block: drop virtual merging 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 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
355                 if (retried_segments)
356                         return 0;
357
358                 retried_segments = 1;
359                 blk_recount_segments(q, bio);
360         }
361
362         /*
363          * setup the new entry, we might clear it again later if we
364          * cannot add the page
365          */
366         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
367         bvec->bv_page = page;
368         bvec->bv_len = len;
369         bvec->bv_offset = offset;
370
371         /*
372          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
373          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
374          * queue to get further control
375          */
376         if (q->merge_bvec_fn) {
377                 struct bvec_merge_data bvm = {
378                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
379                         .bi_sector = bio->bi_sector,
380                         .bi_size = bio->bi_size,
381                         .bi_rw = bio->bi_rw,
382                 };
383
384                 /*
385                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
386                  * at this offset
387                  */
388                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
389                         bvec->bv_page = NULL;
390                         bvec->bv_len = 0;
391                         bvec->bv_offset = 0;
392                         return 0;
393                 }
394         }
395
396         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
397         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
398                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
399
400         bio->bi_vcnt++;
401         bio->bi_phys_segments++;
402         bio->bi_hw_segments++;
403  done:
404         bio->bi_size += len;
405         return len;
406 }
407
408 /**
409  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
410  *      @q: the target queue
411  *      @bio: destination bio
412  *      @page: page to add
413  *      @len: vec entry length
414  *      @offset: vec entry offset
415  *
416  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
417  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
418  *      device limitations. The target block device must allow bio's
419  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
420  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
421  */
422 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
423                     unsigned int len, unsigned int offset)
424 {
425         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
426 }
427
428 /**
429  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
430  *      @bio: destination bio
431  *      @page: page to add
432  *      @len: vec entry length
433  *      @offset: vec entry offset
434  *
435  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
436  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
437  *      device limitations. The target block device must allow bio's
438  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
439  *      page to an empty bio.
440  */
441 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
442                  unsigned int offset)
443 {
444         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
445         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
446 }
447
448 struct bio_map_data {
449         struct bio_vec *iovecs;
450         int nr_sgvecs;
451         struct sg_iovec *sgvecs;
452 };
453
454 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
455                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
456 {
457         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
458         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
459         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
460         bio->bi_private = bmd;
461 }
462
463 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
464 {
465         kfree(bmd->iovecs);
466         kfree(bmd->sgvecs);
467         kfree(bmd);
468 }
469
470 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
471                                                gfp_t gfp_mask)
472 {
473         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
474
475         if (!bmd)
476                 return NULL;
477
478         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
479         if (!bmd->iovecs) {
480                 kfree(bmd);
481                 return NULL;
482         }
483
484         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
485         if (bmd->sgvecs)
486                 return bmd;
487
488         kfree(bmd->iovecs);
489         kfree(bmd);
490         return NULL;
491 }
492
493 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
494                           struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy)
495 {
496         int ret = 0, i;
497         struct bio_vec *bvec;
498         int iov_idx = 0;
499         unsigned int iov_off = 0;
500         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
501
502         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
503                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
504                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
505
506                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
507                         unsigned int bytes;
508                         char *iov_addr;
509
510                         bytes = min_t(unsigned int,
511                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
512                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
513
514                         if (!ret) {
515                                 if (!read && !uncopy)
516                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
517                                                              bytes);
518                                 if (read && uncopy)
519                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
520                                                            bytes);
521
522                                 if (ret)
523                                         ret = -EFAULT;
524                         }
525
526                         bv_len -= bytes;
527                         bv_addr += bytes;
528                         iov_addr += bytes;
529                         iov_off += bytes;
530
531                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
532                                 iov_idx++;
533                                 iov_off = 0;
534                         }
535                 }
536
537                 if (uncopy)
538                         __free_page(bvec->bv_page);
539         }
540
541         return ret;
542 }
543
544 /**
545  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
546  *      @bio: bio being terminated
547  *
548  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
549  *      to user space in case of a read.
550  */
551 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
552 {
553         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
554         int ret;
555
556         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
557
558         bio_free_map_data(bmd);
559         bio_put(bio);
560         return ret;
561 }
562
563 /**
564  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
565  *      @q: destination block queue
566  *      @iov:   the iovec.
567  *      @iov_count: number of elements in the iovec
568  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
569  *
570  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
571  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
572  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
573  */
574 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
575                               int iov_count, int write_to_vm)
576 {
577         struct bio_map_data *bmd;
578         struct bio_vec *bvec;
579         struct page *page;
580         struct bio *bio;
581         int i, ret;
582         int nr_pages = 0;
583         unsigned int len = 0;
584
585         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
586                 unsigned long uaddr;
587                 unsigned long end;
588                 unsigned long start;
589
590                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
591                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
592                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
593
594                 nr_pages += end - start;
595                 len += iov[i].iov_len;
596         }
597
598         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, GFP_KERNEL);
599         if (!bmd)
600                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
601
602         ret = -ENOMEM;
603         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
604         if (!bio)
605                 goto out_bmd;
606
607         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
608
609         ret = 0;
610         while (len) {
611                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
612
613                 if (bytes > len)
614                         bytes = len;
615
616                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
617                 if (!page) {
618                         ret = -ENOMEM;
619                         break;
620                 }
621
622                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
623                         break;
624
625                 len -= bytes;
626         }
627
628         if (ret)
629                 goto cleanup;
630
631         /*
632          * success
633          */
634         if (!write_to_vm) {
635                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0);
636                 if (ret)
637                         goto cleanup;
638         }
639
640         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
641         return bio;
642 cleanup:
643         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
644                 __free_page(bvec->bv_page);
645
646         bio_put(bio);
647 out_bmd:
648         bio_free_map_data(bmd);
649         return ERR_PTR(ret);
650 }
651
652 /**
653  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
654  *      @q: destination block queue
655  *      @uaddr: start of user address
656  *      @len: length in bytes
657  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
658  *
659  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
660  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
661  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
662  */
663 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
664                           unsigned int len, int write_to_vm)
665 {
666         struct sg_iovec iov;
667
668         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
669         iov.iov_len = len;
670
671         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
672 }
673
674 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
675                                       struct block_device *bdev,
676                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
677                                       int write_to_vm)
678 {
679         int i, j;
680         int nr_pages = 0;
681         struct page **pages;
682         struct bio *bio;
683         int cur_page = 0;
684         int ret, offset;
685
686         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
687                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
688                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
689                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
690                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
691
692                 nr_pages += end - start;
693                 /*
694                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
695                  */
696                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
697                         return ERR_PTR(-EINVAL);
698         }
699
700         if (!nr_pages)
701                 return ERR_PTR(-EINVAL);
702
703         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
704         if (!bio)
705                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
706
707         ret = -ENOMEM;
708         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
709         if (!pages)
710                 goto out;
711
712         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
713                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
714                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
715                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
716                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
717                 const int local_nr_pages = end - start;
718                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
719                 
720                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
721                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
722                 if (ret < local_nr_pages) {
723                         ret = -EFAULT;
724                         goto out_unmap;
725                 }
726
727                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
728                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
729                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
730
731                         if (len <= 0)
732                                 break;
733                         
734                         if (bytes > len)
735                                 bytes = len;
736
737                         /*
738                          * sorry...
739                          */
740                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
741                                             bytes)
742                                 break;
743
744                         len -= bytes;
745                         offset = 0;
746                 }
747
748                 cur_page = j;
749                 /*
750                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
751                  */
752                 while (j < page_limit)
753                         page_cache_release(pages[j++]);
754         }
755
756         kfree(pages);
757
758         /*
759          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
760          */
761         if (!write_to_vm)
762                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
763
764         bio->bi_bdev = bdev;
765         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
766         return bio;
767
768  out_unmap:
769         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
770                 if(!pages[i])
771                         break;
772                 page_cache_release(pages[i]);
773         }
774  out:
775         kfree(pages);
776         bio_put(bio);
777         return ERR_PTR(ret);
778 }
779
780 /**
781  *      bio_map_user    -       map user address into bio
782  *      @q: the struct request_queue for the bio
783  *      @bdev: destination block device
784  *      @uaddr: start of user address
785  *      @len: length in bytes
786  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
787  *
788  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
789  *      device. Returns an error pointer in case of error.
790  */
791 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
792                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
793 {
794         struct sg_iovec iov;
795
796         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
797         iov.iov_len = len;
798
799         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
800 }
801
802 /**
803  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
804  *      @q: the struct request_queue for the bio
805  *      @bdev: destination block device
806  *      @iov:   the iovec.
807  *      @iov_count: number of elements in the iovec
808  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
809  *
810  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
811  *      device. Returns an error pointer in case of error.
812  */
813 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
814                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
815                              int write_to_vm)
816 {
817         struct bio *bio;
818
819         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
820
821         if (IS_ERR(bio))
822                 return bio;
823
824         /*
825          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
826          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
827          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
828          * reference to it
829          */
830         bio_get(bio);
831
832         return bio;
833 }
834
835 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
836 {
837         struct bio_vec *bvec;
838         int i;
839
840         /*
841          * make sure we dirty pages we wrote to
842          */
843         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
844                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
845                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
846
847                 page_cache_release(bvec->bv_page);
848         }
849
850         bio_put(bio);
851 }
852
853 /**
854  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
855  *      @bio:           the bio being unmapped
856  *
857  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
858  *      a process context.
859  *
860  *      bio_unmap_user() may sleep.
861  */
862 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
863 {
864         __bio_unmap_user(bio);
865         bio_put(bio);
866 }
867
868 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
869 {
870         bio_put(bio);
871 }
872
873
874 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
875                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
876 {
877         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
878         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
879         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
880         const int nr_pages = end - start;
881         int offset, i;
882         struct bio *bio;
883
884         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
885         if (!bio)
886                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
887
888         offset = offset_in_page(kaddr);
889         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
890                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
891
892                 if (len <= 0)
893                         break;
894
895                 if (bytes > len)
896                         bytes = len;
897
898                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
899                                     offset) < bytes)
900                         break;
901
902                 data += bytes;
903                 len -= bytes;
904                 offset = 0;
905         }
906
907         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
908         return bio;
909 }
910
911 /**
912  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
913  *      @q: the struct request_queue for the bio
914  *      @data: pointer to buffer to map
915  *      @len: length in bytes
916  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
917  *
918  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
919  *      device. Returns an error pointer in case of error.
920  */
921 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
922                          gfp_t gfp_mask)
923 {
924         struct bio *bio;
925
926         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
927         if (IS_ERR(bio))
928                 return bio;
929
930         if (bio->bi_size == len)
931                 return bio;
932
933         /*
934          * Don't support partial mappings.
935          */
936         bio_put(bio);
937         return ERR_PTR(-EINVAL);
938 }
939
940 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
941 {
942         struct bio_vec *bvec;
943         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
944         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
945         int i;
946         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
947
948         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
949                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
950                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
951
952                 if (read && !err)
953                         memcpy(p, addr, len);
954
955                 __free_page(bvec->bv_page);
956                 p += len;
957         }
958
959         bio_free_map_data(bmd);
960         bio_put(bio);
961 }
962
963 /**
964  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
965  *      @q: the struct request_queue for the bio
966  *      @data: pointer to buffer to copy
967  *      @len: length in bytes
968  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
969  *      @reading: data direction is READ
970  *
971  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
972  *      device. Returns an error pointer in case of error.
973  */
974 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
975                           gfp_t gfp_mask, int reading)
976 {
977         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
978         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
979         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
980         const int nr_pages = end - start;
981         struct bio *bio;
982         struct bio_vec *bvec;
983         struct bio_map_data *bmd;
984         int i, ret;
985         struct sg_iovec iov;
986
987         iov.iov_base = data;
988         iov.iov_len = len;
989
990         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, 1, gfp_mask);
991         if (!bmd)
992                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
993
994         ret = -ENOMEM;
995         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
996         if (!bio)
997                 goto out_bmd;
998
999         while (len) {
1000                 struct page *page;
1001                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1002
1003                 if (bytes > len)
1004                         bytes = len;
1005
1006                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1007                 if (!page) {
1008                         ret = -ENOMEM;
1009                         goto cleanup;
1010                 }
1011
1012                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
1013                         ret = -EINVAL;
1014                         goto cleanup;
1015                 }
1016
1017                 len -= bytes;
1018         }
1019
1020         if (!reading) {
1021                 void *p = data;
1022
1023                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1024                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1025
1026                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1027                         p += bvec->bv_len;
1028                 }
1029         }
1030
1031         bio->bi_private = bmd;
1032         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1033
1034         bio_set_map_data(bmd, bio, &iov, 1);
1035         return bio;
1036 cleanup:
1037         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1038                 __free_page(bvec->bv_page);
1039
1040         bio_put(bio);
1041 out_bmd:
1042         bio_free_map_data(bmd);
1043
1044         return ERR_PTR(ret);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1049  * for performing direct-IO in BIOs.
1050  *
1051  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1052  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1053  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1054  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1055  * in process context.
1056  *
1057  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1058  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1059  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1060  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1061  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1062  *
1063  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1064  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1065  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1066  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1067  * pagecache.
1068  *
1069  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1070  * deferred bio dirtying paths.
1071  */
1072
1073 /*
1074  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1075  */
1076 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1077 {
1078         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1079         int i;
1080
1081         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1082                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1083
1084                 if (page && !PageCompound(page))
1085                         set_page_dirty_lock(page);
1086         }
1087 }
1088
1089 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1090 {
1091         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1092         int i;
1093
1094         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1095                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1096
1097                 if (page)
1098                         put_page(page);
1099         }
1100 }
1101
1102 /*
1103  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1104  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1105  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1106  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1107  *
1108  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1109  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1110  * run one bio_put() against the BIO.
1111  */
1112
1113 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1114
1115 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1116 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1117 static struct bio *bio_dirty_list;
1118
1119 /*
1120  * This runs in process context
1121  */
1122 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1123 {
1124         unsigned long flags;
1125         struct bio *bio;
1126
1127         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1128         bio = bio_dirty_list;
1129         bio_dirty_list = NULL;
1130         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1131
1132         while (bio) {
1133                 struct bio *next = bio->bi_private;
1134
1135                 bio_set_pages_dirty(bio);
1136                 bio_release_pages(bio);
1137                 bio_put(bio);
1138                 bio = next;
1139         }
1140 }
1141
1142 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1143 {
1144         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1145         int nr_clean_pages = 0;
1146         int i;
1147
1148         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1149                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1150
1151                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1152                         page_cache_release(page);
1153                         bvec[i].bv_page = NULL;
1154                 } else {
1155                         nr_clean_pages++;
1156                 }
1157         }
1158
1159         if (nr_clean_pages) {
1160                 unsigned long flags;
1161
1162                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1163                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1164                 bio_dirty_list = bio;
1165                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1166                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1167         } else {
1168                 bio_put(bio);
1169         }
1170 }
1171
1172 /**
1173  * bio_endio - end I/O on a bio
1174  * @bio:        bio
1175  * @error:      error, if any
1176  *
1177  * Description:
1178  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1179  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1180  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1181  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1182  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1183  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1184  *   function.
1185  **/
1186 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1187 {
1188         if (error)
1189                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1190         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1191                 error = -EIO;
1192
1193         if (bio->bi_end_io)
1194                 bio->bi_end_io(bio, error);
1195 }
1196
1197 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1198 {
1199         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1200                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1201
1202                 bio_endio(master, bp->error);
1203                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1204         }
1205 }
1206
1207 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1208 {
1209         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1210
1211         if (err)
1212                 bp->error = err;
1213
1214         bio_pair_release(bp);
1215 }
1216
1217 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1218 {
1219         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1220
1221         if (err)
1222                 bp->error = err;
1223
1224         bio_pair_release(bp);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1229  * in it's iovec
1230  */
1231 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1232 {
1233         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1234
1235         if (!bp)
1236                 return bp;
1237
1238         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1239                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1240
1241         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1242         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1243         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1244         bp->error = 0;
1245         bp->bio1 = *bi;
1246         bp->bio2 = *bi;
1247         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1248         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1249         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1250
1251         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1252         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1253         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1254         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1255         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1256
1257         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1258         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1259
1260         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1261         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1262
1263         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1264         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1265
1266         bp->bio1.bi_private = bi;
1267         bp->bio2.bi_private = pool;
1268
1269         if (bio_integrity(bi))
1270                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1271
1272         return bp;
1273 }
1274
1275
1276 /*
1277  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1278  * use the global biovec slabs created for general use.
1279  */
1280 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1281 {
1282         int i;
1283
1284         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1285                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1286                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1287
1288                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1289                 if (!*bvp)
1290                         return -ENOMEM;
1291         }
1292         return 0;
1293 }
1294
1295 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1296 {
1297         int i;
1298
1299         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1300                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1301
1302                 if (bvp)
1303                         mempool_destroy(bvp);
1304         }
1305
1306 }
1307
1308 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1309 {
1310         if (bs->bio_pool)
1311                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1312
1313         bioset_integrity_free(bs);
1314         biovec_free_pools(bs);
1315
1316         kfree(bs);
1317 }
1318
1319 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1320 {
1321         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1322
1323         if (!bs)
1324                 return NULL;
1325
1326         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1327         if (!bs->bio_pool)
1328                 goto bad;
1329
1330         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1331                 goto bad;
1332
1333         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1334                 return bs;
1335
1336 bad:
1337         bioset_free(bs);
1338         return NULL;
1339 }
1340
1341 static void __init biovec_init_slabs(void)
1342 {
1343         int i;
1344
1345         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1346                 int size;
1347                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1348
1349                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1350                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1351                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1352         }
1353 }
1354
1355 static int __init init_bio(void)
1356 {
1357         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1358
1359         bio_integrity_init_slab();
1360         biovec_init_slabs();
1361
1362         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1363         if (!fs_bio_set)
1364                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1365
1366         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1367                                                      sizeof(struct bio_pair));
1368         if (!bio_split_pool)
1369                 panic("bio: can't create split pool\n");
1370
1371         return 0;
1372 }
1373
1374 subsys_initcall(init_bio);
1375
1376 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1377 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1378 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1379 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1380 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1381 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1382 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1383 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1384 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1385 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1386 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1387 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1388 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1389 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1390 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1391 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1392 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1393 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1394 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1395 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1396 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1397 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1398 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1399 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);