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