block: introduce struct rq_map_data to use reserved pages
[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         struct sg_iovec *sgvecs;
443         int nr_sgvecs;
444         int is_our_pages;
445 };
446
447 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
448                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
449                              int is_our_pages)
450 {
451         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
452         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
453         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
454         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
455         bio->bi_private = bmd;
456 }
457
458 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
459 {
460         kfree(bmd->iovecs);
461         kfree(bmd->sgvecs);
462         kfree(bmd);
463 }
464
465 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
466                                                gfp_t gfp_mask)
467 {
468         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
469
470         if (!bmd)
471                 return NULL;
472
473         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
474         if (!bmd->iovecs) {
475                 kfree(bmd);
476                 return NULL;
477         }
478
479         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
480         if (bmd->sgvecs)
481                 return bmd;
482
483         kfree(bmd->iovecs);
484         kfree(bmd);
485         return NULL;
486 }
487
488 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
489                           struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy,
490                           int do_free_page)
491 {
492         int ret = 0, i;
493         struct bio_vec *bvec;
494         int iov_idx = 0;
495         unsigned int iov_off = 0;
496         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
497
498         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
499                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
500                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
501
502                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
503                         unsigned int bytes;
504                         char *iov_addr;
505
506                         bytes = min_t(unsigned int,
507                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
508                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
509
510                         if (!ret) {
511                                 if (!read && !uncopy)
512                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
513                                                              bytes);
514                                 if (read && uncopy)
515                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
516                                                            bytes);
517
518                                 if (ret)
519                                         ret = -EFAULT;
520                         }
521
522                         bv_len -= bytes;
523                         bv_addr += bytes;
524                         iov_addr += bytes;
525                         iov_off += bytes;
526
527                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
528                                 iov_idx++;
529                                 iov_off = 0;
530                         }
531                 }
532
533                 if (do_free_page)
534                         __free_page(bvec->bv_page);
535         }
536
537         return ret;
538 }
539
540 /**
541  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
542  *      @bio: bio being terminated
543  *
544  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
545  *      to user space in case of a read.
546  */
547 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
548 {
549         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
550         int ret;
551
552         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1,
553                              bmd->is_our_pages);
554
555         bio_free_map_data(bmd);
556         bio_put(bio);
557         return ret;
558 }
559
560 /**
561  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
562  *      @q: destination block queue
563  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
564  *      @iov:   the iovec.
565  *      @iov_count: number of elements in the iovec
566  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
567  *      @gfp_mask: memory allocation flags
568  *
569  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
570  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
571  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
572  */
573 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
574                               struct rq_map_data *map_data,
575                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
576                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
577 {
578         struct bio_map_data *bmd;
579         struct bio_vec *bvec;
580         struct page *page;
581         struct bio *bio;
582         int i, ret;
583         int nr_pages = 0;
584         unsigned int len = 0;
585
586         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
587                 unsigned long uaddr;
588                 unsigned long end;
589                 unsigned long start;
590
591                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
592                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
593                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
594
595                 nr_pages += end - start;
596                 len += iov[i].iov_len;
597         }
598
599         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
600         if (!bmd)
601                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
602
603         ret = -ENOMEM;
604         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
605         if (!bio)
606                 goto out_bmd;
607
608         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
609
610         ret = 0;
611         i = 0;
612         while (len) {
613                 unsigned int bytes;
614
615                 if (map_data)
616                         bytes = 1U << (PAGE_SHIFT + map_data->page_order);
617                 else
618                         bytes = PAGE_SIZE;
619
620                 if (bytes > len)
621                         bytes = len;
622
623                 if (map_data) {
624                         if (i == map_data->nr_entries) {
625                                 ret = -ENOMEM;
626                                 break;
627                         }
628                         page = map_data->pages[i++];
629                 } else
630                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
631                 if (!page) {
632                         ret = -ENOMEM;
633                         break;
634                 }
635
636                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
637                         break;
638
639                 len -= bytes;
640         }
641
642         if (ret)
643                 goto cleanup;
644
645         /*
646          * success
647          */
648         if (!write_to_vm) {
649                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 0);
650                 if (ret)
651                         goto cleanup;
652         }
653
654         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
655         return bio;
656 cleanup:
657         if (!map_data)
658                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
659                         __free_page(bvec->bv_page);
660
661         bio_put(bio);
662 out_bmd:
663         bio_free_map_data(bmd);
664         return ERR_PTR(ret);
665 }
666
667 /**
668  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
669  *      @q: destination block queue
670  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
671  *      @uaddr: start of user address
672  *      @len: length in bytes
673  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
674  *      @gfp_mask: memory allocation flags
675  *
676  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
677  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
678  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
679  */
680 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
681                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
682                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
683 {
684         struct sg_iovec iov;
685
686         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
687         iov.iov_len = len;
688
689         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
690 }
691
692 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
693                                       struct block_device *bdev,
694                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
695                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
696 {
697         int i, j;
698         int nr_pages = 0;
699         struct page **pages;
700         struct bio *bio;
701         int cur_page = 0;
702         int ret, offset;
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
710                 nr_pages += end - start;
711                 /*
712                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
713                  */
714                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
715                         return ERR_PTR(-EINVAL);
716         }
717
718         if (!nr_pages)
719                 return ERR_PTR(-EINVAL);
720
721         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
722         if (!bio)
723                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
724
725         ret = -ENOMEM;
726         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
727         if (!pages)
728                 goto out;
729
730         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
731                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
732                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
733                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
734                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
735                 const int local_nr_pages = end - start;
736                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
737                 
738                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
739                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
740                 if (ret < local_nr_pages) {
741                         ret = -EFAULT;
742                         goto out_unmap;
743                 }
744
745                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
746                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
747                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
748
749                         if (len <= 0)
750                                 break;
751                         
752                         if (bytes > len)
753                                 bytes = len;
754
755                         /*
756                          * sorry...
757                          */
758                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
759                                             bytes)
760                                 break;
761
762                         len -= bytes;
763                         offset = 0;
764                 }
765
766                 cur_page = j;
767                 /*
768                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
769                  */
770                 while (j < page_limit)
771                         page_cache_release(pages[j++]);
772         }
773
774         kfree(pages);
775
776         /*
777          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
778          */
779         if (!write_to_vm)
780                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
781
782         bio->bi_bdev = bdev;
783         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
784         return bio;
785
786  out_unmap:
787         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
788                 if(!pages[i])
789                         break;
790                 page_cache_release(pages[i]);
791         }
792  out:
793         kfree(pages);
794         bio_put(bio);
795         return ERR_PTR(ret);
796 }
797
798 /**
799  *      bio_map_user    -       map user address into bio
800  *      @q: the struct request_queue for the bio
801  *      @bdev: destination block device
802  *      @uaddr: start of user address
803  *      @len: length in bytes
804  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
805  *      @gfp_mask: memory allocation flags
806  *
807  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
808  *      device. Returns an error pointer in case of error.
809  */
810 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
811                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
812                          gfp_t gfp_mask)
813 {
814         struct sg_iovec iov;
815
816         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
817         iov.iov_len = len;
818
819         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
820 }
821
822 /**
823  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
824  *      @q: the struct request_queue for the bio
825  *      @bdev: destination block device
826  *      @iov:   the iovec.
827  *      @iov_count: number of elements in the iovec
828  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
829  *      @gfp_mask: memory allocation flags
830  *
831  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
832  *      device. Returns an error pointer in case of error.
833  */
834 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
835                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
836                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
837 {
838         struct bio *bio;
839
840         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
841                                  gfp_mask);
842         if (IS_ERR(bio))
843                 return bio;
844
845         /*
846          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
847          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
848          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
849          * reference to it
850          */
851         bio_get(bio);
852
853         return bio;
854 }
855
856 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
857 {
858         struct bio_vec *bvec;
859         int i;
860
861         /*
862          * make sure we dirty pages we wrote to
863          */
864         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
865                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
866                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
867
868                 page_cache_release(bvec->bv_page);
869         }
870
871         bio_put(bio);
872 }
873
874 /**
875  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
876  *      @bio:           the bio being unmapped
877  *
878  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
879  *      a process context.
880  *
881  *      bio_unmap_user() may sleep.
882  */
883 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
884 {
885         __bio_unmap_user(bio);
886         bio_put(bio);
887 }
888
889 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
890 {
891         bio_put(bio);
892 }
893
894
895 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
896                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
897 {
898         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
899         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
900         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
901         const int nr_pages = end - start;
902         int offset, i;
903         struct bio *bio;
904
905         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
906         if (!bio)
907                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
908
909         offset = offset_in_page(kaddr);
910         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
911                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
912
913                 if (len <= 0)
914                         break;
915
916                 if (bytes > len)
917                         bytes = len;
918
919                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
920                                     offset) < bytes)
921                         break;
922
923                 data += bytes;
924                 len -= bytes;
925                 offset = 0;
926         }
927
928         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
929         return bio;
930 }
931
932 /**
933  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
934  *      @q: the struct request_queue for the bio
935  *      @data: pointer to buffer to map
936  *      @len: length in bytes
937  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
938  *
939  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
940  *      device. Returns an error pointer in case of error.
941  */
942 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
943                          gfp_t gfp_mask)
944 {
945         struct bio *bio;
946
947         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
948         if (IS_ERR(bio))
949                 return bio;
950
951         if (bio->bi_size == len)
952                 return bio;
953
954         /*
955          * Don't support partial mappings.
956          */
957         bio_put(bio);
958         return ERR_PTR(-EINVAL);
959 }
960
961 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
962 {
963         struct bio_vec *bvec;
964         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
965         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
966         int i;
967         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
968
969         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
970                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
971                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
972
973                 if (read && !err)
974                         memcpy(p, addr, len);
975
976                 __free_page(bvec->bv_page);
977                 p += len;
978         }
979
980         bio_free_map_data(bmd);
981         bio_put(bio);
982 }
983
984 /**
985  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
986  *      @q: the struct request_queue for the bio
987  *      @data: pointer to buffer to copy
988  *      @len: length in bytes
989  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
990  *      @reading: data direction is READ
991  *
992  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
993  *      device. Returns an error pointer in case of error.
994  */
995 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
996                           gfp_t gfp_mask, int reading)
997 {
998         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
999         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1000         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1001         const int nr_pages = end - start;
1002         struct bio *bio;
1003         struct bio_vec *bvec;
1004         struct bio_map_data *bmd;
1005         int i, ret;
1006         struct sg_iovec iov;
1007
1008         iov.iov_base = data;
1009         iov.iov_len = len;
1010
1011         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, 1, gfp_mask);
1012         if (!bmd)
1013                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1014
1015         ret = -ENOMEM;
1016         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
1017         if (!bio)
1018                 goto out_bmd;
1019
1020         while (len) {
1021                 struct page *page;
1022                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1023
1024                 if (bytes > len)
1025                         bytes = len;
1026
1027                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1028                 if (!page) {
1029                         ret = -ENOMEM;
1030                         goto cleanup;
1031                 }
1032
1033                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
1034                         ret = -EINVAL;
1035                         goto cleanup;
1036                 }
1037
1038                 len -= bytes;
1039         }
1040
1041         if (!reading) {
1042                 void *p = data;
1043
1044                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1045                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1046
1047                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1048                         p += bvec->bv_len;
1049                 }
1050         }
1051
1052         bio->bi_private = bmd;
1053         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1054
1055         bio_set_map_data(bmd, bio, &iov, 1, 1);
1056         return bio;
1057 cleanup:
1058         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1059                 __free_page(bvec->bv_page);
1060
1061         bio_put(bio);
1062 out_bmd:
1063         bio_free_map_data(bmd);
1064
1065         return ERR_PTR(ret);
1066 }
1067
1068 /*
1069  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1070  * for performing direct-IO in BIOs.
1071  *
1072  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1073  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1074  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1075  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1076  * in process context.
1077  *
1078  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1079  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1080  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1081  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1082  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1083  *
1084  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1085  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1086  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1087  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1088  * pagecache.
1089  *
1090  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1091  * deferred bio dirtying paths.
1092  */
1093
1094 /*
1095  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1096  */
1097 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1098 {
1099         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1100         int i;
1101
1102         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1103                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1104
1105                 if (page && !PageCompound(page))
1106                         set_page_dirty_lock(page);
1107         }
1108 }
1109
1110 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1111 {
1112         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1113         int i;
1114
1115         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1116                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1117
1118                 if (page)
1119                         put_page(page);
1120         }
1121 }
1122
1123 /*
1124  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1125  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1126  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1127  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1128  *
1129  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1130  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1131  * run one bio_put() against the BIO.
1132  */
1133
1134 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1135
1136 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1137 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1138 static struct bio *bio_dirty_list;
1139
1140 /*
1141  * This runs in process context
1142  */
1143 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1144 {
1145         unsigned long flags;
1146         struct bio *bio;
1147
1148         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1149         bio = bio_dirty_list;
1150         bio_dirty_list = NULL;
1151         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1152
1153         while (bio) {
1154                 struct bio *next = bio->bi_private;
1155
1156                 bio_set_pages_dirty(bio);
1157                 bio_release_pages(bio);
1158                 bio_put(bio);
1159                 bio = next;
1160         }
1161 }
1162
1163 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1164 {
1165         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1166         int nr_clean_pages = 0;
1167         int i;
1168
1169         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1170                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1171
1172                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1173                         page_cache_release(page);
1174                         bvec[i].bv_page = NULL;
1175                 } else {
1176                         nr_clean_pages++;
1177                 }
1178         }
1179
1180         if (nr_clean_pages) {
1181                 unsigned long flags;
1182
1183                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1184                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1185                 bio_dirty_list = bio;
1186                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1187                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1188         } else {
1189                 bio_put(bio);
1190         }
1191 }
1192
1193 /**
1194  * bio_endio - end I/O on a bio
1195  * @bio:        bio
1196  * @error:      error, if any
1197  *
1198  * Description:
1199  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1200  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1201  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1202  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1203  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1204  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1205  *   function.
1206  **/
1207 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1208 {
1209         if (error)
1210                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1211         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1212                 error = -EIO;
1213
1214         if (bio->bi_end_io)
1215                 bio->bi_end_io(bio, error);
1216 }
1217
1218 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1219 {
1220         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1221                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1222
1223                 bio_endio(master, bp->error);
1224                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1225         }
1226 }
1227
1228 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1229 {
1230         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1231
1232         if (err)
1233                 bp->error = err;
1234
1235         bio_pair_release(bp);
1236 }
1237
1238 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1239 {
1240         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1241
1242         if (err)
1243                 bp->error = err;
1244
1245         bio_pair_release(bp);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1250  * in it's iovec
1251  */
1252 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1253 {
1254         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1255
1256         if (!bp)
1257                 return bp;
1258
1259         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1260                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1261
1262         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1263         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1264         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1265         bp->error = 0;
1266         bp->bio1 = *bi;
1267         bp->bio2 = *bi;
1268         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1269         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1270         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1271
1272         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1273         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1274         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1275         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1276         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1277
1278         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1279         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1280
1281         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1282         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1283
1284         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1285         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1286
1287         bp->bio1.bi_private = bi;
1288         bp->bio2.bi_private = pool;
1289
1290         if (bio_integrity(bi))
1291                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1292
1293         return bp;
1294 }
1295
1296
1297 /*
1298  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1299  * use the global biovec slabs created for general use.
1300  */
1301 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1302 {
1303         int i;
1304
1305         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1306                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1307                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1308
1309                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1310                 if (!*bvp)
1311                         return -ENOMEM;
1312         }
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1317 {
1318         int i;
1319
1320         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1321                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1322
1323                 if (bvp)
1324                         mempool_destroy(bvp);
1325         }
1326
1327 }
1328
1329 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1330 {
1331         if (bs->bio_pool)
1332                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1333
1334         bioset_integrity_free(bs);
1335         biovec_free_pools(bs);
1336
1337         kfree(bs);
1338 }
1339
1340 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1341 {
1342         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1343
1344         if (!bs)
1345                 return NULL;
1346
1347         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1348         if (!bs->bio_pool)
1349                 goto bad;
1350
1351         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1352                 goto bad;
1353
1354         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1355                 return bs;
1356
1357 bad:
1358         bioset_free(bs);
1359         return NULL;
1360 }
1361
1362 static void __init biovec_init_slabs(void)
1363 {
1364         int i;
1365
1366         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1367                 int size;
1368                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1369
1370                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1371                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1372                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1373         }
1374 }
1375
1376 static int __init init_bio(void)
1377 {
1378         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1379
1380         bio_integrity_init_slab();
1381         biovec_init_slabs();
1382
1383         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1384         if (!fs_bio_set)
1385                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1386
1387         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1388                                                      sizeof(struct bio_pair));
1389         if (!bio_split_pool)
1390                 panic("bio: can't create split pool\n");
1391
1392         return 0;
1393 }
1394
1395 subsys_initcall(init_bio);
1396
1397 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1398 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1399 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1400 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1401 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1402 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1403 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1404 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1405 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1406 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1407 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1408 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1409 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1410 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1411 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1412 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1413 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1414 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1415 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1416 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1417 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1418 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1419 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);