343         }
1344 }
1345
1346 static int __init init_bio(void)
1347 {
1348         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1349
1350         bio_integrity_init_slab();
1351         biovec_init_slabs();
1352
1353         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1354         if (!fs_bio_set)
1355                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1356
1357         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1358                                                      sizeof(struct bio_pair));
1359         if (!bio_split_pool)
1360                 panic("bio: can't create split pool\n");
1361
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 subsys_initcall(init_bio);
1366
1367 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1368 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1369 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1370 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1371 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1372 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1373 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1374 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1375 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_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);