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