[PATCH] bogus cast in bio.c
[linux-3.10.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@suse.de>
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 <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
29
30 #define BIO_POOL_SIZE 256
31
32 static kmem_cache_t *bio_slab;
33
34 #define BIOVEC_NR_POOLS 6
35
36 /*
37  * a small number of entries is fine, not going to be performance critical.
38  * basically we just need to survive
39  */
40 #define BIO_SPLIT_ENTRIES 8     
41 mempool_t *bio_split_pool;
42
43 struct biovec_slab {
44         int nr_vecs;
45         char *name; 
46         kmem_cache_t *slab;
47 };
48
49 /*
50  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
51  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
52  * unsigned short
53  */
54
55 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
56 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
57         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
58 };
59 #undef BV
60
61 /*
62  * bio_set is used to allow other portions of the IO system to
63  * allocate their own private memory pools for bio and iovec structures.
64  * These memory pools in turn all allocate from the bio_slab
65  * and the bvec_slabs[].
66  */
67 struct bio_set {
68         mempool_t *bio_pool;
69         mempool_t *bvec_pools[BIOVEC_NR_POOLS];
70 };
71
72 /*
73  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
74  * IO code that does not need private memory pools.
75  */
76 static struct bio_set *fs_bio_set;
77
78 static inline struct bio_vec *bvec_alloc_bs(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
79 {
80         struct bio_vec *bvl;
81         struct biovec_slab *bp;
82
83         /*
84          * see comment near bvec_array define!
85          */
86         switch (nr) {
87                 case   1        : *idx = 0; break;
88                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
89                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
90                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
91                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
92                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
93                 default:
94                         return NULL;
95         }
96         /*
97          * idx now points to the pool we want to allocate from
98          */
99
100         bp = bvec_slabs + *idx;
101         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
102         if (bvl)
103                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
104
105         return bvl;
106 }
107
108 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
109 {
110         const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
111
112         BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
113
114         mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
115         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
116 }
117
118 /*
119  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
120  */
121 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
122 {
123         bio_free(bio, fs_bio_set);
124 }
125
126 inline void bio_init(struct bio *bio)
127 {
128         bio->bi_next = NULL;
129         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
130         bio->bi_rw = 0;
131         bio->bi_vcnt = 0;
132         bio->bi_idx = 0;
133         bio->bi_phys_segments = 0;
134         bio->bi_hw_segments = 0;
135         bio->bi_hw_front_size = 0;
136         bio->bi_hw_back_size = 0;
137         bio->bi_size = 0;
138         bio->bi_max_vecs = 0;
139         bio->bi_end_io = NULL;
140         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
141         bio->bi_private = NULL;
142 }
143
144 /**
145  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
146  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
147  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
148  * @bs:         the bio_set to allocate from
149  *
150  * Description:
151  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
152  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
153  *   for a &struct bio to become free.
154  *
155  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
156  *   bio_set structure.
157  **/
158 struct bio *bio_alloc_bioset(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
159 {
160         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
161
162         if (likely(bio)) {
163                 struct bio_vec *bvl = NULL;
164
165                 bio_init(bio);
166                 if (likely(nr_iovecs)) {
167                         unsigned long idx;
168
169                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
170                         if (unlikely(!bvl)) {
171                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
172                                 bio = NULL;
173                                 goto out;
174                         }
175                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
176                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
177                 }
178                 bio->bi_io_vec = bvl;
179         }
180 out:
181         return bio;
182 }
183
184 struct bio *bio_alloc(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr_iovecs)
185 {
186         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
187
188         if (bio)
189                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
190
191         return bio;
192 }
193
194 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
195 {
196         unsigned long flags;
197         struct bio_vec *bv;
198         int i;
199
200         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
201                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
202                 memset(data, 0, bv->bv_len);
203                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
204                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
205         }
206 }
207 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
208
209 /**
210  * bio_put - release a reference to a bio
211  * @bio:   bio to release reference to
212  *
213  * Description:
214  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
215  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
216  **/
217 void bio_put(struct bio *bio)
218 {
219         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
220
221         /*
222          * last put frees it
223          */
224         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
225                 bio->bi_next = NULL;
226                 bio->bi_destructor(bio);
227         }
228 }
229
230 inline int bio_phys_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
231 {
232         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
233                 blk_recount_segments(q, bio);
234
235         return bio->bi_phys_segments;
236 }
237
238 inline int bio_hw_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
239 {
240         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
241                 blk_recount_segments(q, bio);
242
243         return bio->bi_hw_segments;
244 }
245
246 /**
247  *      __bio_clone     -       clone a bio
248  *      @bio: destination bio
249  *      @bio_src: bio to clone
250  *
251  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
252  *      the actual data it points to. Reference count of returned
253  *      bio will be one.
254  */
255 inline void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
256 {
257         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio_src->bi_bdev);
258
259         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
260                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
261
262         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
263         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
264         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
265         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
266         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
267         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
268         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
269         bio_phys_segments(q, bio);
270         bio_hw_segments(q, bio);
271 }
272
273 /**
274  *      bio_clone       -       clone a bio
275  *      @bio: bio to clone
276  *      @gfp_mask: allocation priority
277  *
278  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
279  */
280 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, unsigned int __nocast gfp_mask)
281 {
282         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
283
284         if (b) {
285                 b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
286                 __bio_clone(b, bio);
287         }
288
289         return b;
290 }
291
292 /**
293  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
294  *      @bdev:  I/O target
295  *
296  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
297  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
298  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
299  *      on offset.
300  */
301 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
302 {
303         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bdev);
304         int nr_pages;
305
306         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
307         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
308                 nr_pages = q->max_phys_segments;
309         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
310                 nr_pages = q->max_hw_segments;
311
312         return nr_pages;
313 }
314
315 static int __bio_add_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page
316                           *page, unsigned int len, unsigned int offset)
317 {
318         int retried_segments = 0;
319         struct bio_vec *bvec;
320
321         /*
322          * cloned bio must not modify vec list
323          */
324         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
325                 return 0;
326
327         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
328                 return 0;
329
330         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > q->max_sectors)
331                 return 0;
332
333         /*
334          * we might lose a segment or two here, but rather that than
335          * make this too complex.
336          */
337
338         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
339                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
340                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
341
342                 if (retried_segments)
343                         return 0;
344
345                 retried_segments = 1;
346                 blk_recount_segments(q, bio);
347         }
348
349         /*
350          * setup the new entry, we might clear it again later if we
351          * cannot add the page
352          */
353         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
354         bvec->bv_page = page;
355         bvec->bv_len = len;
356         bvec->bv_offset = offset;
357
358         /*
359          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
360          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
361          * queue to get further control
362          */
363         if (q->merge_bvec_fn) {
364                 /*
365                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
366                  * at this offset
367                  */
368                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
369                         bvec->bv_page = NULL;
370                         bvec->bv_len = 0;
371                         bvec->bv_offset = 0;
372                         return 0;
373                 }
374         }
375
376         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
377         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
378             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
379                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
380
381         bio->bi_vcnt++;
382         bio->bi_phys_segments++;
383         bio->bi_hw_segments++;
384         bio->bi_size += len;
385         return len;
386 }
387
388 /**
389  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
390  *      @bio: destination bio
391  *      @page: page to add
392  *      @len: vec entry length
393  *      @offset: vec entry offset
394  *
395  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
396  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
397  *      device limitations. The target block device must allow bio's
398  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
399  *      page to an empty bio.
400  */
401 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
402                  unsigned int offset)
403 {
404         return __bio_add_page(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio, page,
405                               len, offset);
406 }
407
408 struct bio_map_data {
409         struct bio_vec *iovecs;
410         void __user *userptr;
411 };
412
413 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio)
414 {
415         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
416         bio->bi_private = bmd;
417 }
418
419 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
420 {
421         kfree(bmd->iovecs);
422         kfree(bmd);
423 }
424
425 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs)
426 {
427         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
428
429         if (!bmd)
430                 return NULL;
431
432         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
433         if (bmd->iovecs)
434                 return bmd;
435
436         kfree(bmd);
437         return NULL;
438 }
439
440 /**
441  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
442  *      @bio: bio being terminated
443  *
444  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
445  *      to user space in case of a read.
446  */
447 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
448 {
449         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
450         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
451         struct bio_vec *bvec;
452         int i, ret = 0;
453
454         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
455                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
456                 unsigned int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
457
458                 if (read && !ret && copy_to_user(bmd->userptr, addr, len))
459                         ret = -EFAULT;
460
461                 __free_page(bvec->bv_page);
462                 bmd->userptr += len;
463         }
464         bio_free_map_data(bmd);
465         bio_put(bio);
466         return ret;
467 }
468
469 /**
470  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
471  *      @q: destination block queue
472  *      @uaddr: start of user address
473  *      @len: length in bytes
474  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
475  *
476  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
477  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
478  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
479  */
480 struct bio *bio_copy_user(request_queue_t *q, unsigned long uaddr,
481                           unsigned int len, int write_to_vm)
482 {
483         unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
484         unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
485         struct bio_map_data *bmd;
486         struct bio_vec *bvec;
487         struct page *page;
488         struct bio *bio;
489         int i, ret;
490
491         bmd = bio_alloc_map_data(end - start);
492         if (!bmd)
493                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
494
495         bmd->userptr = (void __user *) uaddr;
496
497         ret = -ENOMEM;
498         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, end - start);
499         if (!bio)
500                 goto out_bmd;
501
502         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
503
504         ret = 0;
505         while (len) {
506                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
507
508                 if (bytes > len)
509                         bytes = len;
510
511                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
512                 if (!page) {
513                         ret = -ENOMEM;
514                         break;
515                 }
516
517                 if (__bio_add_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
518                         ret = -EINVAL;
519                         break;
520                 }
521
522                 len -= bytes;
523         }
524
525         if (ret)
526                 goto cleanup;
527
528         /*
529          * success
530          */
531         if (!write_to_vm) {
532                 char __user *p = (char __user *) uaddr;
533
534                 /*
535                  * for a write, copy in data to kernel pages
536                  */
537                 ret = -EFAULT;
538                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
539                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
540
541                         if (copy_from_user(addr, p, bvec->bv_len))
542                                 goto cleanup;
543                         p += bvec->bv_len;
544                 }
545         }
546
547         bio_set_map_data(bmd, bio);
548         return bio;
549 cleanup:
550         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
551                 __free_page(bvec->bv_page);
552
553         bio_put(bio);
554 out_bmd:
555         bio_free_map_data(bmd);
556         return ERR_PTR(ret);
557 }
558
559 static struct bio *__bio_map_user_iov(request_queue_t *q,
560                                       struct block_device *bdev,
561                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
562                                       int write_to_vm)
563 {
564         int i, j;
565         int nr_pages = 0;
566         struct page **pages;
567         struct bio *bio;
568         int cur_page = 0;
569         int ret, offset;
570
571         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
572                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
573                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
574                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
575                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
576
577                 nr_pages += end - start;
578                 /*
579                  * transfer and buffer must be aligned to at least hardsector
580                  * size for now, in the future we can relax this restriction
581                  */
582                 if ((uaddr & queue_dma_alignment(q)) || (len & queue_dma_alignment(q)))
583                         return ERR_PTR(-EINVAL);
584         }
585
586         if (!nr_pages)
587                 return ERR_PTR(-EINVAL);
588
589         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
590         if (!bio)
591                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
592
593         ret = -ENOMEM;
594         pages = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
595         if (!pages)
596                 goto out;
597
598         memset(pages, 0, nr_pages * sizeof(struct page *));
599
600         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
601                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
602                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
603                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
604                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
605                 const int local_nr_pages = end - start;
606                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
607                 
608                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
609                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
610                                      local_nr_pages,
611                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
612                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
613
614                 if (ret < local_nr_pages)
615                         goto out_unmap;
616
617
618                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
619                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
620                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
621
622                         if (len <= 0)
623                                 break;
624                         
625                         if (bytes > len)
626                                 bytes = len;
627
628                         /*
629                          * sorry...
630                          */
631                         if (__bio_add_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) < bytes)
632                                 break;
633
634                         len -= bytes;
635                         offset = 0;
636                 }
637
638                 cur_page = j;
639                 /*
640                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
641                  */
642                 while (j < page_limit)
643                         page_cache_release(pages[j++]);
644         }
645
646         kfree(pages);
647
648         /*
649          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
650          */
651         if (!write_to_vm)
652                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
653
654         bio->bi_bdev = bdev;
655         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
656         return bio;
657
658  out_unmap:
659         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
660                 if(!pages[i])
661                         break;
662                 page_cache_release(pages[i]);
663         }
664  out:
665         kfree(pages);
666         bio_put(bio);
667         return ERR_PTR(ret);
668 }
669
670 /**
671  *      bio_map_user    -       map user address into bio
672  *      @q: the request_queue_t for the bio
673  *      @bdev: destination block device
674  *      @uaddr: start of user address
675  *      @len: length in bytes
676  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
677  *
678  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
679  *      device. Returns an error pointer in case of error.
680  */
681 struct bio *bio_map_user(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
682                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
683 {
684         struct sg_iovec iov;
685
686         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
687         iov.iov_len = len;
688
689         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
690 }
691
692 /**
693  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
694  *      @q: the request_queue_t for the bio
695  *      @bdev: destination block device
696  *      @iov:   the iovec.
697  *      @iov_count: number of elements in the iovec
698  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
699  *
700  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
701  *      device. Returns an error pointer in case of error.
702  */
703 struct bio *bio_map_user_iov(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
704                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
705                              int write_to_vm)
706 {
707         struct bio *bio;
708         int len = 0, i;
709
710         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
711
712         if (IS_ERR(bio))
713                 return bio;
714
715         /*
716          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
717          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
718          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
719          * reference to it
720          */
721         bio_get(bio);
722
723         for (i = 0; i < iov_count; i++)
724                 len += iov[i].iov_len;
725
726         if (bio->bi_size == len)
727                 return bio;
728
729         /*
730          * don't support partial mappings
731          */
732         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
733         bio_unmap_user(bio);
734         return ERR_PTR(-EINVAL);
735 }
736
737 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
738 {
739         struct bio_vec *bvec;
740         int i;
741
742         /*
743          * make sure we dirty pages we wrote to
744          */
745         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
746                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
747                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
748
749                 page_cache_release(bvec->bv_page);
750         }
751
752         bio_put(bio);
753 }
754
755 /**
756  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
757  *      @bio:           the bio being unmapped
758  *
759  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
760  *      a process context.
761  *
762  *      bio_unmap_user() may sleep.
763  */
764 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
765 {
766         __bio_unmap_user(bio);
767         bio_put(bio);
768 }
769
770 static int bio_map_kern_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
771 {
772         if (bio->bi_size)
773                 return 1;
774
775         bio_put(bio);
776         return 0;
777 }
778
779
780 static struct bio *__bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data,
781                                   unsigned int len, unsigned int gfp_mask)
782 {
783         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
784         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
785         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
786         const int nr_pages = end - start;
787         int offset, i;
788         struct bio *bio;
789
790         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
791         if (!bio)
792                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
793
794         offset = offset_in_page(kaddr);
795         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
796                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
797
798                 if (len <= 0)
799                         break;
800
801                 if (bytes > len)
802                         bytes = len;
803
804                 if (__bio_add_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
805                                    offset) < bytes)
806                         break;
807
808                 data += bytes;
809                 len -= bytes;
810                 offset = 0;
811         }
812
813         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
814         return bio;
815 }
816
817 /**
818  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
819  *      @q: the request_queue_t for the bio
820  *      @data: pointer to buffer to map
821  *      @len: length in bytes
822  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
823  *
824  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
825  *      device. Returns an error pointer in case of error.
826  */
827 struct bio *bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data, unsigned int len,
828                          unsigned int gfp_mask)
829 {
830         struct bio *bio;
831
832         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
833         if (IS_ERR(bio))
834                 return bio;
835
836         if (bio->bi_size == len)
837                 return bio;
838
839         /*
840          * Don't support partial mappings.
841          */
842         bio_put(bio);
843         return ERR_PTR(-EINVAL);
844 }
845
846 /*
847  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
848  * for performing direct-IO in BIOs.
849  *
850  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
851  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
852  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
853  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
854  * in process context.
855  *
856  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
857  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
858  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
859  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
860  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
861  *
862  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
863  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
864  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
865  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
866  * pagecache.
867  *
868  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
869  * deferred bio dirtying paths.
870  */
871
872 /*
873  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
874  */
875 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
876 {
877         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
878         int i;
879
880         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
881                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
882
883                 if (page && !PageCompound(page))
884                         set_page_dirty_lock(page);
885         }
886 }
887
888 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
889 {
890         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
891         int i;
892
893         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
894                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
895
896                 if (page)
897                         put_page(page);
898         }
899 }
900
901 /*
902  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
903  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
904  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
905  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
906  *
907  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
908  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
909  * run one bio_put() against the BIO.
910  */
911
912 static void bio_dirty_fn(void *data);
913
914 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn, NULL);
915 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
916 static struct bio *bio_dirty_list;
917
918 /*
919  * This runs in process context
920  */
921 static void bio_dirty_fn(void *data)
922 {
923         unsigned long flags;
924         struct bio *bio;
925
926         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
927         bio = bio_dirty_list;
928         bio_dirty_list = NULL;
929         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
930
931         while (bio) {
932                 struct bio *next = bio->bi_private;
933
934                 bio_set_pages_dirty(bio);
935                 bio_release_pages(bio);
936                 bio_put(bio);
937                 bio = next;
938         }
939 }
940
941 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
942 {
943         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
944         int nr_clean_pages = 0;
945         int i;
946
947         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
948                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
949
950                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
951                         page_cache_release(page);
952                         bvec[i].bv_page = NULL;
953                 } else {
954                         nr_clean_pages++;
955                 }
956         }
957
958         if (nr_clean_pages) {
959                 unsigned long flags;
960
961                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
962                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
963                 bio_dirty_list = bio;
964                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
965                 schedule_work(&bio_dirty_work);
966         } else {
967                 bio_put(bio);
968         }
969 }
970
971 /**
972  * bio_endio - end I/O on a bio
973  * @bio:        bio
974  * @bytes_done: number of bytes completed
975  * @error:      error, if any
976  *
977  * Description:
978  *   bio_endio() will end I/O on @bytes_done number of bytes. This may be
979  *   just a partial part of the bio, or it may be the whole bio. bio_endio()
980  *   is the preferred way to end I/O on a bio, it takes care of decrementing
981  *   bi_size and clearing BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and
982  *   and one of the established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in
983  *   case something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on
984  *   a bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
985  **/
986 void bio_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int error)
987 {
988         if (error)
989                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
990
991         if (unlikely(bytes_done > bio->bi_size)) {
992                 printk("%s: want %u bytes done, only %u left\n", __FUNCTION__,
993                                                 bytes_done, bio->bi_size);
994                 bytes_done = bio->bi_size;
995         }
996
997         bio->bi_size -= bytes_done;
998         bio->bi_sector += (bytes_done >> 9);
999
1000         if (bio->bi_end_io)
1001                 bio->bi_end_io(bio, bytes_done, error);
1002 }
1003
1004 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1005 {
1006         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1007                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1008
1009                 bio_endio(master, master->bi_size, bp->error);
1010                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1011         }
1012 }
1013
1014 static int bio_pair_end_1(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1015 {
1016         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1017
1018         if (err)
1019                 bp->error = err;
1020
1021         if (bi->bi_size)
1022                 return 1;
1023
1024         bio_pair_release(bp);
1025         return 0;
1026 }
1027
1028 static int bio_pair_end_2(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1029 {
1030         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1031
1032         if (err)
1033                 bp->error = err;
1034
1035         if (bi->bi_size)
1036                 return 1;
1037
1038         bio_pair_release(bp);
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1044  * in it's iovec
1045  */
1046 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1047 {
1048         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1049
1050         if (!bp)
1051                 return bp;
1052
1053         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1054         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1055         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1056         bp->error = 0;
1057         bp->bio1 = *bi;
1058         bp->bio2 = *bi;
1059         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1060         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1061         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1062
1063         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1064         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1065         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1066         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1067         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1068
1069         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1070         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1071
1072         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1073         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1074
1075         bp->bio1.bi_private = bi;
1076         bp->bio2.bi_private = pool;
1077
1078         return bp;
1079 }
1080
1081 static void *bio_pair_alloc(unsigned int __nocast gfp_flags, void *data)
1082 {
1083         return kmalloc(sizeof(struct bio_pair), gfp_flags);
1084 }
1085
1086 static void bio_pair_free(void *bp, void *data)
1087 {
1088         kfree(bp);
1089 }
1090
1091
1092 /*
1093  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1094  * use the global biovec slabs created for general use.
1095  */
1096 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries, int scale)
1097 {
1098         int i;
1099
1100         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1101                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1102                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1103
1104                 if (i >= scale)
1105                         pool_entries >>= 1;
1106
1107                 *bvp = mempool_create(pool_entries, mempool_alloc_slab,
1108                                         mempool_free_slab, bp->slab);
1109                 if (!*bvp)
1110                         return -ENOMEM;
1111         }
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1116 {
1117         int i;
1118
1119         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1120                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1121
1122                 if (bvp)
1123                         mempool_destroy(bvp);
1124         }
1125
1126 }
1127
1128 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1129 {
1130         if (bs->bio_pool)
1131                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1132
1133         biovec_free_pools(bs);
1134
1135         kfree(bs);
1136 }
1137
1138 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size, int scale)
1139 {
1140         struct bio_set *bs = kmalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1141
1142         if (!bs)
1143                 return NULL;
1144
1145         memset(bs, 0, sizeof(*bs));
1146         bs->bio_pool = mempool_create(bio_pool_size, mempool_alloc_slab,
1147                         mempool_free_slab, bio_slab);
1148
1149         if (!bs->bio_pool)
1150                 goto bad;
1151
1152         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size, scale))
1153                 return bs;
1154
1155 bad:
1156         bioset_free(bs);
1157         return NULL;
1158 }
1159
1160 static void __init biovec_init_slabs(void)
1161 {
1162         int i;
1163
1164         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1165                 int size;
1166                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1167
1168                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1169                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1170                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1171         }
1172 }
1173
1174 static int __init init_bio(void)
1175 {
1176         int megabytes, bvec_pool_entries;
1177         int scale = BIOVEC_NR_POOLS;
1178
1179         bio_slab = kmem_cache_create("bio", sizeof(struct bio), 0,
1180                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1181
1182         biovec_init_slabs();
1183
1184         megabytes = nr_free_pages() >> (20 - PAGE_SHIFT);
1185
1186         /*
1187          * find out where to start scaling
1188          */
1189         if (megabytes <= 16)
1190                 scale = 0;
1191         else if (megabytes <= 32)
1192                 scale = 1;
1193         else if (megabytes <= 64)
1194                 scale = 2;
1195         else if (megabytes <= 96)
1196                 scale = 3;
1197         else if (megabytes <= 128)
1198                 scale = 4;
1199
1200         /*
1201          * scale number of entries
1202          */
1203         bvec_pool_entries = megabytes * 2;
1204         if (bvec_pool_entries > 256)
1205                 bvec_pool_entries = 256;
1206
1207         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, bvec_pool_entries, scale);
1208         if (!fs_bio_set)
1209                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1210
1211         bio_split_pool = mempool_create(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1212                                 bio_pair_alloc, bio_pair_free, NULL);
1213         if (!bio_split_pool)
1214                 panic("bio: can't create split pool\n");
1215
1216         return 0;
1217 }
1218
1219 subsys_initcall(init_bio);
1220
1221 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1222 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1223 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1224 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1225 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1226 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1227 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1228 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1229 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1230 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1231 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1232 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1233 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1234 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1235 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1236 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1237 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1238 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1239 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1240 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1241 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1242 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);