NTFS: We have struct kmem_cache now so use it instead of the typedef.
[linux-2.6.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@suse.de>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/mempool.h>
27 #include <linux/workqueue.h>
28 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
29
30 #define BIO_POOL_SIZE 256
31
32 static kmem_cache_t *bio_slab;
33
34 #define BIOVEC_NR_POOLS 6
35
36 /*
37  * a small number of entries is fine, not going to be performance critical.
38  * basically we just need to survive
39  */
40 #define BIO_SPLIT_ENTRIES 8     
41 mempool_t *bio_split_pool;
42
43 struct biovec_slab {
44         int nr_vecs;
45         char *name; 
46         kmem_cache_t *slab;
47 };
48
49 /*
50  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
51  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
52  * unsigned short
53  */
54
55 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
56 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
57         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
58 };
59 #undef BV
60
61 /*
62  * bio_set is used to allow other portions of the IO system to
63  * allocate their own private memory pools for bio and iovec structures.
64  * These memory pools in turn all allocate from the bio_slab
65  * and the bvec_slabs[].
66  */
67 struct bio_set {
68         mempool_t *bio_pool;
69         mempool_t *bvec_pools[BIOVEC_NR_POOLS];
70 };
71
72 /*
73  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
74  * IO code that does not need private memory pools.
75  */
76 static struct bio_set *fs_bio_set;
77
78 static inline struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
79 {
80         struct bio_vec *bvl;
81         struct biovec_slab *bp;
82
83         /*
84          * see comment near bvec_array define!
85          */
86         switch (nr) {
87                 case   1        : *idx = 0; break;
88                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
89                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
90                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
91                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
92                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
93                 default:
94                         return NULL;
95         }
96         /*
97          * idx now points to the pool we want to allocate from
98          */
99
100         bp = bvec_slabs + *idx;
101         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
102         if (bvl)
103                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
104
105         return bvl;
106 }
107
108 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
109 {
110         const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
111
112         BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
113
114         mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
115         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
116 }
117
118 /*
119  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
120  */
121 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
122 {
123         bio_free(bio, fs_bio_set);
124 }
125
126 void bio_init(struct bio *bio)
127 {
128         bio->bi_next = NULL;
129         bio->bi_bdev = NULL;
130         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
131         bio->bi_rw = 0;
132         bio->bi_vcnt = 0;
133         bio->bi_idx = 0;
134         bio->bi_phys_segments = 0;
135         bio->bi_hw_segments = 0;
136         bio->bi_hw_front_size = 0;
137         bio->bi_hw_back_size = 0;
138         bio->bi_size = 0;
139         bio->bi_max_vecs = 0;
140         bio->bi_end_io = NULL;
141         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
142         bio->bi_private = NULL;
143 }
144
145 /**
146  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
147  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
148  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
149  * @bs:         the bio_set to allocate from
150  *
151  * Description:
152  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
153  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
154  *   for a &struct bio to become free.
155  *
156  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
157  *   bio_set structure.
158  **/
159 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
160 {
161         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
162
163         if (likely(bio)) {
164                 struct bio_vec *bvl = NULL;
165
166                 bio_init(bio);
167                 if (likely(nr_iovecs)) {
168                         unsigned long idx;
169
170                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
171                         if (unlikely(!bvl)) {
172                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
173                                 bio = NULL;
174                                 goto out;
175                         }
176                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
177                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
178                 }
179                 bio->bi_io_vec = bvl;
180         }
181 out:
182         return bio;
183 }
184
185 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
186 {
187         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
188
189         if (bio)
190                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
191
192         return bio;
193 }
194
195 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
196 {
197         unsigned long flags;
198         struct bio_vec *bv;
199         int i;
200
201         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
202                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
203                 memset(data, 0, bv->bv_len);
204                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
205                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
206         }
207 }
208 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
209
210 /**
211  * bio_put - release a reference to a bio
212  * @bio:   bio to release reference to
213  *
214  * Description:
215  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
216  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
217  **/
218 void bio_put(struct bio *bio)
219 {
220         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
221
222         /*
223          * last put frees it
224          */
225         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
226                 bio->bi_next = NULL;
227                 bio->bi_destructor(bio);
228         }
229 }
230
231 inline int bio_phys_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
232 {
233         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
234                 blk_recount_segments(q, bio);
235
236         return bio->bi_phys_segments;
237 }
238
239 inline int bio_hw_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
240 {
241         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
242                 blk_recount_segments(q, bio);
243
244         return bio->bi_hw_segments;
245 }
246
247 /**
248  *      __bio_clone     -       clone a bio
249  *      @bio: destination bio
250  *      @bio_src: bio to clone
251  *
252  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
253  *      the actual data it points to. Reference count of returned
254  *      bio will be one.
255  */
256 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
257 {
258         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio_src->bi_bdev);
259
260         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
261                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
262
263         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
264         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
265         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
266         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
267         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
268         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
269         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
270         bio_phys_segments(q, bio);
271         bio_hw_segments(q, bio);
272 }
273
274 /**
275  *      bio_clone       -       clone a bio
276  *      @bio: bio to clone
277  *      @gfp_mask: allocation priority
278  *
279  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
280  */
281 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
282 {
283         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
284
285         if (b) {
286                 b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
287                 __bio_clone(b, bio);
288         }
289
290         return b;
291 }
292
293 /**
294  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
295  *      @bdev:  I/O target
296  *
297  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
298  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
299  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
300  *      on offset.
301  */
302 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
303 {
304         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bdev);
305         int nr_pages;
306
307         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
308         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
309                 nr_pages = q->max_phys_segments;
310         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
311                 nr_pages = q->max_hw_segments;
312
313         return nr_pages;
314 }
315
316 static int __bio_add_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page
317                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
318                           unsigned short max_sectors)
319 {
320         int retried_segments = 0;
321         struct bio_vec *bvec;
322
323         /*
324          * cloned bio must not modify vec list
325          */
326         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
327                 return 0;
328
329         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
330                 return 0;
331
332         /*
333          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
334          * we will often be called with the same page as last time and
335          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
336          */
337         if (bio->bi_vcnt > 0) {
338                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
339
340                 if (page == prev->bv_page &&
341                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
342                         prev->bv_len += len;
343                         if (q->merge_bvec_fn &&
344                             q->merge_bvec_fn(q, bio, prev) < len) {
345                                 prev->bv_len -= len;
346                                 return 0;
347                         }
348
349                         goto done;
350                 }
351         }
352
353         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
354                 return 0;
355
356         /*
357          * we might lose a segment or two here, but rather that than
358          * make this too complex.
359          */
360
361         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
362                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
363                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
364
365                 if (retried_segments)
366                         return 0;
367
368                 retried_segments = 1;
369                 blk_recount_segments(q, bio);
370         }
371
372         /*
373          * setup the new entry, we might clear it again later if we
374          * cannot add the page
375          */
376         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
377         bvec->bv_page = page;
378         bvec->bv_len = len;
379         bvec->bv_offset = offset;
380
381         /*
382          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
383          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
384          * queue to get further control
385          */
386         if (q->merge_bvec_fn) {
387                 /*
388                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
389                  * at this offset
390                  */
391                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
392                         bvec->bv_page = NULL;
393                         bvec->bv_len = 0;
394                         bvec->bv_offset = 0;
395                         return 0;
396                 }
397         }
398
399         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
400         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
401             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
402                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
403
404         bio->bi_vcnt++;
405         bio->bi_phys_segments++;
406         bio->bi_hw_segments++;
407  done:
408         bio->bi_size += len;
409         return len;
410 }
411
412 /**
413  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
414  *      @bio: destination bio
415  *      @page: page to add
416  *      @len: vec entry length
417  *      @offset: vec entry offset
418  *
419  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
420  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
421  *      device limitations. The target block device must allow bio's
422  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
423  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
424  */
425 int bio_add_pc_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page *page,
426                     unsigned int len, unsigned int offset)
427 {
428         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
429 }
430
431 /**
432  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
433  *      @bio: destination bio
434  *      @page: page to add
435  *      @len: vec entry length
436  *      @offset: vec entry offset
437  *
438  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
439  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
440  *      device limitations. The target block device must allow bio's
441  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
442  *      page to an empty bio.
443  */
444 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
445                  unsigned int offset)
446 {
447         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
448         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
449 }
450
451 struct bio_map_data {
452         struct bio_vec *iovecs;
453         void __user *userptr;
454 };
455
456 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio)
457 {
458         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
459         bio->bi_private = bmd;
460 }
461
462 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
463 {
464         kfree(bmd->iovecs);
465         kfree(bmd);
466 }
467
468 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs)
469 {
470         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
471
472         if (!bmd)
473                 return NULL;
474
475         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
476         if (bmd->iovecs)
477                 return bmd;
478
479         kfree(bmd);
480         return NULL;
481 }
482
483 /**
484  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
485  *      @bio: bio being terminated
486  *
487  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
488  *      to user space in case of a read.
489  */
490 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
491 {
492         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
493         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
494         struct bio_vec *bvec;
495         int i, ret = 0;
496
497         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
498                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
499                 unsigned int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
500
501                 if (read && !ret && copy_to_user(bmd->userptr, addr, len))
502                         ret = -EFAULT;
503
504                 __free_page(bvec->bv_page);
505                 bmd->userptr += len;
506         }
507         bio_free_map_data(bmd);
508         bio_put(bio);
509         return ret;
510 }
511
512 /**
513  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
514  *      @q: destination block queue
515  *      @uaddr: start of user address
516  *      @len: length in bytes
517  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
518  *
519  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
520  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
521  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
522  */
523 struct bio *bio_copy_user(request_queue_t *q, unsigned long uaddr,
524                           unsigned int len, int write_to_vm)
525 {
526         unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
527         unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
528         struct bio_map_data *bmd;
529         struct bio_vec *bvec;
530         struct page *page;
531         struct bio *bio;
532         int i, ret;
533
534         bmd = bio_alloc_map_data(end - start);
535         if (!bmd)
536                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
537
538         bmd->userptr = (void __user *) uaddr;
539
540         ret = -ENOMEM;
541         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, end - start);
542         if (!bio)
543                 goto out_bmd;
544
545         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
546
547         ret = 0;
548         while (len) {
549                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
550
551                 if (bytes > len)
552                         bytes = len;
553
554                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
555                 if (!page) {
556                         ret = -ENOMEM;
557                         break;
558                 }
559
560                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
561                         ret = -EINVAL;
562                         break;
563                 }
564
565                 len -= bytes;
566         }
567
568         if (ret)
569                 goto cleanup;
570
571         /*
572          * success
573          */
574         if (!write_to_vm) {
575                 char __user *p = (char __user *) uaddr;
576
577                 /*
578                  * for a write, copy in data to kernel pages
579                  */
580                 ret = -EFAULT;
581                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
582                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
583
584                         if (copy_from_user(addr, p, bvec->bv_len))
585                                 goto cleanup;
586                         p += bvec->bv_len;
587                 }
588         }
589
590         bio_set_map_data(bmd, bio);
591         return bio;
592 cleanup:
593         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
594                 __free_page(bvec->bv_page);
595
596         bio_put(bio);
597 out_bmd:
598         bio_free_map_data(bmd);
599         return ERR_PTR(ret);
600 }
601
602 static struct bio *__bio_map_user_iov(request_queue_t *q,
603                                       struct block_device *bdev,
604                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
605                                       int write_to_vm)
606 {
607         int i, j;
608         int nr_pages = 0;
609         struct page **pages;
610         struct bio *bio;
611         int cur_page = 0;
612         int ret, offset;
613
614         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
615                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
616                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
617                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
618                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
619
620                 nr_pages += end - start;
621                 /*
622                  * transfer and buffer must be aligned to at least hardsector
623                  * size for now, in the future we can relax this restriction
624                  */
625                 if ((uaddr & queue_dma_alignment(q)) || (len & queue_dma_alignment(q)))
626                         return ERR_PTR(-EINVAL);
627         }
628
629         if (!nr_pages)
630                 return ERR_PTR(-EINVAL);
631
632         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
633         if (!bio)
634                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
635
636         ret = -ENOMEM;
637         pages = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
638         if (!pages)
639                 goto out;
640
641         memset(pages, 0, nr_pages * sizeof(struct page *));
642
643         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
644                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
645                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
646                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
647                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
648                 const int local_nr_pages = end - start;
649                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
650                 
651                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
652                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
653                                      local_nr_pages,
654                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
655                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
656
657                 if (ret < local_nr_pages)
658                         goto out_unmap;
659
660
661                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
662                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
663                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
664
665                         if (len <= 0)
666                                 break;
667                         
668                         if (bytes > len)
669                                 bytes = len;
670
671                         /*
672                          * sorry...
673                          */
674                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
675                                             bytes)
676                                 break;
677
678                         len -= bytes;
679                         offset = 0;
680                 }
681
682                 cur_page = j;
683                 /*
684                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
685                  */
686                 while (j < page_limit)
687                         page_cache_release(pages[j++]);
688         }
689
690         kfree(pages);
691
692         /*
693          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
694          */
695         if (!write_to_vm)
696                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
697
698         bio->bi_bdev = bdev;
699         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
700         return bio;
701
702  out_unmap:
703         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
704                 if(!pages[i])
705                         break;
706                 page_cache_release(pages[i]);
707         }
708  out:
709         kfree(pages);
710         bio_put(bio);
711         return ERR_PTR(ret);
712 }
713
714 /**
715  *      bio_map_user    -       map user address into bio
716  *      @q: the request_queue_t for the bio
717  *      @bdev: destination block device
718  *      @uaddr: start of user address
719  *      @len: length in bytes
720  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
721  *
722  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
723  *      device. Returns an error pointer in case of error.
724  */
725 struct bio *bio_map_user(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
726                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
727 {
728         struct sg_iovec iov;
729
730         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
731         iov.iov_len = len;
732
733         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
734 }
735
736 /**
737  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
738  *      @q: the request_queue_t for the bio
739  *      @bdev: destination block device
740  *      @iov:   the iovec.
741  *      @iov_count: number of elements in the iovec
742  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
743  *
744  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
745  *      device. Returns an error pointer in case of error.
746  */
747 struct bio *bio_map_user_iov(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
748                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
749                              int write_to_vm)
750 {
751         struct bio *bio;
752         int len = 0, i;
753
754         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
755
756         if (IS_ERR(bio))
757                 return bio;
758
759         /*
760          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
761          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
762          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
763          * reference to it
764          */
765         bio_get(bio);
766
767         for (i = 0; i < iov_count; i++)
768                 len += iov[i].iov_len;
769
770         if (bio->bi_size == len)
771                 return bio;
772
773         /*
774          * don't support partial mappings
775          */
776         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
777         bio_unmap_user(bio);
778         return ERR_PTR(-EINVAL);
779 }
780
781 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
782 {
783         struct bio_vec *bvec;
784         int i;
785
786         /*
787          * make sure we dirty pages we wrote to
788          */
789         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
790                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
791                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
792
793                 page_cache_release(bvec->bv_page);
794         }
795
796         bio_put(bio);
797 }
798
799 /**
800  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
801  *      @bio:           the bio being unmapped
802  *
803  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
804  *      a process context.
805  *
806  *      bio_unmap_user() may sleep.
807  */
808 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
809 {
810         __bio_unmap_user(bio);
811         bio_put(bio);
812 }
813
814 static int bio_map_kern_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
815 {
816         if (bio->bi_size)
817                 return 1;
818
819         bio_put(bio);
820         return 0;
821 }
822
823
824 static struct bio *__bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data,
825                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
826 {
827         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
828         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
829         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
830         const int nr_pages = end - start;
831         int offset, i;
832         struct bio *bio;
833
834         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
835         if (!bio)
836                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
837
838         offset = offset_in_page(kaddr);
839         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
840                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
841
842                 if (len <= 0)
843                         break;
844
845                 if (bytes > len)
846                         bytes = len;
847
848                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
849                                     offset) < bytes)
850                         break;
851
852                 data += bytes;
853                 len -= bytes;
854                 offset = 0;
855         }
856
857         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
858         return bio;
859 }
860
861 /**
862  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
863  *      @q: the request_queue_t for the bio
864  *      @data: pointer to buffer to map
865  *      @len: length in bytes
866  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
867  *
868  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
869  *      device. Returns an error pointer in case of error.
870  */
871 struct bio *bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data, unsigned int len,
872                          gfp_t gfp_mask)
873 {
874         struct bio *bio;
875
876         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
877         if (IS_ERR(bio))
878                 return bio;
879
880         if (bio->bi_size == len)
881                 return bio;
882
883         /*
884          * Don't support partial mappings.
885          */
886         bio_put(bio);
887         return ERR_PTR(-EINVAL);
888 }
889
890 /*
891  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
892  * for performing direct-IO in BIOs.
893  *
894  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
895  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
896  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
897  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
898  * in process context.
899  *
900  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
901  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
902  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
903  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
904  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
905  *
906  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
907  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
908  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
909  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
910  * pagecache.
911  *
912  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
913  * deferred bio dirtying paths.
914  */
915
916 /*
917  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
918  */
919 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
920 {
921         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
922         int i;
923
924         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
925                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
926
927                 if (page && !PageCompound(page))
928                         set_page_dirty_lock(page);
929         }
930 }
931
932 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
933 {
934         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
935         int i;
936
937         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
938                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
939
940                 if (page)
941                         put_page(page);
942         }
943 }
944
945 /*
946  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
947  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
948  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
949  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
950  *
951  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
952  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
953  * run one bio_put() against the BIO.
954  */
955
956 static void bio_dirty_fn(void *data);
957
958 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn, NULL);
959 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
960 static struct bio *bio_dirty_list;
961
962 /*
963  * This runs in process context
964  */
965 static void bio_dirty_fn(void *data)
966 {
967         unsigned long flags;
968         struct bio *bio;
969
970         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
971         bio = bio_dirty_list;
972         bio_dirty_list = NULL;
973         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
974
975         while (bio) {
976                 struct bio *next = bio->bi_private;
977
978                 bio_set_pages_dirty(bio);
979                 bio_release_pages(bio);
980                 bio_put(bio);
981                 bio = next;
982         }
983 }
984
985 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
986 {
987         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
988         int nr_clean_pages = 0;
989         int i;
990
991         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
992                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
993
994                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
995                         page_cache_release(page);
996                         bvec[i].bv_page = NULL;
997                 } else {
998                         nr_clean_pages++;
999                 }
1000         }
1001
1002         if (nr_clean_pages) {
1003                 unsigned long flags;
1004
1005                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1006                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1007                 bio_dirty_list = bio;
1008                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1009                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1010         } else {
1011                 bio_put(bio);
1012         }
1013 }
1014
1015 /**
1016  * bio_endio - end I/O on a bio
1017  * @bio:        bio
1018  * @bytes_done: number of bytes completed
1019  * @error:      error, if any
1020  *
1021  * Description:
1022  *   bio_endio() will end I/O on @bytes_done number of bytes. This may be
1023  *   just a partial part of the bio, or it may be the whole bio. bio_endio()
1024  *   is the preferred way to end I/O on a bio, it takes care of decrementing
1025  *   bi_size and clearing BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and
1026  *   and one of the established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in
1027  *   case something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on
1028  *   a bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1029  **/
1030 void bio_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int error)
1031 {
1032         if (error)
1033                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1034
1035         if (unlikely(bytes_done > bio->bi_size)) {
1036                 printk("%s: want %u bytes done, only %u left\n", __FUNCTION__,
1037                                                 bytes_done, bio->bi_size);
1038                 bytes_done = bio->bi_size;
1039         }
1040
1041         bio->bi_size -= bytes_done;
1042         bio->bi_sector += (bytes_done >> 9);
1043
1044         if (bio->bi_end_io)
1045                 bio->bi_end_io(bio, bytes_done, error);
1046 }
1047
1048 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1049 {
1050         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1051                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1052
1053                 bio_endio(master, master->bi_size, bp->error);
1054                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1055         }
1056 }
1057
1058 static int bio_pair_end_1(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1059 {
1060         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1061
1062         if (err)
1063                 bp->error = err;
1064
1065         if (bi->bi_size)
1066                 return 1;
1067
1068         bio_pair_release(bp);
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static int bio_pair_end_2(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1073 {
1074         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1075
1076         if (err)
1077                 bp->error = err;
1078
1079         if (bi->bi_size)
1080                 return 1;
1081
1082         bio_pair_release(bp);
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1088  * in it's iovec
1089  */
1090 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1091 {
1092         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1093
1094         if (!bp)
1095                 return bp;
1096
1097         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1098         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1099         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1100         bp->error = 0;
1101         bp->bio1 = *bi;
1102         bp->bio2 = *bi;
1103         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1104         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1105         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1106
1107         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1108         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1109         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1110         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1111         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1112
1113         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1114         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1115
1116         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1117         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1118
1119         bp->bio1.bi_private = bi;
1120         bp->bio2.bi_private = pool;
1121
1122         return bp;
1123 }
1124
1125 static void *bio_pair_alloc(gfp_t gfp_flags, void *data)
1126 {
1127         return kmalloc(sizeof(struct bio_pair), gfp_flags);
1128 }
1129
1130 static void bio_pair_free(void *bp, void *data)
1131 {
1132         kfree(bp);
1133 }
1134
1135
1136 /*
1137  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1138  * use the global biovec slabs created for general use.
1139  */
1140 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries, int scale)
1141 {
1142         int i;
1143
1144         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1145                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1146                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1147
1148                 if (i >= scale)
1149                         pool_entries >>= 1;
1150
1151                 *bvp = mempool_create(pool_entries, mempool_alloc_slab,
1152                                         mempool_free_slab, bp->slab);
1153                 if (!*bvp)
1154                         return -ENOMEM;
1155         }
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1160 {
1161         int i;
1162
1163         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1164                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1165
1166                 if (bvp)
1167                         mempool_destroy(bvp);
1168         }
1169
1170 }
1171
1172 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1173 {
1174         if (bs->bio_pool)
1175                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1176
1177         biovec_free_pools(bs);
1178
1179         kfree(bs);
1180 }
1181
1182 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size, int scale)
1183 {
1184         struct bio_set *bs = kmalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1185
1186         if (!bs)
1187                 return NULL;
1188
1189         memset(bs, 0, sizeof(*bs));
1190         bs->bio_pool = mempool_create(bio_pool_size, mempool_alloc_slab,
1191                         mempool_free_slab, bio_slab);
1192
1193         if (!bs->bio_pool)
1194                 goto bad;
1195
1196         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size, scale))
1197                 return bs;
1198
1199 bad:
1200         bioset_free(bs);
1201         return NULL;
1202 }
1203
1204 static void __init biovec_init_slabs(void)
1205 {
1206         int i;
1207
1208         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1209                 int size;
1210                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1211
1212                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1213                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1214                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1215         }
1216 }
1217
1218 static int __init init_bio(void)
1219 {
1220         int megabytes, bvec_pool_entries;
1221         int scale = BIOVEC_NR_POOLS;
1222
1223         bio_slab = kmem_cache_create("bio", sizeof(struct bio), 0,
1224                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1225
1226         biovec_init_slabs();
1227
1228         megabytes = nr_free_pages() >> (20 - PAGE_SHIFT);
1229
1230         /*
1231          * find out where to start scaling
1232          */
1233         if (megabytes <= 16)
1234                 scale = 0;
1235         else if (megabytes <= 32)
1236                 scale = 1;
1237         else if (megabytes <= 64)
1238                 scale = 2;
1239         else if (megabytes <= 96)
1240                 scale = 3;
1241         else if (megabytes <= 128)
1242                 scale = 4;
1243
1244         /*
1245          * scale number of entries
1246          */
1247         bvec_pool_entries = megabytes * 2;
1248         if (bvec_pool_entries > 256)
1249                 bvec_pool_entries = 256;
1250
1251         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, bvec_pool_entries, scale);
1252         if (!fs_bio_set)
1253                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1254
1255         bio_split_pool = mempool_create(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1256                                 bio_pair_alloc, bio_pair_free, NULL);
1257         if (!bio_split_pool)
1258                 panic("bio: can't create split pool\n");
1259
1260         return 0;
1261 }
1262
1263 subsys_initcall(init_bio);
1264
1265 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1266 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1267 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1268 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1269 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1270 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1271 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1272 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1273 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1274 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1275 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1276 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1277 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1278 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1279 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1280 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1281 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1282 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1283 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1284 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1285 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1286 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1287 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);