bio: fix __bio_copy_iov() handling of bio->bv_len
[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 inline int bio_hw_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
212 {
213         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
214                 blk_recount_segments(q, bio);
215
216         return bio->bi_hw_segments;
217 }
218
219 /**
220  *      __bio_clone     -       clone a bio
221  *      @bio: destination bio
222  *      @bio_src: bio to clone
223  *
224  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
225  *      the actual data it points to. Reference count of returned
226  *      bio will be one.
227  */
228 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
229 {
230         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
231                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
232
233         /*
234          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
235          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
236          */
237         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
238         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
239         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
240         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
241         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
242         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
243         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
244 }
245
246 /**
247  *      bio_clone       -       clone a bio
248  *      @bio: bio to clone
249  *      @gfp_mask: allocation priority
250  *
251  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
252  */
253 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
254 {
255         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
256
257         if (!b)
258                 return NULL;
259
260         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
261         __bio_clone(b, bio);
262
263         if (bio_integrity(bio)) {
264                 int ret;
265
266                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, fs_bio_set);
267
268                 if (ret < 0)
269                         return NULL;
270         }
271
272         return b;
273 }
274
275 /**
276  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
277  *      @bdev:  I/O target
278  *
279  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
280  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
281  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
282  *      on offset.
283  */
284 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
285 {
286         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
287         int nr_pages;
288
289         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
290         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
291                 nr_pages = q->max_phys_segments;
292         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
293                 nr_pages = q->max_hw_segments;
294
295         return nr_pages;
296 }
297
298 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
299                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
300                           unsigned short max_sectors)
301 {
302         int retried_segments = 0;
303         struct bio_vec *bvec;
304
305         /*
306          * cloned bio must not modify vec list
307          */
308         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
309                 return 0;
310
311         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
312                 return 0;
313
314         /*
315          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
316          * we will often be called with the same page as last time and
317          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
318          */
319         if (bio->bi_vcnt > 0) {
320                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
321
322                 if (page == prev->bv_page &&
323                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
324                         prev->bv_len += len;
325
326                         if (q->merge_bvec_fn) {
327                                 struct bvec_merge_data bvm = {
328                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
329                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
330                                         .bi_size = bio->bi_size,
331                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
332                                 };
333
334                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
335                                         prev->bv_len -= len;
336                                         return 0;
337                                 }
338                         }
339
340                         goto done;
341                 }
342         }
343
344         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
345                 return 0;
346
347         /*
348          * we might lose a segment or two here, but rather that than
349          * make this too complex.
350          */
351
352         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
353                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
354                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
355
356                 if (retried_segments)
357                         return 0;
358
359                 retried_segments = 1;
360                 blk_recount_segments(q, bio);
361         }
362
363         /*
364          * setup the new entry, we might clear it again later if we
365          * cannot add the page
366          */
367         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
368         bvec->bv_page = page;
369         bvec->bv_len = len;
370         bvec->bv_offset = offset;
371
372         /*
373          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
374          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
375          * queue to get further control
376          */
377         if (q->merge_bvec_fn) {
378                 struct bvec_merge_data bvm = {
379                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
380                         .bi_sector = bio->bi_sector,
381                         .bi_size = bio->bi_size,
382                         .bi_rw = bio->bi_rw,
383                 };
384
385                 /*
386                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
387                  * at this offset
388                  */
389                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
390                         bvec->bv_page = NULL;
391                         bvec->bv_len = 0;
392                         bvec->bv_offset = 0;
393                         return 0;
394                 }
395         }
396
397         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
398         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
399             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
400                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
401
402         bio->bi_vcnt++;
403         bio->bi_phys_segments++;
404         bio->bi_hw_segments++;
405  done:
406         bio->bi_size += len;
407         return len;
408 }
409
410 /**
411  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
412  *      @q: the target queue
413  *      @bio: destination bio
414  *      @page: page to add
415  *      @len: vec entry length
416  *      @offset: vec entry offset
417  *
418  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
419  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
420  *      device limitations. The target block device must allow bio's
421  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
422  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
423  */
424 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
425                     unsigned int len, unsigned int offset)
426 {
427         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
428 }
429
430 /**
431  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
432  *      @bio: destination bio
433  *      @page: page to add
434  *      @len: vec entry length
435  *      @offset: vec entry offset
436  *
437  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
438  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
439  *      device limitations. The target block device must allow bio's
440  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
441  *      page to an empty bio.
442  */
443 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
444                  unsigned int offset)
445 {
446         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
447         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
448 }
449
450 struct bio_map_data {
451         struct bio_vec *iovecs;
452         int nr_sgvecs;
453         struct sg_iovec *sgvecs;
454 };
455
456 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
457                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
458 {
459         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
460         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
461         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
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->sgvecs);
469         kfree(bmd);
470 }
471
472 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
473                                                gfp_t gfp_mask)
474 {
475         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
476
477         if (!bmd)
478                 return NULL;
479
480         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
481         if (!bmd->iovecs) {
482                 kfree(bmd);
483                 return NULL;
484         }
485
486         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
487         if (bmd->sgvecs)
488                 return bmd;
489
490         kfree(bmd->iovecs);
491         kfree(bmd);
492         return NULL;
493 }
494
495 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
496                           struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy)
497 {
498         int ret = 0, i;
499         struct bio_vec *bvec;
500         int iov_idx = 0;
501         unsigned int iov_off = 0;
502         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
503
504         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
505                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
506                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
507
508                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
509                         unsigned int bytes;
510                         char *iov_addr;
511
512                         bytes = min_t(unsigned int,
513                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
514                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
515
516                         if (!ret) {
517                                 if (!read && !uncopy)
518                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
519                                                              bytes);
520                                 if (read && uncopy)
521                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
522                                                            bytes);
523
524                                 if (ret)
525                                         ret = -EFAULT;
526                         }
527
528                         bv_len -= bytes;
529                         bv_addr += bytes;
530                         iov_addr += bytes;
531                         iov_off += bytes;
532
533                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
534                                 iov_idx++;
535                                 iov_off = 0;
536                         }
537                 }
538
539                 if (uncopy)
540                         __free_page(bvec->bv_page);
541         }
542
543         return ret;
544 }
545
546 /**
547  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
548  *      @bio: bio being terminated
549  *
550  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
551  *      to user space in case of a read.
552  */
553 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
554 {
555         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
556         int ret;
557
558         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
559
560         bio_free_map_data(bmd);
561         bio_put(bio);
562         return ret;
563 }
564
565 /**
566  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
567  *      @q: destination block queue
568  *      @iov:   the iovec.
569  *      @iov_count: number of elements in the iovec
570  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
571  *
572  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
573  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
574  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
575  */
576 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
577                               int iov_count, int write_to_vm)
578 {
579         struct bio_map_data *bmd;
580         struct bio_vec *bvec;
581         struct page *page;
582         struct bio *bio;
583         int i, ret;
584         int nr_pages = 0;
585         unsigned int len = 0;
586
587         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
588                 unsigned long uaddr;
589                 unsigned long end;
590                 unsigned long start;
591
592                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
593                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
594                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
595
596                 nr_pages += end - start;
597                 len += iov[i].iov_len;
598         }
599
600         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, GFP_KERNEL);
601         if (!bmd)
602                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
603
604         ret = -ENOMEM;
605         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
606         if (!bio)
607                 goto out_bmd;
608
609         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
610
611         ret = 0;
612         while (len) {
613                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
614
615                 if (bytes > len)
616                         bytes = len;
617
618                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
619                 if (!page) {
620                         ret = -ENOMEM;
621                         break;
622                 }
623
624                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
625                         break;
626
627                 len -= bytes;
628         }
629
630         if (ret)
631                 goto cleanup;
632
633         /*
634          * success
635          */
636         if (!write_to_vm) {
637                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0);
638                 if (ret)
639                         goto cleanup;
640         }
641
642         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
643         return bio;
644 cleanup:
645         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
646                 __free_page(bvec->bv_page);
647
648         bio_put(bio);
649 out_bmd:
650         bio_free_map_data(bmd);
651         return ERR_PTR(ret);
652 }
653
654 /**
655  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
656  *      @q: destination block queue
657  *      @uaddr: start of user address
658  *      @len: length in bytes
659  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
660  *
661  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
662  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
663  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
664  */
665 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
666                           unsigned int len, int write_to_vm)
667 {
668         struct sg_iovec iov;
669
670         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
671         iov.iov_len = len;
672
673         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
674 }
675
676 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
677                                       struct block_device *bdev,
678                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
679                                       int write_to_vm)
680 {
681         int i, j;
682         int nr_pages = 0;
683         struct page **pages;
684         struct bio *bio;
685         int cur_page = 0;
686         int ret, offset;
687
688         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
689                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
690                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
691                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
692                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
693
694                 nr_pages += end - start;
695                 /*
696                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
697                  */
698                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
699                         return ERR_PTR(-EINVAL);
700         }
701
702         if (!nr_pages)
703                 return ERR_PTR(-EINVAL);
704
705         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
706         if (!bio)
707                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
708
709         ret = -ENOMEM;
710         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
711         if (!pages)
712                 goto out;
713
714         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
715                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
716                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
717                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
718                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
719                 const int local_nr_pages = end - start;
720                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
721                 
722                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
723                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
724                 if (ret < local_nr_pages) {
725                         ret = -EFAULT;
726                         goto out_unmap;
727                 }
728
729                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
730                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
731                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
732
733                         if (len <= 0)
734                                 break;
735                         
736                         if (bytes > len)
737                                 bytes = len;
738
739                         /*
740                          * sorry...
741                          */
742                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
743                                             bytes)
744                                 break;
745
746                         len -= bytes;
747                         offset = 0;
748                 }
749
750                 cur_page = j;
751                 /*
752                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
753                  */
754                 while (j < page_limit)
755                         page_cache_release(pages[j++]);
756         }
757
758         kfree(pages);
759
760         /*
761          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
762          */
763         if (!write_to_vm)
764                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
765
766         bio->bi_bdev = bdev;
767         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
768         return bio;
769
770  out_unmap:
771         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
772                 if(!pages[i])
773                         break;
774                 page_cache_release(pages[i]);
775         }
776  out:
777         kfree(pages);
778         bio_put(bio);
779         return ERR_PTR(ret);
780 }
781
782 /**
783  *      bio_map_user    -       map user address into bio
784  *      @q: the struct request_queue for the bio
785  *      @bdev: destination block device
786  *      @uaddr: start of user address
787  *      @len: length in bytes
788  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
789  *
790  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
791  *      device. Returns an error pointer in case of error.
792  */
793 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
794                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
795 {
796         struct sg_iovec iov;
797
798         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
799         iov.iov_len = len;
800
801         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
802 }
803
804 /**
805  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
806  *      @q: the struct request_queue for the bio
807  *      @bdev: destination block device
808  *      @iov:   the iovec.
809  *      @iov_count: number of elements in the iovec
810  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
811  *
812  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
813  *      device. Returns an error pointer in case of error.
814  */
815 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
816                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
817                              int write_to_vm)
818 {
819         struct bio *bio;
820
821         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
822
823         if (IS_ERR(bio))
824                 return bio;
825
826         /*
827          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
828          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
829          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
830          * reference to it
831          */
832         bio_get(bio);
833
834         return bio;
835 }
836
837 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
838 {
839         struct bio_vec *bvec;
840         int i;
841
842         /*
843          * make sure we dirty pages we wrote to
844          */
845         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
846                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
847                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
848
849                 page_cache_release(bvec->bv_page);
850         }
851
852         bio_put(bio);
853 }
854
855 /**
856  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
857  *      @bio:           the bio being unmapped
858  *
859  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
860  *      a process context.
861  *
862  *      bio_unmap_user() may sleep.
863  */
864 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
865 {
866         __bio_unmap_user(bio);
867         bio_put(bio);
868 }
869
870 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
871 {
872         bio_put(bio);
873 }
874
875
876 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
877                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
878 {
879         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
880         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
881         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
882         const int nr_pages = end - start;
883         int offset, i;
884         struct bio *bio;
885
886         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
887         if (!bio)
888                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
889
890         offset = offset_in_page(kaddr);
891         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
892                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
893
894                 if (len <= 0)
895                         break;
896
897                 if (bytes > len)
898                         bytes = len;
899
900                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
901                                     offset) < bytes)
902                         break;
903
904                 data += bytes;
905                 len -= bytes;
906                 offset = 0;
907         }
908
909         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
910         return bio;
911 }
912
913 /**
914  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
915  *      @q: the struct request_queue for the bio
916  *      @data: pointer to buffer to map
917  *      @len: length in bytes
918  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
919  *
920  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
921  *      device. Returns an error pointer in case of error.
922  */
923 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
924                          gfp_t gfp_mask)
925 {
926         struct bio *bio;
927
928         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
929         if (IS_ERR(bio))
930                 return bio;
931
932         if (bio->bi_size == len)
933                 return bio;
934
935         /*
936          * Don't support partial mappings.
937          */
938         bio_put(bio);
939         return ERR_PTR(-EINVAL);
940 }
941
942 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
943 {
944         struct bio_vec *bvec;
945         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
946         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
947         int i;
948         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
949
950         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
951                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
952                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
953
954                 if (read && !err)
955                         memcpy(p, addr, len);
956
957                 __free_page(bvec->bv_page);
958                 p += len;
959         }
960
961         bio_free_map_data(bmd);
962         bio_put(bio);
963 }
964
965 /**
966  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
967  *      @q: the struct request_queue for the bio
968  *      @data: pointer to buffer to copy
969  *      @len: length in bytes
970  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
971  *      @reading: data direction is READ
972  *
973  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
974  *      device. Returns an error pointer in case of error.
975  */
976 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
977                           gfp_t gfp_mask, int reading)
978 {
979         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
980         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
981         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
982         const int nr_pages = end - start;
983         struct bio *bio;
984         struct bio_vec *bvec;
985         struct bio_map_data *bmd;
986         int i, ret;
987         struct sg_iovec iov;
988
989         iov.iov_base = data;
990         iov.iov_len = len;
991
992         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, 1, gfp_mask);
993         if (!bmd)
994                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
995
996         ret = -ENOMEM;
997         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
998         if (!bio)
999                 goto out_bmd;
1000
1001         while (len) {
1002                 struct page *page;
1003                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1004
1005                 if (bytes > len)
1006                         bytes = len;
1007
1008                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1009                 if (!page) {
1010                         ret = -ENOMEM;
1011                         goto cleanup;
1012                 }
1013
1014                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
1015                         ret = -EINVAL;
1016                         goto cleanup;
1017                 }
1018
1019                 len -= bytes;
1020         }
1021
1022         if (!reading) {
1023                 void *p = data;
1024
1025                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1026                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1027
1028                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1029                         p += bvec->bv_len;
1030                 }
1031         }
1032
1033         bio->bi_private = bmd;
1034         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1035
1036         bio_set_map_data(bmd, bio, &iov, 1);
1037         return bio;
1038 cleanup:
1039         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1040                 __free_page(bvec->bv_page);
1041
1042         bio_put(bio);
1043 out_bmd:
1044         bio_free_map_data(bmd);
1045
1046         return ERR_PTR(ret);
1047 }
1048
1049 /*
1050  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1051  * for performing direct-IO in BIOs.
1052  *
1053  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1054  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1055  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1056  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1057  * in process context.
1058  *
1059  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1060  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1061  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1062  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1063  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1064  *
1065  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1066  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1067  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1068  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1069  * pagecache.
1070  *
1071  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1072  * deferred bio dirtying paths.
1073  */
1074
1075 /*
1076  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1077  */
1078 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1079 {
1080         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1081         int i;
1082
1083         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1084                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1085
1086                 if (page && !PageCompound(page))
1087                         set_page_dirty_lock(page);
1088         }
1089 }
1090
1091 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1092 {
1093         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1094         int i;
1095
1096         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1097                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1098
1099                 if (page)
1100                         put_page(page);
1101         }
1102 }
1103
1104 /*
1105  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1106  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1107  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1108  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1109  *
1110  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1111  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1112  * run one bio_put() against the BIO.
1113  */
1114
1115 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1116
1117 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1118 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1119 static struct bio *bio_dirty_list;
1120
1121 /*
1122  * This runs in process context
1123  */
1124 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1125 {
1126         unsigned long flags;
1127         struct bio *bio;
1128
1129         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1130         bio = bio_dirty_list;
1131         bio_dirty_list = NULL;
1132         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1133
1134         while (bio) {
1135                 struct bio *next = bio->bi_private;
1136
1137                 bio_set_pages_dirty(bio);
1138                 bio_release_pages(bio);
1139                 bio_put(bio);
1140                 bio = next;
1141         }
1142 }
1143
1144 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1145 {
1146         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1147         int nr_clean_pages = 0;
1148         int i;
1149
1150         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1151                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1152
1153                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1154                         page_cache_release(page);
1155                         bvec[i].bv_page = NULL;
1156                 } else {
1157                         nr_clean_pages++;
1158                 }
1159         }
1160
1161         if (nr_clean_pages) {
1162                 unsigned long flags;
1163
1164                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1165                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1166                 bio_dirty_list = bio;
1167                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1168                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1169         } else {
1170                 bio_put(bio);
1171         }
1172 }
1173
1174 /**
1175  * bio_endio - end I/O on a bio
1176  * @bio:        bio
1177  * @error:      error, if any
1178  *
1179  * Description:
1180  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1181  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1182  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1183  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1184  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1185  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1186  *   function.
1187  **/
1188 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1189 {
1190         if (error)
1191                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1192         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1193                 error = -EIO;
1194
1195         if (bio->bi_end_io)
1196                 bio->bi_end_io(bio, error);
1197 }
1198
1199 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1200 {
1201         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1202                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1203
1204                 bio_endio(master, bp->error);
1205                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1206         }
1207 }
1208
1209 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1210 {
1211         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1212
1213         if (err)
1214                 bp->error = err;
1215
1216         bio_pair_release(bp);
1217 }
1218
1219 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1220 {
1221         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1222
1223         if (err)
1224                 bp->error = err;
1225
1226         bio_pair_release(bp);
1227 }
1228
1229 /*
1230  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1231  * in it's iovec
1232  */
1233 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1234 {
1235         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1236
1237         if (!bp)
1238                 return bp;
1239
1240         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1241                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1242
1243         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1244         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1245         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1246         bp->error = 0;
1247         bp->bio1 = *bi;
1248         bp->bio2 = *bi;
1249         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1250         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1251         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1252
1253         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1254         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1255         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1256         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1257         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1258
1259         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1260         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1261
1262         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1263         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1264
1265         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1266         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1267
1268         bp->bio1.bi_private = bi;
1269         bp->bio2.bi_private = pool;
1270
1271         if (bio_integrity(bi))
1272                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1273
1274         return bp;
1275 }
1276
1277
1278 /*
1279  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1280  * use the global biovec slabs created for general use.
1281  */
1282 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1283 {
1284         int i;
1285
1286         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1287                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1288                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1289
1290                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1291                 if (!*bvp)
1292                         return -ENOMEM;
1293         }
1294         return 0;
1295 }
1296
1297 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1298 {
1299         int i;
1300
1301         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1302                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1303
1304                 if (bvp)
1305                         mempool_destroy(bvp);
1306         }
1307
1308 }
1309
1310 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1311 {
1312         if (bs->bio_pool)
1313                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1314
1315         bioset_integrity_free(bs);
1316         biovec_free_pools(bs);
1317
1318         kfree(bs);
1319 }
1320
1321 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1322 {
1323         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1324
1325         if (!bs)
1326                 return NULL;
1327
1328         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1329         if (!bs->bio_pool)
1330                 goto bad;
1331
1332         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1333                 goto bad;
1334
1335         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1336                 return bs;
1337
1338 bad:
1339         bioset_free(bs);
1340         return NULL;
1341 }
1342
1343 static void __init biovec_init_slabs(void)
1344 {
1345         int i;
1346
1347         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1348                 int size;
1349                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1350
1351                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1352                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1353                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1354         }
1355 }
1356
1357 static int __init init_bio(void)
1358 {
1359         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1360
1361         bio_integrity_init_slab();
1362         biovec_init_slabs();
1363
1364         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1365         if (!fs_bio_set)
1366                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1367
1368         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1369                                                      sizeof(struct bio_pair));
1370         if (!bio_split_pool)
1371                 panic("bio: can't create split pool\n");
1372
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 subsys_initcall(init_bio);
1377
1378 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1379 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1380 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1381 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1382 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1383 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1384 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1385 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1386 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1387 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1388 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1389 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1390 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1391 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1392 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1393 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1394 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1395 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1396 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1397 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1398 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1399 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1400 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1401 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);