[PATCH] kill bio->bi_set
[linux-3.10.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@suse.de>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/mempool.h>
27 #include <linux/workqueue.h>
28
29 #define BIO_POOL_SIZE 256
30
31 static kmem_cache_t *bio_slab;
32
33 #define BIOVEC_NR_POOLS 6
34
35 /*
36  * a small number of entries is fine, not going to be performance critical.
37  * basically we just need to survive
38  */
39 #define BIO_SPLIT_ENTRIES 8     
40 mempool_t *bio_split_pool;
41
42 struct biovec_slab {
43         int nr_vecs;
44         char *name; 
45         kmem_cache_t *slab;
46 };
47
48 /*
49  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
50  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
51  * unsigned short
52  */
53
54 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
55 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
56         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
57 };
58 #undef BV
59
60 /*
61  * bio_set is used to allow other portions of the IO system to
62  * allocate their own private memory pools for bio and iovec structures.
63  * These memory pools in turn all allocate from the bio_slab
64  * and the bvec_slabs[].
65  */
66 struct bio_set {
67         mempool_t *bio_pool;
68         mempool_t *bvec_pools[BIOVEC_NR_POOLS];
69 };
70
71 /*
72  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
73  * IO code that does not need private memory pools.
74  */
75 static struct bio_set *fs_bio_set;
76
77 static inline struct bio_vec *bvec_alloc_bs(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
78 {
79         struct bio_vec *bvl;
80         struct biovec_slab *bp;
81
82         /*
83          * see comment near bvec_array define!
84          */
85         switch (nr) {
86                 case   1        : *idx = 0; break;
87                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
88                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
89                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
90                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
91                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
92                 default:
93                         return NULL;
94         }
95         /*
96          * idx now points to the pool we want to allocate from
97          */
98
99         bp = bvec_slabs + *idx;
100         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
101         if (bvl)
102                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
103
104         return bvl;
105 }
106
107 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
108 {
109         const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
110
111         BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
112
113         mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
114         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
115 }
116
117 /*
118  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
119  */
120 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
121 {
122         bio_free(bio, fs_bio_set);
123 }
124
125 inline void bio_init(struct bio *bio)
126 {
127         bio->bi_next = NULL;
128         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
129         bio->bi_rw = 0;
130         bio->bi_vcnt = 0;
131         bio->bi_idx = 0;
132         bio->bi_phys_segments = 0;
133         bio->bi_hw_segments = 0;
134         bio->bi_hw_front_size = 0;
135         bio->bi_hw_back_size = 0;
136         bio->bi_size = 0;
137         bio->bi_max_vecs = 0;
138         bio->bi_end_io = NULL;
139         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
140         bio->bi_private = NULL;
141 }
142
143 /**
144  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
145  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
146  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
147  * @bs:         the bio_set to allocate from
148  *
149  * Description:
150  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
151  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
152  *   for a &struct bio to become free.
153  *
154  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
155  *   bio_set structure.
156  **/
157 struct bio *bio_alloc_bioset(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
158 {
159         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
160
161         if (likely(bio)) {
162                 struct bio_vec *bvl = NULL;
163
164                 bio_init(bio);
165                 if (likely(nr_iovecs)) {
166                         unsigned long idx;
167
168                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
169                         if (unlikely(!bvl)) {
170                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
171                                 bio = NULL;
172                                 goto out;
173                         }
174                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
175                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
176                 }
177                 bio->bi_io_vec = bvl;
178         }
179 out:
180         return bio;
181 }
182
183 struct bio *bio_alloc(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr_iovecs)
184 {
185         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
186
187         if (bio)
188                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
189
190         return bio;
191 }
192
193 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
194 {
195         unsigned long flags;
196         struct bio_vec *bv;
197         int i;
198
199         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
200                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
201                 memset(data, 0, bv->bv_len);
202                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
203                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
204         }
205 }
206 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
207
208 /**
209  * bio_put - release a reference to a bio
210  * @bio:   bio to release reference to
211  *
212  * Description:
213  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
214  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
215  **/
216 void bio_put(struct bio *bio)
217 {
218         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
219
220         /*
221          * last put frees it
222          */
223         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
224                 bio->bi_next = NULL;
225                 bio->bi_destructor(bio);
226         }
227 }
228
229 inline int bio_phys_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
230 {
231         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
232                 blk_recount_segments(q, bio);
233
234         return bio->bi_phys_segments;
235 }
236
237 inline int bio_hw_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
238 {
239         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
240                 blk_recount_segments(q, bio);
241
242         return bio->bi_hw_segments;
243 }
244
245 /**
246  *      __bio_clone     -       clone a bio
247  *      @bio: destination bio
248  *      @bio_src: bio to clone
249  *
250  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
251  *      the actual data it points to. Reference count of returned
252  *      bio will be one.
253  */
254 inline void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
255 {
256         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio_src->bi_bdev);
257
258         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
259                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
260
261         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
262         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
263         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
264         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
265         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
266         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
267         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
268         bio_phys_segments(q, bio);
269         bio_hw_segments(q, bio);
270 }
271
272 /**
273  *      bio_clone       -       clone a bio
274  *      @bio: bio to clone
275  *      @gfp_mask: allocation priority
276  *
277  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
278  */
279 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, unsigned int __nocast gfp_mask)
280 {
281         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
282
283         if (b) {
284                 b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
285                 __bio_clone(b, bio);
286         }
287
288         return b;
289 }
290
291 /**
292  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
293  *      @bdev:  I/O target
294  *
295  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
296  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
297  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
298  *      on offset.
299  */
300 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
301 {
302         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bdev);
303         int nr_pages;
304
305         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
306         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
307                 nr_pages = q->max_phys_segments;
308         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
309                 nr_pages = q->max_hw_segments;
310
311         return nr_pages;
312 }
313
314 static int __bio_add_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page
315                           *page, unsigned int len, unsigned int offset)
316 {
317         int retried_segments = 0;
318         struct bio_vec *bvec;
319
320         /*
321          * cloned bio must not modify vec list
322          */
323         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
324                 return 0;
325
326         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
327                 return 0;
328
329         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > q->max_sectors)
330                 return 0;
331
332         /*
333          * we might lose a segment or two here, but rather that than
334          * make this too complex.
335          */
336
337         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
338                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
339                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
340
341                 if (retried_segments)
342                         return 0;
343
344                 retried_segments = 1;
345                 blk_recount_segments(q, bio);
346         }
347
348         /*
349          * setup the new entry, we might clear it again later if we
350          * cannot add the page
351          */
352         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
353         bvec->bv_page = page;
354         bvec->bv_len = len;
355         bvec->bv_offset = offset;
356
357         /*
358          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
359          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
360          * queue to get further control
361          */
362         if (q->merge_bvec_fn) {
363                 /*
364                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
365                  * at this offset
366                  */
367                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
368                         bvec->bv_page = NULL;
369                         bvec->bv_len = 0;
370                         bvec->bv_offset = 0;
371                         return 0;
372                 }
373         }
374
375         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
376         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
377             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
378                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
379
380         bio->bi_vcnt++;
381         bio->bi_phys_segments++;
382         bio->bi_hw_segments++;
383         bio->bi_size += len;
384         return len;
385 }
386
387 /**
388  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
389  *      @bio: destination bio
390  *      @page: page to add
391  *      @len: vec entry length
392  *      @offset: vec entry offset
393  *
394  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
395  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
396  *      device limitations. The target block device must allow bio's
397  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
398  *      page to an empty bio.
399  */
400 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
401                  unsigned int offset)
402 {
403         return __bio_add_page(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio, page,
404                               len, offset);
405 }
406
407 struct bio_map_data {
408         struct bio_vec *iovecs;
409         void __user *userptr;
410 };
411
412 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio)
413 {
414         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
415         bio->bi_private = bmd;
416 }
417
418 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
419 {
420         kfree(bmd->iovecs);
421         kfree(bmd);
422 }
423
424 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs)
425 {
426         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
427
428         if (!bmd)
429                 return NULL;
430
431         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
432         if (bmd->iovecs)
433                 return bmd;
434
435         kfree(bmd);
436         return NULL;
437 }
438
439 /**
440  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
441  *      @bio: bio being terminated
442  *
443  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
444  *      to user space in case of a read.
445  */
446 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
447 {
448         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
449         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
450         struct bio_vec *bvec;
451         int i, ret = 0;
452
453         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
454                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
455                 unsigned int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
456
457                 if (read && !ret && copy_to_user(bmd->userptr, addr, len))
458                         ret = -EFAULT;
459
460                 __free_page(bvec->bv_page);
461                 bmd->userptr += len;
462         }
463         bio_free_map_data(bmd);
464         bio_put(bio);
465         return ret;
466 }
467
468 /**
469  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
470  *      @q: destination block queue
471  *      @uaddr: start of user address
472  *      @len: length in bytes
473  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
474  *
475  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
476  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
477  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
478  */
479 struct bio *bio_copy_user(request_queue_t *q, unsigned long uaddr,
480                           unsigned int len, int write_to_vm)
481 {
482         unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
483         unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
484         struct bio_map_data *bmd;
485         struct bio_vec *bvec;
486         struct page *page;
487         struct bio *bio;
488         int i, ret;
489
490         bmd = bio_alloc_map_data(end - start);
491         if (!bmd)
492                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
493
494         bmd->userptr = (void __user *) uaddr;
495
496         ret = -ENOMEM;
497         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, end - start);
498         if (!bio)
499                 goto out_bmd;
500
501         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
502
503         ret = 0;
504         while (len) {
505                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
506
507                 if (bytes > len)
508                         bytes = len;
509
510                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
511                 if (!page) {
512                         ret = -ENOMEM;
513                         break;
514                 }
515
516                 if (__bio_add_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
517                         ret = -EINVAL;
518                         break;
519                 }
520
521                 len -= bytes;
522         }
523
524         if (ret)
525                 goto cleanup;
526
527         /*
528          * success
529          */
530         if (!write_to_vm) {
531                 char __user *p = (char __user *) uaddr;
532
533                 /*
534                  * for a write, copy in data to kernel pages
535                  */
536                 ret = -EFAULT;
537                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
538                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
539
540                         if (copy_from_user(addr, p, bvec->bv_len))
541                                 goto cleanup;
542                         p += bvec->bv_len;
543                 }
544         }
545
546         bio_set_map_data(bmd, bio);
547         return bio;
548 cleanup:
549         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
550                 __free_page(bvec->bv_page);
551
552         bio_put(bio);
553 out_bmd:
554         bio_free_map_data(bmd);
555         return ERR_PTR(ret);
556 }
557
558 static struct bio *__bio_map_user(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
559                                   unsigned long uaddr, unsigned int len,
560                                   int write_to_vm)
561 {
562         unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
563         unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
564         const int nr_pages = end - start;
565         int ret, offset, i;
566         struct page **pages;
567         struct bio *bio;
568
569         /*
570          * transfer and buffer must be aligned to at least hardsector
571          * size for now, in the future we can relax this restriction
572          */
573         if ((uaddr & queue_dma_alignment(q)) || (len & queue_dma_alignment(q)))
574                 return ERR_PTR(-EINVAL);
575
576         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
577         if (!bio)
578                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
579
580         ret = -ENOMEM;
581         pages = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
582         if (!pages)
583                 goto out;
584
585         down_read(&current->mm->mmap_sem);
586         ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr, nr_pages,
587                                                 write_to_vm, 0, pages, NULL);
588         up_read(&current->mm->mmap_sem);
589
590         if (ret < nr_pages)
591                 goto out;
592
593         bio->bi_bdev = bdev;
594
595         offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
596         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
597                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
598
599                 if (len <= 0)
600                         break;
601
602                 if (bytes > len)
603                         bytes = len;
604
605                 /*
606                  * sorry...
607                  */
608                 if (__bio_add_page(q, bio, pages[i], bytes, offset) < bytes)
609                         break;
610
611                 len -= bytes;
612                 offset = 0;
613         }
614
615         /*
616          * release the pages we didn't map into the bio, if any
617          */
618         while (i < nr_pages)
619                 page_cache_release(pages[i++]);
620
621         kfree(pages);
622
623         /*
624          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
625          */
626         if (!write_to_vm)
627                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
628
629         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
630         return bio;
631 out:
632         kfree(pages);
633         bio_put(bio);
634         return ERR_PTR(ret);
635 }
636
637 /**
638  *      bio_map_user    -       map user address into bio
639  *      @q: the request_queue_t for the bio
640  *      @bdev: destination block device
641  *      @uaddr: start of user address
642  *      @len: length in bytes
643  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
644  *
645  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
646  *      device. Returns an error pointer in case of error.
647  */
648 struct bio *bio_map_user(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
649                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
650 {
651         struct bio *bio;
652
653         bio = __bio_map_user(q, bdev, uaddr, len, write_to_vm);
654
655         if (IS_ERR(bio))
656                 return bio;
657
658         /*
659          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
660          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
661          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
662          * reference to it
663          */
664         bio_get(bio);
665
666         if (bio->bi_size == len)
667                 return bio;
668
669         /*
670          * don't support partial mappings
671          */
672         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
673         bio_unmap_user(bio);
674         return ERR_PTR(-EINVAL);
675 }
676
677 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
678 {
679         struct bio_vec *bvec;
680         int i;
681
682         /*
683          * make sure we dirty pages we wrote to
684          */
685         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
686                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
687                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
688
689                 page_cache_release(bvec->bv_page);
690         }
691
692         bio_put(bio);
693 }
694
695 /**
696  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
697  *      @bio:           the bio being unmapped
698  *
699  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
700  *      a process context.
701  *
702  *      bio_unmap_user() may sleep.
703  */
704 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
705 {
706         __bio_unmap_user(bio);
707         bio_put(bio);
708 }
709
710 /*
711  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
712  * for performing direct-IO in BIOs.
713  *
714  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
715  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
716  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
717  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
718  * in process context.
719  *
720  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
721  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
722  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
723  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
724  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
725  *
726  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
727  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
728  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
729  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
730  * pagecache.
731  *
732  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
733  * deferred bio dirtying paths.
734  */
735
736 /*
737  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
738  */
739 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
740 {
741         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
742         int i;
743
744         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
745                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
746
747                 if (page && !PageCompound(page))
748                         set_page_dirty_lock(page);
749         }
750 }
751
752 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
753 {
754         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
755         int i;
756
757         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
758                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
759
760                 if (page)
761                         put_page(page);
762         }
763 }
764
765 /*
766  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
767  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
768  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
769  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
770  *
771  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
772  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
773  * run one bio_put() against the BIO.
774  */
775
776 static void bio_dirty_fn(void *data);
777
778 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn, NULL);
779 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
780 static struct bio *bio_dirty_list;
781
782 /*
783  * This runs in process context
784  */
785 static void bio_dirty_fn(void *data)
786 {
787         unsigned long flags;
788         struct bio *bio;
789
790         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
791         bio = bio_dirty_list;
792         bio_dirty_list = NULL;
793         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
794
795         while (bio) {
796                 struct bio *next = bio->bi_private;
797
798                 bio_set_pages_dirty(bio);
799                 bio_release_pages(bio);
800                 bio_put(bio);
801                 bio = next;
802         }
803 }
804
805 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
806 {
807         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
808         int nr_clean_pages = 0;
809         int i;
810
811         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
812                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
813
814                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
815                         page_cache_release(page);
816                         bvec[i].bv_page = NULL;
817                 } else {
818                         nr_clean_pages++;
819                 }
820         }
821
822         if (nr_clean_pages) {
823                 unsigned long flags;
824
825                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
826                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
827                 bio_dirty_list = bio;
828                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
829                 schedule_work(&bio_dirty_work);
830         } else {
831                 bio_put(bio);
832         }
833 }
834
835 /**
836  * bio_endio - end I/O on a bio
837  * @bio:        bio
838  * @bytes_done: number of bytes completed
839  * @error:      error, if any
840  *
841  * Description:
842  *   bio_endio() will end I/O on @bytes_done number of bytes. This may be
843  *   just a partial part of the bio, or it may be the whole bio. bio_endio()
844  *   is the preferred way to end I/O on a bio, it takes care of decrementing
845  *   bi_size and clearing BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and
846  *   and one of the established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in
847  *   case something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on
848  *   a bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
849  **/
850 void bio_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int error)
851 {
852         if (error)
853                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
854
855         if (unlikely(bytes_done > bio->bi_size)) {
856                 printk("%s: want %u bytes done, only %u left\n", __FUNCTION__,
857                                                 bytes_done, bio->bi_size);
858                 bytes_done = bio->bi_size;
859         }
860
861         bio->bi_size -= bytes_done;
862         bio->bi_sector += (bytes_done >> 9);
863
864         if (bio->bi_end_io)
865                 bio->bi_end_io(bio, bytes_done, error);
866 }
867
868 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
869 {
870         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
871                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
872
873                 bio_endio(master, master->bi_size, bp->error);
874                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
875         }
876 }
877
878 static int bio_pair_end_1(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
879 {
880         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
881
882         if (err)
883                 bp->error = err;
884
885         if (bi->bi_size)
886                 return 1;
887
888         bio_pair_release(bp);
889         return 0;
890 }
891
892 static int bio_pair_end_2(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
893 {
894         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
895
896         if (err)
897                 bp->error = err;
898
899         if (bi->bi_size)
900                 return 1;
901
902         bio_pair_release(bp);
903         return 0;
904 }
905
906 /*
907  * split a bio - only worry about a bio with a single page
908  * in it's iovec
909  */
910 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
911 {
912         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
913
914         if (!bp)
915                 return bp;
916
917         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
918         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
919         atomic_set(&bp->cnt, 3);
920         bp->error = 0;
921         bp->bio1 = *bi;
922         bp->bio2 = *bi;
923         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
924         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
925         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
926
927         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
928         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
929         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
930         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
931         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
932
933         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
934         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
935
936         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
937         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
938
939         bp->bio1.bi_private = bi;
940         bp->bio2.bi_private = pool;
941
942         return bp;
943 }
944
945 static void *bio_pair_alloc(unsigned int __nocast gfp_flags, void *data)
946 {
947         return kmalloc(sizeof(struct bio_pair), gfp_flags);
948 }
949
950 static void bio_pair_free(void *bp, void *data)
951 {
952         kfree(bp);
953 }
954
955
956 /*
957  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
958  * use the global biovec slabs created for general use.
959  */
960 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries, int scale)
961 {
962         int i;
963
964         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
965                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
966                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
967
968                 if (i >= scale)
969                         pool_entries >>= 1;
970
971                 *bvp = mempool_create(pool_entries, mempool_alloc_slab,
972                                         mempool_free_slab, bp->slab);
973                 if (!*bvp)
974                         return -ENOMEM;
975         }
976         return 0;
977 }
978
979 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
980 {
981         int i;
982
983         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
984                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
985
986                 if (bvp)
987                         mempool_destroy(bvp);
988         }
989
990 }
991
992 void bioset_free(struct bio_set *bs)
993 {
994         if (bs->bio_pool)
995                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
996
997         biovec_free_pools(bs);
998
999         kfree(bs);
1000 }
1001
1002 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size, int scale)
1003 {
1004         struct bio_set *bs = kmalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1005
1006         if (!bs)
1007                 return NULL;
1008
1009         memset(bs, 0, sizeof(*bs));
1010         bs->bio_pool = mempool_create(bio_pool_size, mempool_alloc_slab,
1011                         mempool_free_slab, bio_slab);
1012
1013         if (!bs->bio_pool)
1014                 goto bad;
1015
1016         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size, scale))
1017                 return bs;
1018
1019 bad:
1020         bioset_free(bs);
1021         return NULL;
1022 }
1023
1024 static void __init biovec_init_slabs(void)
1025 {
1026         int i;
1027
1028         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1029                 int size;
1030                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1031
1032                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1033                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1034                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1035         }
1036 }
1037
1038 static int __init init_bio(void)
1039 {
1040         int megabytes, bvec_pool_entries;
1041         int scale = BIOVEC_NR_POOLS;
1042
1043         bio_slab = kmem_cache_create("bio", sizeof(struct bio), 0,
1044                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1045
1046         biovec_init_slabs();
1047
1048         megabytes = nr_free_pages() >> (20 - PAGE_SHIFT);
1049
1050         /*
1051          * find out where to start scaling
1052          */
1053         if (megabytes <= 16)
1054                 scale = 0;
1055         else if (megabytes <= 32)
1056                 scale = 1;
1057         else if (megabytes <= 64)
1058                 scale = 2;
1059         else if (megabytes <= 96)
1060                 scale = 3;
1061         else if (megabytes <= 128)
1062                 scale = 4;
1063
1064         /*
1065          * scale number of entries
1066          */
1067         bvec_pool_entries = megabytes * 2;
1068         if (bvec_pool_entries > 256)
1069                 bvec_pool_entries = 256;
1070
1071         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, bvec_pool_entries, scale);
1072         if (!fs_bio_set)
1073                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1074
1075         bio_split_pool = mempool_create(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1076                                 bio_pair_alloc, bio_pair_free, NULL);
1077         if (!bio_split_pool)
1078                 panic("bio: can't create split pool\n");
1079
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 subsys_initcall(init_bio);
1084
1085 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1086 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1087 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1088 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1089 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1090 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1091 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1092 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1093 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1094 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1095 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1096 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1097 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1098 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1099 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1100 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1101 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1102 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1103 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1104 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1105 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);