block: Block layer data integrity support
[linux-3.10.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                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + *idx;
82
83                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
84         }
85
86         return bvl;
87 }
88
89 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
90 {
91         if (bio->bi_io_vec) {
92                 const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
93
94                 BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
95
96                 mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
97         }
98
99         if (bio_integrity(bio))
100                 bio_integrity_free(bio, bio_set);
101
102         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
103 }
104
105 /*
106  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
107  */
108 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
109 {
110         bio_free(bio, fs_bio_set);
111 }
112
113 void bio_init(struct bio *bio)
114 {
115         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
116         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
117         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
118 }
119
120 /**
121  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
122  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
123  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
124  * @bs:         the bio_set to allocate from
125  *
126  * Description:
127  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
128  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
129  *   for a &struct bio to become free.
130  *
131  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
132  *   bio_set structure.
133  **/
134 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
135 {
136         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
137
138         if (likely(bio)) {
139                 struct bio_vec *bvl = NULL;
140
141                 bio_init(bio);
142                 if (likely(nr_iovecs)) {
143                         unsigned long uninitialized_var(idx);
144
145                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
146                         if (unlikely(!bvl)) {
147                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
148                                 bio = NULL;
149                                 goto out;
150                         }
151                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
152                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
153                 }
154                 bio->bi_io_vec = bvl;
155         }
156 out:
157         return bio;
158 }
159
160 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
161 {
162         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
163
164         if (bio)
165                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
166
167         return bio;
168 }
169
170 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
171 {
172         unsigned long flags;
173         struct bio_vec *bv;
174         int i;
175
176         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
177                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
178                 memset(data, 0, bv->bv_len);
179                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
180                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
181         }
182 }
183 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
184
185 /**
186  * bio_put - release a reference to a bio
187  * @bio:   bio to release reference to
188  *
189  * Description:
190  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
191  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
192  **/
193 void bio_put(struct bio *bio)
194 {
195         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
196
197         /*
198          * last put frees it
199          */
200         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
201                 bio->bi_next = NULL;
202                 bio->bi_destructor(bio);
203         }
204 }
205
206 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
207 {
208         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
209                 blk_recount_segments(q, bio);
210
211         return bio->bi_phys_segments;
212 }
213
214 inline int bio_hw_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
215 {
216         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
217                 blk_recount_segments(q, bio);
218
219         return bio->bi_hw_segments;
220 }
221
222 /**
223  *      __bio_clone     -       clone a bio
224  *      @bio: destination bio
225  *      @bio_src: bio to clone
226  *
227  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
228  *      the actual data it points to. Reference count of returned
229  *      bio will be one.
230  */
231 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
232 {
233         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
234                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
235
236         /*
237          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
238          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
239          */
240         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
241         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
242         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
243         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
244         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
245         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
246         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
247 }
248
249 /**
250  *      bio_clone       -       clone a bio
251  *      @bio: bio to clone
252  *      @gfp_mask: allocation priority
253  *
254  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
255  */
256 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
257 {
258         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
259
260         if (!b)
261                 return NULL;
262
263         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
264         __bio_clone(b, bio);
265
266         if (bio_integrity(bio)) {
267                 int ret;
268
269                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, fs_bio_set);
270
271                 if (ret < 0)
272                         return NULL;
273         }
274
275         return b;
276 }
277
278 /**
279  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
280  *      @bdev:  I/O target
281  *
282  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
283  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
284  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
285  *      on offset.
286  */
287 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
288 {
289         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
290         int nr_pages;
291
292         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
293         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
294                 nr_pages = q->max_phys_segments;
295         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
296                 nr_pages = q->max_hw_segments;
297
298         return nr_pages;
299 }
300
301 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
302                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
303                           unsigned short max_sectors)
304 {
305         int retried_segments = 0;
306         struct bio_vec *bvec;
307
308         /*
309          * cloned bio must not modify vec list
310          */
311         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
312                 return 0;
313
314         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
315                 return 0;
316
317         /*
318          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
319          * we will often be called with the same page as last time and
320          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
321          */
322         if (bio->bi_vcnt > 0) {
323                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
324
325                 if (page == prev->bv_page &&
326                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
327                         prev->bv_len += len;
328                         if (q->merge_bvec_fn &&
329                             q->merge_bvec_fn(q, bio, prev) < len) {
330                                 prev->bv_len -= len;
331                                 return 0;
332                         }
333
334                         goto done;
335                 }
336         }
337
338         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
339                 return 0;
340
341         /*
342          * we might lose a segment or two here, but rather that than
343          * make this too complex.
344          */
345
346         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
347                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
348                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
349
350                 if (retried_segments)
351                         return 0;
352
353                 retried_segments = 1;
354                 blk_recount_segments(q, bio);
355         }
356
357         /*
358          * setup the new entry, we might clear it again later if we
359          * cannot add the page
360          */
361         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
362         bvec->bv_page = page;
363         bvec->bv_len = len;
364         bvec->bv_offset = offset;
365
366         /*
367          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
368          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
369          * queue to get further control
370          */
371         if (q->merge_bvec_fn) {
372                 /*
373                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
374                  * at this offset
375                  */
376                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
377                         bvec->bv_page = NULL;
378                         bvec->bv_len = 0;
379                         bvec->bv_offset = 0;
380                         return 0;
381                 }
382         }
383
384         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
385         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
386             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
387                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
388
389         bio->bi_vcnt++;
390         bio->bi_phys_segments++;
391         bio->bi_hw_segments++;
392  done:
393         bio->bi_size += len;
394         return len;
395 }
396
397 /**
398  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
399  *      @q: the target queue
400  *      @bio: destination bio
401  *      @page: page to add
402  *      @len: vec entry length
403  *      @offset: vec entry offset
404  *
405  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
406  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
407  *      device limitations. The target block device must allow bio's
408  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
409  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
410  */
411 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
412                     unsigned int len, unsigned int offset)
413 {
414         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
415 }
416
417 /**
418  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
419  *      @bio: destination bio
420  *      @page: page to add
421  *      @len: vec entry length
422  *      @offset: vec entry offset
423  *
424  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
425  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
426  *      device limitations. The target block device must allow bio's
427  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
428  *      page to an empty bio.
429  */
430 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
431                  unsigned int offset)
432 {
433         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
434         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
435 }
436
437 struct bio_map_data {
438         struct bio_vec *iovecs;
439         int nr_sgvecs;
440         struct sg_iovec *sgvecs;
441 };
442
443 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
444                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
445 {
446         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
447         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
448         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
449         bio->bi_private = bmd;
450 }
451
452 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
453 {
454         kfree(bmd->iovecs);
455         kfree(bmd->sgvecs);
456         kfree(bmd);
457 }
458
459 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count)
460 {
461         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
462
463         if (!bmd)
464                 return NULL;
465
466         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
467         if (!bmd->iovecs) {
468                 kfree(bmd);
469                 return NULL;
470         }
471
472         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, GFP_KERNEL);
473         if (bmd->sgvecs)
474                 return bmd;
475
476         kfree(bmd->iovecs);
477         kfree(bmd);
478         return NULL;
479 }
480
481 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
482                           int uncopy)
483 {
484         int ret = 0, i;
485         struct bio_vec *bvec;
486         int iov_idx = 0;
487         unsigned int iov_off = 0;
488         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
489
490         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
491                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
492                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
493
494                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
495                         unsigned int bytes;
496                         char *iov_addr;
497
498                         bytes = min_t(unsigned int,
499                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
500                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
501
502                         if (!ret) {
503                                 if (!read && !uncopy)
504                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
505                                                              bytes);
506                                 if (read && uncopy)
507                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
508                                                            bytes);
509
510                                 if (ret)
511                                         ret = -EFAULT;
512                         }
513
514                         bv_len -= bytes;
515                         bv_addr += bytes;
516                         iov_addr += bytes;
517                         iov_off += bytes;
518
519                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
520                                 iov_idx++;
521                                 iov_off = 0;
522                         }
523                 }
524
525                 if (uncopy)
526                         __free_page(bvec->bv_page);
527         }
528
529         return ret;
530 }
531
532 /**
533  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
534  *      @bio: bio being terminated
535  *
536  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
537  *      to user space in case of a read.
538  */
539 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
540 {
541         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
542         int ret;
543
544         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
545
546         bio_free_map_data(bmd);
547         bio_put(bio);
548         return ret;
549 }
550
551 /**
552  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
553  *      @q: destination block queue
554  *      @iov:   the iovec.
555  *      @iov_count: number of elements in the iovec
556  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
557  *
558  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
559  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
560  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
561  */
562 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
563                               int iov_count, int write_to_vm)
564 {
565         struct bio_map_data *bmd;
566         struct bio_vec *bvec;
567         struct page *page;
568         struct bio *bio;
569         int i, ret;
570         int nr_pages = 0;
571         unsigned int len = 0;
572
573         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
574                 unsigned long uaddr;
575                 unsigned long end;
576                 unsigned long start;
577
578                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
579                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
580                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
581
582                 nr_pages += end - start;
583                 len += iov[i].iov_len;
584         }
585
586         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count);
587         if (!bmd)
588                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
589
590         ret = -ENOMEM;
591         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
592         if (!bio)
593                 goto out_bmd;
594
595         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
596
597         ret = 0;
598         while (len) {
599                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
600
601                 if (bytes > len)
602                         bytes = len;
603
604                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
605                 if (!page) {
606                         ret = -ENOMEM;
607                         break;
608                 }
609
610                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
611                         break;
612
613                 len -= bytes;
614         }
615
616         if (ret)
617                 goto cleanup;
618
619         /*
620          * success
621          */
622         if (!write_to_vm) {
623                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0);
624                 if (ret)
625                         goto cleanup;
626         }
627
628         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
629         return bio;
630 cleanup:
631         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
632                 __free_page(bvec->bv_page);
633
634         bio_put(bio);
635 out_bmd:
636         bio_free_map_data(bmd);
637         return ERR_PTR(ret);
638 }
639
640 /**
641  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
642  *      @q: destination block queue
643  *      @uaddr: start of user address
644  *      @len: length in bytes
645  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
646  *
647  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
648  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
649  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
650  */
651 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
652                           unsigned int len, int write_to_vm)
653 {
654         struct sg_iovec iov;
655
656         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
657         iov.iov_len = len;
658
659         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
660 }
661
662 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
663                                       struct block_device *bdev,
664                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
665                                       int write_to_vm)
666 {
667         int i, j;
668         int nr_pages = 0;
669         struct page **pages;
670         struct bio *bio;
671         int cur_page = 0;
672         int ret, offset;
673
674         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
675                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
676                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
677                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
678                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
679
680                 nr_pages += end - start;
681                 /*
682                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
683                  */
684                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
685                         return ERR_PTR(-EINVAL);
686         }
687
688         if (!nr_pages)
689                 return ERR_PTR(-EINVAL);
690
691         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
692         if (!bio)
693                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
694
695         ret = -ENOMEM;
696         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
697         if (!pages)
698                 goto out;
699
700         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
701                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
702                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
703                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
704                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
705                 const int local_nr_pages = end - start;
706                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
707                 
708                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
709                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
710                                      local_nr_pages,
711                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
712                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
713
714                 if (ret < local_nr_pages) {
715                         ret = -EFAULT;
716                         goto out_unmap;
717                 }
718
719                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
720                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
721                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
722
723                         if (len <= 0)
724                                 break;
725                         
726                         if (bytes > len)
727                                 bytes = len;
728
729                         /*
730                          * sorry...
731                          */
732                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
733                                             bytes)
734                                 break;
735
736                         len -= bytes;
737                         offset = 0;
738                 }
739
740                 cur_page = j;
741                 /*
742                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
743                  */
744                 while (j < page_limit)
745                         page_cache_release(pages[j++]);
746         }
747
748         kfree(pages);
749
750         /*
751          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
752          */
753         if (!write_to_vm)
754                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
755
756         bio->bi_bdev = bdev;
757         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
758         return bio;
759
760  out_unmap:
761         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
762                 if(!pages[i])
763                         break;
764                 page_cache_release(pages[i]);
765         }
766  out:
767         kfree(pages);
768         bio_put(bio);
769         return ERR_PTR(ret);
770 }
771
772 /**
773  *      bio_map_user    -       map user address into bio
774  *      @q: the struct request_queue for the bio
775  *      @bdev: destination block device
776  *      @uaddr: start of user address
777  *      @len: length in bytes
778  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
779  *
780  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
781  *      device. Returns an error pointer in case of error.
782  */
783 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
784                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
785 {
786         struct sg_iovec iov;
787
788         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
789         iov.iov_len = len;
790
791         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
792 }
793
794 /**
795  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
796  *      @q: the struct request_queue for the bio
797  *      @bdev: destination block device
798  *      @iov:   the iovec.
799  *      @iov_count: number of elements in the iovec
800  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
801  *
802  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
803  *      device. Returns an error pointer in case of error.
804  */
805 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
806                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
807                              int write_to_vm)
808 {
809         struct bio *bio;
810
811         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
812
813         if (IS_ERR(bio))
814                 return bio;
815
816         /*
817          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
818          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
819          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
820          * reference to it
821          */
822         bio_get(bio);
823
824         return bio;
825 }
826
827 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
828 {
829         struct bio_vec *bvec;
830         int i;
831
832         /*
833          * make sure we dirty pages we wrote to
834          */
835         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
836                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
837                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
838
839                 page_cache_release(bvec->bv_page);
840         }
841
842         bio_put(bio);
843 }
844
845 /**
846  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
847  *      @bio:           the bio being unmapped
848  *
849  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
850  *      a process context.
851  *
852  *      bio_unmap_user() may sleep.
853  */
854 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
855 {
856         __bio_unmap_user(bio);
857         bio_put(bio);
858 }
859
860 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
861 {
862         bio_put(bio);
863 }
864
865
866 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
867                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
868 {
869         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
870         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
871         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
872         const int nr_pages = end - start;
873         int offset, i;
874         struct bio *bio;
875
876         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
877         if (!bio)
878                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
879
880         offset = offset_in_page(kaddr);
881         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
882                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
883
884                 if (len <= 0)
885                         break;
886
887                 if (bytes > len)
888                         bytes = len;
889
890                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
891                                     offset) < bytes)
892                         break;
893
894                 data += bytes;
895                 len -= bytes;
896                 offset = 0;
897         }
898
899         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
900         return bio;
901 }
902
903 /**
904  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
905  *      @q: the struct request_queue for the bio
906  *      @data: pointer to buffer to map
907  *      @len: length in bytes
908  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
909  *
910  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
911  *      device. Returns an error pointer in case of error.
912  */
913 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
914                          gfp_t gfp_mask)
915 {
916         struct bio *bio;
917
918         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
919         if (IS_ERR(bio))
920                 return bio;
921
922         if (bio->bi_size == len)
923                 return bio;
924
925         /*
926          * Don't support partial mappings.
927          */
928         bio_put(bio);
929         return ERR_PTR(-EINVAL);
930 }
931
932 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
933 {
934         struct bio_vec *bvec;
935         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
936         char *p = bio->bi_private;
937         int i;
938
939         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
940                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
941
942                 if (read && !err)
943                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
944
945                 __free_page(bvec->bv_page);
946                 p += bvec->bv_len;
947         }
948
949         bio_put(bio);
950 }
951
952 /**
953  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
954  *      @q: the struct request_queue for the bio
955  *      @data: pointer to buffer to copy
956  *      @len: length in bytes
957  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
958  *      @reading: data direction is READ
959  *
960  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
961  *      device. Returns an error pointer in case of error.
962  */
963 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
964                           gfp_t gfp_mask, int reading)
965 {
966         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
967         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
968         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
969         const int nr_pages = end - start;
970         struct bio *bio;
971         struct bio_vec *bvec;
972         int i, ret;
973
974         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
975         if (!bio)
976                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
977
978         while (len) {
979                 struct page *page;
980                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
981
982                 if (bytes > len)
983                         bytes = len;
984
985                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
986                 if (!page) {
987                         ret = -ENOMEM;
988                         goto cleanup;
989                 }
990
991                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
992                         ret = -EINVAL;
993                         goto cleanup;
994                 }
995
996                 len -= bytes;
997         }
998
999         if (!reading) {
1000                 void *p = data;
1001
1002                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1003                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1004
1005                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1006                         p += bvec->bv_len;
1007                 }
1008         }
1009
1010         bio->bi_private = data;
1011         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1012         return bio;
1013 cleanup:
1014         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1015                 __free_page(bvec->bv_page);
1016
1017         bio_put(bio);
1018
1019         return ERR_PTR(ret);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1024  * for performing direct-IO in BIOs.
1025  *
1026  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1027  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1028  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1029  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1030  * in process context.
1031  *
1032  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1033  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1034  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1035  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1036  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1037  *
1038  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1039  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1040  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1041  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1042  * pagecache.
1043  *
1044  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1045  * deferred bio dirtying paths.
1046  */
1047
1048 /*
1049  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1050  */
1051 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1052 {
1053         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1054         int i;
1055
1056         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1057                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1058
1059                 if (page && !PageCompound(page))
1060                         set_page_dirty_lock(page);
1061         }
1062 }
1063
1064 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1065 {
1066         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1067         int i;
1068
1069         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1070                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1071
1072                 if (page)
1073                         put_page(page);
1074         }
1075 }
1076
1077 /*
1078  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1079  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1080  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1081  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1082  *
1083  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1084  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1085  * run one bio_put() against the BIO.
1086  */
1087
1088 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1089
1090 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1091 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1092 static struct bio *bio_dirty_list;
1093
1094 /*
1095  * This runs in process context
1096  */
1097 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1098 {
1099         unsigned long flags;
1100         struct bio *bio;
1101
1102         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1103         bio = bio_dirty_list;
1104         bio_dirty_list = NULL;
1105         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1106
1107         while (bio) {
1108                 struct bio *next = bio->bi_private;
1109
1110                 bio_set_pages_dirty(bio);
1111                 bio_release_pages(bio);
1112                 bio_put(bio);
1113                 bio = next;
1114         }
1115 }
1116
1117 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1118 {
1119         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1120         int nr_clean_pages = 0;
1121         int i;
1122
1123         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1124                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1125
1126                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1127                         page_cache_release(page);
1128                         bvec[i].bv_page = NULL;
1129                 } else {
1130                         nr_clean_pages++;
1131                 }
1132         }
1133
1134         if (nr_clean_pages) {
1135                 unsigned long flags;
1136
1137                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1138                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1139                 bio_dirty_list = bio;
1140                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1141                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1142         } else {
1143                 bio_put(bio);
1144         }
1145 }
1146
1147 /**
1148  * bio_endio - end I/O on a bio
1149  * @bio:        bio
1150  * @error:      error, if any
1151  *
1152  * Description:
1153  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1154  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1155  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1156  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1157  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1158  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1159  *   function.
1160  **/
1161 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1162 {
1163         if (error)
1164                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1165         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1166                 error = -EIO;
1167
1168         if (bio->bi_end_io)
1169                 bio->bi_end_io(bio, error);
1170 }
1171
1172 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1173 {
1174         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1175                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1176
1177                 bio_endio(master, bp->error);
1178                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1179         }
1180 }
1181
1182 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1183 {
1184         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1185
1186         if (err)
1187                 bp->error = err;
1188
1189         bio_pair_release(bp);
1190 }
1191
1192 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1193 {
1194         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1195
1196         if (err)
1197                 bp->error = err;
1198
1199         bio_pair_release(bp);
1200 }
1201
1202 /*
1203  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1204  * in it's iovec
1205  */
1206 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1207 {
1208         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1209
1210         if (!bp)
1211                 return bp;
1212
1213         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1214                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1215
1216         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1217         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1218         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1219         bp->error = 0;
1220         bp->bio1 = *bi;
1221         bp->bio2 = *bi;
1222         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1223         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1224         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1225
1226         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1227         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1228         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1229         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1230         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1231
1232         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1233         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1234
1235         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1236         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1237
1238         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1239         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1240
1241         bp->bio1.bi_private = bi;
1242         bp->bio2.bi_private = pool;
1243
1244         if (bio_integrity(bi))
1245                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1246
1247         return bp;
1248 }
1249
1250
1251 /*
1252  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1253  * use the global biovec slabs created for general use.
1254  */
1255 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1256 {
1257         int i;
1258
1259         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1260                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1261                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1262
1263                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1264                 if (!*bvp)
1265                         return -ENOMEM;
1266         }
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1271 {
1272         int i;
1273
1274         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1275                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1276
1277                 if (bvp)
1278                         mempool_destroy(bvp);
1279         }
1280
1281 }
1282
1283 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1284 {
1285         if (bs->bio_pool)
1286                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1287
1288         bioset_integrity_free(bs);
1289         biovec_free_pools(bs);
1290
1291         kfree(bs);
1292 }
1293
1294 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1295 {
1296         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1297
1298         if (!bs)
1299                 return NULL;
1300
1301         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1302         if (!bs->bio_pool)
1303                 goto bad;
1304
1305         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1306                 goto bad;
1307
1308         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1309                 return bs;
1310
1311 bad:
1312         bioset_free(bs);
1313         return NULL;
1314 }
1315
1316 static void __init biovec_init_slabs(void)
1317 {
1318         int i;
1319
1320         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1321                 int size;
1322                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1323
1324                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1325                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1326                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1327         }
1328 }
1329
1330 static int __init init_bio(void)
1331 {
1332         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1333
1334         bio_integrity_init_slab();
1335         biovec_init_slabs();
1336
1337         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1338         if (!fs_bio_set)
1339                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1340
1341         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1342                                                      sizeof(struct bio_pair));
1343         if (!bio_split_pool)
1344                 panic("bio: can't create split pool\n");
1345
1346         return 0;
1347 }
1348
1349 subsys_initcall(init_bio);
1350
1351 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1352 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1353 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1354 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1355 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1356 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1357 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1358 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1359 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1360 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1361 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1362 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1363 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1364 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1365 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1366 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1367 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1368 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1369 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1370 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1371 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1372 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1373 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1374 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);