7a6598abc9675f6e3a1c94cfe1633685f5debdb3
[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 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
54 {
55         struct bio_vec *bvl;
56
57         /*
58          * see comment near bvec_array define!
59          */
60         switch (nr) {
61                 case   1        : *idx = 0; break;
62                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
63                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
64                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
65                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
66                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
67                 default:
68                         return NULL;
69         }
70         /*
71          * idx now points to the pool we want to allocate from
72          */
73
74         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
75         if (bvl) {
76                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + *idx;
77
78                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
79         }
80
81         return bvl;
82 }
83
84 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
85 {
86         if (bio->bi_io_vec) {
87                 const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
88
89                 BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
90
91                 mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
92         }
93
94         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
95 }
96
97 /*
98  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
99  */
100 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
101 {
102         bio_free(bio, fs_bio_set);
103 }
104
105 void bio_init(struct bio *bio)
106 {
107         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
108         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
109         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
110 }
111
112 /**
113  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
114  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
115  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
116  * @bs:         the bio_set to allocate from
117  *
118  * Description:
119  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
120  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
121  *   for a &struct bio to become free.
122  *
123  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
124  *   bio_set structure.
125  **/
126 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
127 {
128         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
129
130         if (likely(bio)) {
131                 struct bio_vec *bvl = NULL;
132
133                 bio_init(bio);
134                 if (likely(nr_iovecs)) {
135                         unsigned long uninitialized_var(idx);
136
137                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
138                         if (unlikely(!bvl)) {
139                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
140                                 bio = NULL;
141                                 goto out;
142                         }
143                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
144                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
145                 }
146                 bio->bi_io_vec = bvl;
147         }
148 out:
149         return bio;
150 }
151
152 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
153 {
154         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
155
156         if (bio)
157                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
158
159         return bio;
160 }
161
162 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
163 {
164         unsigned long flags;
165         struct bio_vec *bv;
166         int i;
167
168         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
169                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
170                 memset(data, 0, bv->bv_len);
171                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
172                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
173         }
174 }
175 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
176
177 /**
178  * bio_put - release a reference to a bio
179  * @bio:   bio to release reference to
180  *
181  * Description:
182  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
183  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
184  **/
185 void bio_put(struct bio *bio)
186 {
187         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
188
189         /*
190          * last put frees it
191          */
192         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
193                 bio->bi_next = NULL;
194                 bio->bi_destructor(bio);
195         }
196 }
197
198 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
199 {
200         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
201                 blk_recount_segments(q, bio);
202
203         return bio->bi_phys_segments;
204 }
205
206 inline int bio_hw_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_hw_segments;
212 }
213
214 /**
215  *      __bio_clone     -       clone a bio
216  *      @bio: destination bio
217  *      @bio_src: bio to clone
218  *
219  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
220  *      the actual data it points to. Reference count of returned
221  *      bio will be one.
222  */
223 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
224 {
225         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
226                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
227
228         /*
229          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
230          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
231          */
232         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
233         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
234         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
235         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
236         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
237         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
238         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
239 }
240
241 /**
242  *      bio_clone       -       clone a bio
243  *      @bio: bio to clone
244  *      @gfp_mask: allocation priority
245  *
246  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
247  */
248 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
249 {
250         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
251
252         if (b) {
253                 b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
254                 __bio_clone(b, bio);
255         }
256
257         return b;
258 }
259
260 /**
261  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
262  *      @bdev:  I/O target
263  *
264  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
265  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
266  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
267  *      on offset.
268  */
269 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
270 {
271         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
272         int nr_pages;
273
274         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
275         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
276                 nr_pages = q->max_phys_segments;
277         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
278                 nr_pages = q->max_hw_segments;
279
280         return nr_pages;
281 }
282
283 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
284                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
285                           unsigned short max_sectors)
286 {
287         int retried_segments = 0;
288         struct bio_vec *bvec;
289
290         /*
291          * cloned bio must not modify vec list
292          */
293         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
294                 return 0;
295
296         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
297                 return 0;
298
299         /*
300          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
301          * we will often be called with the same page as last time and
302          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
303          */
304         if (bio->bi_vcnt > 0) {
305                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
306
307                 if (page == prev->bv_page &&
308                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
309                         prev->bv_len += len;
310                         if (q->merge_bvec_fn &&
311                             q->merge_bvec_fn(q, bio, prev) < len) {
312                                 prev->bv_len -= len;
313                                 return 0;
314                         }
315
316                         goto done;
317                 }
318         }
319
320         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
321                 return 0;
322
323         /*
324          * we might lose a segment or two here, but rather that than
325          * make this too complex.
326          */
327
328         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
329                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
330                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
331
332                 if (retried_segments)
333                         return 0;
334
335                 retried_segments = 1;
336                 blk_recount_segments(q, bio);
337         }
338
339         /*
340          * setup the new entry, we might clear it again later if we
341          * cannot add the page
342          */
343         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
344         bvec->bv_page = page;
345         bvec->bv_len = len;
346         bvec->bv_offset = offset;
347
348         /*
349          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
350          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
351          * queue to get further control
352          */
353         if (q->merge_bvec_fn) {
354                 /*
355                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
356                  * at this offset
357                  */
358                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
359                         bvec->bv_page = NULL;
360                         bvec->bv_len = 0;
361                         bvec->bv_offset = 0;
362                         return 0;
363                 }
364         }
365
366         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
367         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
368             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
369                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
370
371         bio->bi_vcnt++;
372         bio->bi_phys_segments++;
373         bio->bi_hw_segments++;
374  done:
375         bio->bi_size += len;
376         return len;
377 }
378
379 /**
380  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
381  *      @q: the target queue
382  *      @bio: destination bio
383  *      @page: page to add
384  *      @len: vec entry length
385  *      @offset: vec entry offset
386  *
387  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
388  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
389  *      device limitations. The target block device must allow bio's
390  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
391  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
392  */
393 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
394                     unsigned int len, unsigned int offset)
395 {
396         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
397 }
398
399 /**
400  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
401  *      @bio: destination bio
402  *      @page: page to add
403  *      @len: vec entry length
404  *      @offset: vec entry offset
405  *
406  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
407  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
408  *      device limitations. The target block device must allow bio's
409  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
410  *      page to an empty bio.
411  */
412 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
413                  unsigned int offset)
414 {
415         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
416         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
417 }
418
419 struct bio_map_data {
420         struct bio_vec *iovecs;
421         int nr_sgvecs;
422         struct sg_iovec *sgvecs;
423 };
424
425 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
426                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
427 {
428         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
429         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
430         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
431         bio->bi_private = bmd;
432 }
433
434 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
435 {
436         kfree(bmd->iovecs);
437         kfree(bmd->sgvecs);
438         kfree(bmd);
439 }
440
441 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count)
442 {
443         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
444
445         if (!bmd)
446                 return NULL;
447
448         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
449         if (!bmd->iovecs) {
450                 kfree(bmd);
451                 return NULL;
452         }
453
454         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, GFP_KERNEL);
455         if (bmd->sgvecs)
456                 return bmd;
457
458         kfree(bmd->iovecs);
459         kfree(bmd);
460         return NULL;
461 }
462
463 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
464                           int uncopy)
465 {
466         int ret = 0, i;
467         struct bio_vec *bvec;
468         int iov_idx = 0;
469         unsigned int iov_off = 0;
470         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
471
472         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
473                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
474                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
475
476                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
477                         unsigned int bytes;
478                         char *iov_addr;
479
480                         bytes = min_t(unsigned int,
481                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
482                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
483
484                         if (!ret) {
485                                 if (!read && !uncopy)
486                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
487                                                              bytes);
488                                 if (read && uncopy)
489                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
490                                                            bytes);
491
492                                 if (ret)
493                                         ret = -EFAULT;
494                         }
495
496                         bv_len -= bytes;
497                         bv_addr += bytes;
498                         iov_addr += bytes;
499                         iov_off += bytes;
500
501                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
502                                 iov_idx++;
503                                 iov_off = 0;
504                         }
505                 }
506
507                 if (uncopy)
508                         __free_page(bvec->bv_page);
509         }
510
511         return ret;
512 }
513
514 /**
515  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
516  *      @bio: bio being terminated
517  *
518  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
519  *      to user space in case of a read.
520  */
521 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
522 {
523         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
524         int ret;
525
526         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
527
528         bio_free_map_data(bmd);
529         bio_put(bio);
530         return ret;
531 }
532
533 /**
534  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
535  *      @q: destination block queue
536  *      @iov:   the iovec.
537  *      @iov_count: number of elements in the iovec
538  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
539  *
540  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
541  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
542  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
543  */
544 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
545                               int iov_count, int write_to_vm)
546 {
547         struct bio_map_data *bmd;
548         struct bio_vec *bvec;
549         struct page *page;
550         struct bio *bio;
551         int i, ret;
552         int nr_pages = 0;
553         unsigned int len = 0;
554
555         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
556                 unsigned long uaddr;
557                 unsigned long end;
558                 unsigned long start;
559
560                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
561                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
562                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
563
564                 nr_pages += end - start;
565                 len += iov[i].iov_len;
566         }
567
568         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count);
569         if (!bmd)
570                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
571
572         ret = -ENOMEM;
573         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
574         if (!bio)
575                 goto out_bmd;
576
577         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
578
579         ret = 0;
580         while (len) {
581                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
582
583                 if (bytes > len)
584                         bytes = len;
585
586                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
587                 if (!page) {
588                         ret = -ENOMEM;
589                         break;
590                 }
591
592                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
593                         break;
594
595                 len -= bytes;
596         }
597
598         if (ret)
599                 goto cleanup;
600
601         /*
602          * success
603          */
604         if (!write_to_vm) {
605                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0);
606                 if (ret)
607                         goto cleanup;
608         }
609
610         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
611         return bio;
612 cleanup:
613         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
614                 __free_page(bvec->bv_page);
615
616         bio_put(bio);
617 out_bmd:
618         bio_free_map_data(bmd);
619         return ERR_PTR(ret);
620 }
621
622 /**
623  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
624  *      @q: destination block queue
625  *      @uaddr: start of user address
626  *      @len: length in bytes
627  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
628  *
629  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
630  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
631  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
632  */
633 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
634                           unsigned int len, int write_to_vm)
635 {
636         struct sg_iovec iov;
637
638         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
639         iov.iov_len = len;
640
641         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
642 }
643
644 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
645                                       struct block_device *bdev,
646                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
647                                       int write_to_vm)
648 {
649         int i, j;
650         int nr_pages = 0;
651         struct page **pages;
652         struct bio *bio;
653         int cur_page = 0;
654         int ret, offset;
655
656         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
657                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
658                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
659                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
660                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
661
662                 nr_pages += end - start;
663                 /*
664                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
665                  */
666                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
667                         return ERR_PTR(-EINVAL);
668         }
669
670         if (!nr_pages)
671                 return ERR_PTR(-EINVAL);
672
673         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
674         if (!bio)
675                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
676
677         ret = -ENOMEM;
678         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
679         if (!pages)
680                 goto out;
681
682         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
683                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
684                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
685                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
686                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
687                 const int local_nr_pages = end - start;
688                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
689                 
690                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
691                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
692                                      local_nr_pages,
693                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
694                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
695
696                 if (ret < local_nr_pages) {
697                         ret = -EFAULT;
698                         goto out_unmap;
699                 }
700
701                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
702                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
703                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
704
705                         if (len <= 0)
706                                 break;
707                         
708                         if (bytes > len)
709                                 bytes = len;
710
711                         /*
712                          * sorry...
713                          */
714                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
715                                             bytes)
716                                 break;
717
718                         len -= bytes;
719                         offset = 0;
720                 }
721
722                 cur_page = j;
723                 /*
724                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
725                  */
726                 while (j < page_limit)
727                         page_cache_release(pages[j++]);
728         }
729
730         kfree(pages);
731
732         /*
733          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
734          */
735         if (!write_to_vm)
736                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
737
738         bio->bi_bdev = bdev;
739         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
740         return bio;
741
742  out_unmap:
743         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
744                 if(!pages[i])
745                         break;
746                 page_cache_release(pages[i]);
747         }
748  out:
749         kfree(pages);
750         bio_put(bio);
751         return ERR_PTR(ret);
752 }
753
754 /**
755  *      bio_map_user    -       map user address into bio
756  *      @q: the struct request_queue for the bio
757  *      @bdev: destination block device
758  *      @uaddr: start of user address
759  *      @len: length in bytes
760  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
761  *
762  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
763  *      device. Returns an error pointer in case of error.
764  */
765 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
766                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
767 {
768         struct sg_iovec iov;
769
770         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
771         iov.iov_len = len;
772
773         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
774 }
775
776 /**
777  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
778  *      @q: the struct request_queue for the bio
779  *      @bdev: destination block device
780  *      @iov:   the iovec.
781  *      @iov_count: number of elements in the iovec
782  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
783  *
784  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
785  *      device. Returns an error pointer in case of error.
786  */
787 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
788                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
789                              int write_to_vm)
790 {
791         struct bio *bio;
792
793         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
794
795         if (IS_ERR(bio))
796                 return bio;
797
798         /*
799          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
800          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
801          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
802          * reference to it
803          */
804         bio_get(bio);
805
806         return bio;
807 }
808
809 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
810 {
811         struct bio_vec *bvec;
812         int i;
813
814         /*
815          * make sure we dirty pages we wrote to
816          */
817         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
818                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
819                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
820
821                 page_cache_release(bvec->bv_page);
822         }
823
824         bio_put(bio);
825 }
826
827 /**
828  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
829  *      @bio:           the bio being unmapped
830  *
831  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
832  *      a process context.
833  *
834  *      bio_unmap_user() may sleep.
835  */
836 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
837 {
838         __bio_unmap_user(bio);
839         bio_put(bio);
840 }
841
842 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
843 {
844         bio_put(bio);
845 }
846
847
848 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
849                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
850 {
851         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
852         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
853         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
854         const int nr_pages = end - start;
855         int offset, i;
856         struct bio *bio;
857
858         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
859         if (!bio)
860                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
861
862         offset = offset_in_page(kaddr);
863         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
864                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
865
866                 if (len <= 0)
867                         break;
868
869                 if (bytes > len)
870                         bytes = len;
871
872                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
873                                     offset) < bytes)
874                         break;
875
876                 data += bytes;
877                 len -= bytes;
878                 offset = 0;
879         }
880
881         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
882         return bio;
883 }
884
885 /**
886  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
887  *      @q: the struct request_queue for the bio
888  *      @data: pointer to buffer to map
889  *      @len: length in bytes
890  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
891  *
892  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
893  *      device. Returns an error pointer in case of error.
894  */
895 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
896                          gfp_t gfp_mask)
897 {
898         struct bio *bio;
899
900         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
901         if (IS_ERR(bio))
902                 return bio;
903
904         if (bio->bi_size == len)
905                 return bio;
906
907         /*
908          * Don't support partial mappings.
909          */
910         bio_put(bio);
911         return ERR_PTR(-EINVAL);
912 }
913
914 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
915 {
916         struct bio_vec *bvec;
917         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
918         char *p = bio->bi_private;
919         int i;
920
921         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
922                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
923
924                 if (read && !err)
925                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
926
927                 __free_page(bvec->bv_page);
928                 p += bvec->bv_len;
929         }
930
931         bio_put(bio);
932 }
933
934 /**
935  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
936  *      @q: the struct request_queue for the bio
937  *      @data: pointer to buffer to copy
938  *      @len: length in bytes
939  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
940  *      @reading: data direction is READ
941  *
942  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
943  *      device. Returns an error pointer in case of error.
944  */
945 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
946                           gfp_t gfp_mask, int reading)
947 {
948         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
949         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
950         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
951         const int nr_pages = end - start;
952         struct bio *bio;
953         struct bio_vec *bvec;
954         int i, ret;
955
956         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
957         if (!bio)
958                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
959
960         while (len) {
961                 struct page *page;
962                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
963
964                 if (bytes > len)
965                         bytes = len;
966
967                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
968                 if (!page) {
969                         ret = -ENOMEM;
970                         goto cleanup;
971                 }
972
973                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
974                         ret = -EINVAL;
975                         goto cleanup;
976                 }
977
978                 len -= bytes;
979         }
980
981         if (!reading) {
982                 void *p = data;
983
984                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
985                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
986
987                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
988                         p += bvec->bv_len;
989                 }
990         }
991
992         bio->bi_private = data;
993         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
994         return bio;
995 cleanup:
996         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
997                 __free_page(bvec->bv_page);
998
999         bio_put(bio);
1000
1001         return ERR_PTR(ret);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1006  * for performing direct-IO in BIOs.
1007  *
1008  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1009  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1010  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1011  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1012  * in process context.
1013  *
1014  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1015  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1016  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1017  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1018  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1019  *
1020  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1021  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1022  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1023  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1024  * pagecache.
1025  *
1026  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1027  * deferred bio dirtying paths.
1028  */
1029
1030 /*
1031  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1032  */
1033 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1034 {
1035         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1036         int i;
1037
1038         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1039                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1040
1041                 if (page && !PageCompound(page))
1042                         set_page_dirty_lock(page);
1043         }
1044 }
1045
1046 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1047 {
1048         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1049         int i;
1050
1051         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1052                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1053
1054                 if (page)
1055                         put_page(page);
1056         }
1057 }
1058
1059 /*
1060  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1061  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1062  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1063  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1064  *
1065  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1066  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1067  * run one bio_put() against the BIO.
1068  */
1069
1070 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1071
1072 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1073 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1074 static struct bio *bio_dirty_list;
1075
1076 /*
1077  * This runs in process context
1078  */
1079 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1080 {
1081         unsigned long flags;
1082         struct bio *bio;
1083
1084         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1085         bio = bio_dirty_list;
1086         bio_dirty_list = NULL;
1087         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1088
1089         while (bio) {
1090                 struct bio *next = bio->bi_private;
1091
1092                 bio_set_pages_dirty(bio);
1093                 bio_release_pages(bio);
1094                 bio_put(bio);
1095                 bio = next;
1096         }
1097 }
1098
1099 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1100 {
1101         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1102         int nr_clean_pages = 0;
1103         int i;
1104
1105         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1106                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1107
1108                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1109                         page_cache_release(page);
1110                         bvec[i].bv_page = NULL;
1111                 } else {
1112                         nr_clean_pages++;
1113                 }
1114         }
1115
1116         if (nr_clean_pages) {
1117                 unsigned long flags;
1118
1119                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1120                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1121                 bio_dirty_list = bio;
1122                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1123                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1124         } else {
1125                 bio_put(bio);
1126         }
1127 }
1128
1129 /**
1130  * bio_endio - end I/O on a bio
1131  * @bio:        bio
1132  * @error:      error, if any
1133  *
1134  * Description:
1135  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1136  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1137  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1138  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1139  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1140  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1141  *   function.
1142  **/
1143 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1144 {
1145         if (error)
1146                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1147         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1148                 error = -EIO;
1149
1150         if (bio->bi_end_io)
1151                 bio->bi_end_io(bio, error);
1152 }
1153
1154 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1155 {
1156         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1157                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1158
1159                 bio_endio(master, bp->error);
1160                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1161         }
1162 }
1163
1164 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1165 {
1166         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1167
1168         if (err)
1169                 bp->error = err;
1170
1171         bio_pair_release(bp);
1172 }
1173
1174 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1175 {
1176         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1177
1178         if (err)
1179                 bp->error = err;
1180
1181         bio_pair_release(bp);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1186  * in it's iovec
1187  */
1188 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1189 {
1190         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1191
1192         if (!bp)
1193                 return bp;
1194
1195         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1196                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1197
1198         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1199         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1200         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1201         bp->error = 0;
1202         bp->bio1 = *bi;
1203         bp->bio2 = *bi;
1204         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1205         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1206         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1207
1208         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1209         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1210         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1211         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1212         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1213
1214         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1215         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1216
1217         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1218         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1219
1220         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1221         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1222
1223         bp->bio1.bi_private = bi;
1224         bp->bio2.bi_private = pool;
1225
1226         return bp;
1227 }
1228
1229
1230 /*
1231  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1232  * use the global biovec slabs created for general use.
1233  */
1234 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1235 {
1236         int i;
1237
1238         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1239                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1240                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1241
1242                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1243                 if (!*bvp)
1244                         return -ENOMEM;
1245         }
1246         return 0;
1247 }
1248
1249 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1250 {
1251         int i;
1252
1253         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1254                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1255
1256                 if (bvp)
1257                         mempool_destroy(bvp);
1258         }
1259
1260 }
1261
1262 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1263 {
1264         if (bs->bio_pool)
1265                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1266
1267         biovec_free_pools(bs);
1268
1269         kfree(bs);
1270 }
1271
1272 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1273 {
1274         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1275
1276         if (!bs)
1277                 return NULL;
1278
1279         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1280         if (!bs->bio_pool)
1281                 goto bad;
1282
1283         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1284                 return bs;
1285
1286 bad:
1287         bioset_free(bs);
1288         return NULL;
1289 }
1290
1291 static void __init biovec_init_slabs(void)
1292 {
1293         int i;
1294
1295         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1296                 int size;
1297                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1298
1299                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1300                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1301                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1302         }
1303 }
1304
1305 static int __init init_bio(void)
1306 {
1307         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1308
1309         biovec_init_slabs();
1310
1311         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1312         if (!fs_bio_set)
1313                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1314
1315         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1316                                                      sizeof(struct bio_pair));
1317         if (!bio_split_pool)
1318                 panic("bio: can't create split pool\n");
1319
1320         return 0;
1321 }
1322
1323 subsys_initcall(init_bio);
1324
1325 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1326 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1327 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1328 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1329 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1330 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1331 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1332 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1333 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1334 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1335 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1336 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1337 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1338 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1339 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1340 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1341 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1342 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1343 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1344 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1345 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1346 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1347 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1348 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);