8000e2fa16cb21a12f8288b3f0b7eeb8d88ab042
[linux-2.6.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/mempool.h>
27 #include <linux/workqueue.h>
28 #include <linux/blktrace_api.h>
29 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
30
31 static struct kmem_cache *bio_slab __read_mostly;
32
33 mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
34
35 /*
36  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
37  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
38  * unsigned short
39  */
40
41 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
42 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
43         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
44 };
45 #undef BV
46
47 /*
48  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
49  * IO code that does not need private memory pools.
50  */
51 struct bio_set *fs_bio_set;
52
53 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
54 {
55         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
56 }
57
58 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
59 {
60         struct bio_vec *bvl;
61
62         /*
63          * see comment near bvec_array define!
64          */
65         switch (nr) {
66                 case   1        : *idx = 0; break;
67                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
68                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
69                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
70                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
71                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
72                 default:
73                         return NULL;
74         }
75         /*
76          * idx now points to the pool we want to allocate from
77          */
78
79         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
80         if (bvl)
81                 memset(bvl, 0, bvec_nr_vecs(*idx) * sizeof(struct bio_vec));
82
83         return bvl;
84 }
85
86 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
87 {
88         if (bio->bi_io_vec) {
89                 const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
90
91                 BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
92
93                 mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
94         }
95
96         if (bio_integrity(bio))
97                 bio_integrity_free(bio, bio_set);
98
99         mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
100 }
101
102 /*
103  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
104  */
105 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
106 {
107         bio_free(bio, fs_bio_set);
108 }
109
110 void bio_init(struct bio *bio)
111 {
112         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
113         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
114         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
115 }
116
117 /**
118  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
119  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
120  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
121  * @bs:         the bio_set to allocate from
122  *
123  * Description:
124  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
125  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
126  *   for a &struct bio to become free.
127  *
128  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
129  *   bio_set structure.
130  **/
131 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
132 {
133         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
134
135         if (likely(bio)) {
136                 struct bio_vec *bvl = NULL;
137
138                 bio_init(bio);
139                 if (likely(nr_iovecs)) {
140                         unsigned long uninitialized_var(idx);
141
142                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
143                         if (unlikely(!bvl)) {
144                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
145                                 bio = NULL;
146                                 goto out;
147                         }
148                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
149                         bio->bi_max_vecs = bvec_nr_vecs(idx);
150                 }
151                 bio->bi_io_vec = bvl;
152         }
153 out:
154         return bio;
155 }
156
157 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
158 {
159         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
160
161         if (bio)
162                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
163
164         return bio;
165 }
166
167 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
168 {
169         unsigned long flags;
170         struct bio_vec *bv;
171         int i;
172
173         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
174                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
175                 memset(data, 0, bv->bv_len);
176                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
177                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
178         }
179 }
180 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
181
182 /**
183  * bio_put - release a reference to a bio
184  * @bio:   bio to release reference to
185  *
186  * Description:
187  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
188  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
189  **/
190 void bio_put(struct bio *bio)
191 {
192         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
193
194         /*
195          * last put frees it
196          */
197         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
198                 bio->bi_next = NULL;
199                 bio->bi_destructor(bio);
200         }
201 }
202
203 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
204 {
205         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
206                 blk_recount_segments(q, bio);
207
208         return bio->bi_phys_segments;
209 }
210
211 inline int bio_hw_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
212 {
213         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
214                 blk_recount_segments(q, bio);
215
216         return bio->bi_hw_segments;
217 }
218
219 /**
220  *      __bio_clone     -       clone a bio
221  *      @bio: destination bio
222  *      @bio_src: bio to clone
223  *
224  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
225  *      the actual data it points to. Reference count of returned
226  *      bio will be one.
227  */
228 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
229 {
230         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
231                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
232
233         /*
234          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
235          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
236          */
237         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
238         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
239         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
240         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
241         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
242         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
243         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
244 }
245
246 /**
247  *      bio_clone       -       clone a bio
248  *      @bio: bio to clone
249  *      @gfp_mask: allocation priority
250  *
251  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
252  */
253 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
254 {
255         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
256
257         if (!b)
258                 return NULL;
259
260         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
261         __bio_clone(b, bio);
262
263         if (bio_integrity(bio)) {
264                 int ret;
265
266                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, fs_bio_set);
267
268                 if (ret < 0)
269                         return NULL;
270         }
271
272         return b;
273 }
274
275 /**
276  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
277  *      @bdev:  I/O target
278  *
279  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
280  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
281  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
282  *      on offset.
283  */
284 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
285 {
286         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
287         int nr_pages;
288
289         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
290         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
291                 nr_pages = q->max_phys_segments;
292         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
293                 nr_pages = q->max_hw_segments;
294
295         return nr_pages;
296 }
297
298 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
299                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
300                           unsigned short max_sectors)
301 {
302         int retried_segments = 0;
303         struct bio_vec *bvec;
304
305         /*
306          * cloned bio must not modify vec list
307          */
308         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
309                 return 0;
310
311         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
312                 return 0;
313
314         /*
315          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
316          * we will often be called with the same page as last time and
317          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
318          */
319         if (bio->bi_vcnt > 0) {
320                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
321
322                 if (page == prev->bv_page &&
323                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
324                         prev->bv_len += len;
325
326                         if (q->merge_bvec_fn) {
327                                 struct bvec_merge_data bvm = {
328                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
329                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
330                                         .bi_size = bio->bi_size,
331                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
332                                 };
333
334                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
335                                         prev->bv_len -= len;
336                                         return 0;
337                                 }
338                         }
339
340                         goto done;
341                 }
342         }
343
344         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
345                 return 0;
346
347         /*
348          * we might lose a segment or two here, but rather that than
349          * make this too complex.
350          */
351
352         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
353                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
354                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
355
356                 if (retried_segments)
357                         return 0;
358
359                 retried_segments = 1;
360                 blk_recount_segments(q, bio);
361         }
362
363         /*
364          * setup the new entry, we might clear it again later if we
365          * cannot add the page
366          */
367         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
368         bvec->bv_page = page;
369         bvec->bv_len = len;
370         bvec->bv_offset = offset;
371
372         /*
373          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
374          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
375          * queue to get further control
376          */
377         if (q->merge_bvec_fn) {
378                 struct bvec_merge_data bvm = {
379                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
380                         .bi_sector = bio->bi_sector,
381                         .bi_size = bio->bi_size,
382                         .bi_rw = bio->bi_rw,
383                 };
384
385                 /*
386                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
387                  * at this offset
388                  */
389                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
390                         bvec->bv_page = NULL;
391                         bvec->bv_len = 0;
392                         bvec->bv_offset = 0;
393                         return 0;
394                 }
395         }
396
397         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
398         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
399             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
400                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
401
402         bio->bi_vcnt++;
403         bio->bi_phys_segments++;
404         bio->bi_hw_segments++;
405  done:
406         bio->bi_size += len;
407         return len;
408 }
409
410 /**
411  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
412  *      @q: the target queue
413  *      @bio: destination bio
414  *      @page: page to add
415  *      @len: vec entry length
416  *      @offset: vec entry offset
417  *
418  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
419  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
420  *      device limitations. The target block device must allow bio's
421  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
422  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
423  */
424 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
425                     unsigned int len, unsigned int offset)
426 {
427         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
428 }
429
430 /**
431  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
432  *      @bio: destination bio
433  *      @page: page to add
434  *      @len: vec entry length
435  *      @offset: vec entry offset
436  *
437  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
438  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
439  *      device limitations. The target block device must allow bio's
440  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
441  *      page to an empty bio.
442  */
443 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
444                  unsigned int offset)
445 {
446         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
447         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
448 }
449
450 struct bio_map_data {
451         struct bio_vec *iovecs;
452         int nr_sgvecs;
453         struct sg_iovec *sgvecs;
454 };
455
456 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
457                              struct sg_iovec *iov, int iov_count)
458 {
459         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
460         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
461         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
462         bio->bi_private = bmd;
463 }
464
465 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
466 {
467         kfree(bmd->iovecs);
468         kfree(bmd->sgvecs);
469         kfree(bmd);
470 }
471
472 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count)
473 {
474         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
475
476         if (!bmd)
477                 return NULL;
478
479         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
480         if (!bmd->iovecs) {
481                 kfree(bmd);
482                 return NULL;
483         }
484
485         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, GFP_KERNEL);
486         if (bmd->sgvecs)
487                 return bmd;
488
489         kfree(bmd->iovecs);
490         kfree(bmd);
491         return NULL;
492 }
493
494 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
495                           int uncopy)
496 {
497         int ret = 0, i;
498         struct bio_vec *bvec;
499         int iov_idx = 0;
500         unsigned int iov_off = 0;
501         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
502
503         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
504                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
505                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
506
507                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
508                         unsigned int bytes;
509                         char *iov_addr;
510
511                         bytes = min_t(unsigned int,
512                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
513                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
514
515                         if (!ret) {
516                                 if (!read && !uncopy)
517                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
518                                                              bytes);
519                                 if (read && uncopy)
520                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
521                                                            bytes);
522
523                                 if (ret)
524                                         ret = -EFAULT;
525                         }
526
527                         bv_len -= bytes;
528                         bv_addr += bytes;
529                         iov_addr += bytes;
530                         iov_off += bytes;
531
532                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
533                                 iov_idx++;
534                                 iov_off = 0;
535                         }
536                 }
537
538                 if (uncopy)
539                         __free_page(bvec->bv_page);
540         }
541
542         return ret;
543 }
544
545 /**
546  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
547  *      @bio: bio being terminated
548  *
549  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
550  *      to user space in case of a read.
551  */
552 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
553 {
554         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
555         int ret;
556
557         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
558
559         bio_free_map_data(bmd);
560         bio_put(bio);
561         return ret;
562 }
563
564 /**
565  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
566  *      @q: destination block queue
567  *      @iov:   the iovec.
568  *      @iov_count: number of elements in the iovec
569  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
570  *
571  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
572  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
573  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
574  */
575 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
576                               int iov_count, int write_to_vm)
577 {
578         struct bio_map_data *bmd;
579         struct bio_vec *bvec;
580         struct page *page;
581         struct bio *bio;
582         int i, ret;
583         int nr_pages = 0;
584         unsigned int len = 0;
585
586         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
587                 unsigned long uaddr;
588                 unsigned long end;
589                 unsigned long start;
590
591                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
592                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
593                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
594
595                 nr_pages += end - start;
596                 len += iov[i].iov_len;
597         }
598
599         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count);
600         if (!bmd)
601                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
602
603         ret = -ENOMEM;
604         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
605         if (!bio)
606                 goto out_bmd;
607
608         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
609
610         ret = 0;
611         while (len) {
612                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
613
614                 if (bytes > len)
615                         bytes = len;
616
617                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
618                 if (!page) {
619                         ret = -ENOMEM;
620                         break;
621                 }
622
623                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
624                         break;
625
626                 len -= bytes;
627         }
628
629         if (ret)
630                 goto cleanup;
631
632         /*
633          * success
634          */
635         if (!write_to_vm) {
636                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0);
637                 if (ret)
638                         goto cleanup;
639         }
640
641         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
642         return bio;
643 cleanup:
644         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
645                 __free_page(bvec->bv_page);
646
647         bio_put(bio);
648 out_bmd:
649         bio_free_map_data(bmd);
650         return ERR_PTR(ret);
651 }
652
653 /**
654  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
655  *      @q: destination block queue
656  *      @uaddr: start of user address
657  *      @len: length in bytes
658  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
659  *
660  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
661  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
662  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
663  */
664 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
665                           unsigned int len, int write_to_vm)
666 {
667         struct sg_iovec iov;
668
669         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
670         iov.iov_len = len;
671
672         return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
673 }
674
675 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
676                                       struct block_device *bdev,
677                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
678                                       int write_to_vm)
679 {
680         int i, j;
681         int nr_pages = 0;
682         struct page **pages;
683         struct bio *bio;
684         int cur_page = 0;
685         int ret, offset;
686
687         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
688                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
689                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
690                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
691                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
692
693                 nr_pages += end - start;
694                 /*
695                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
696                  */
697                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
698                         return ERR_PTR(-EINVAL);
699         }
700
701         if (!nr_pages)
702                 return ERR_PTR(-EINVAL);
703
704         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
705         if (!bio)
706                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
707
708         ret = -ENOMEM;
709         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
710         if (!pages)
711                 goto out;
712
713         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
714                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
715                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
716                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
717                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
718                 const int local_nr_pages = end - start;
719                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
720                 
721                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
722                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
723                 if (ret < local_nr_pages) {
724                         ret = -EFAULT;
725                         goto out_unmap;
726                 }
727
728                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
729                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
730                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
731
732                         if (len <= 0)
733                                 break;
734                         
735                         if (bytes > len)
736                                 bytes = len;
737
738                         /*
739                          * sorry...
740                          */
741                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
742                                             bytes)
743                                 break;
744
745                         len -= bytes;
746                         offset = 0;
747                 }
748
749                 cur_page = j;
750                 /*
751                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
752                  */
753                 while (j < page_limit)
754                         page_cache_release(pages[j++]);
755         }
756
757         kfree(pages);
758
759         /*
760          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
761          */
762         if (!write_to_vm)
763                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
764
765         bio->bi_bdev = bdev;
766         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
767         return bio;
768
769  out_unmap:
770         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
771                 if(!pages[i])
772                         break;
773                 page_cache_release(pages[i]);
774         }
775  out:
776         kfree(pages);
777         bio_put(bio);
778         return ERR_PTR(ret);
779 }
780
781 /**
782  *      bio_map_user    -       map user address into bio
783  *      @q: the struct request_queue for the bio
784  *      @bdev: destination block device
785  *      @uaddr: start of user address
786  *      @len: length in bytes
787  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
788  *
789  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
790  *      device. Returns an error pointer in case of error.
791  */
792 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
793                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
794 {
795         struct sg_iovec iov;
796
797         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
798         iov.iov_len = len;
799
800         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
801 }
802
803 /**
804  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
805  *      @q: the struct request_queue for the bio
806  *      @bdev: destination block device
807  *      @iov:   the iovec.
808  *      @iov_count: number of elements in the iovec
809  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
810  *
811  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
812  *      device. Returns an error pointer in case of error.
813  */
814 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
815                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
816                              int write_to_vm)
817 {
818         struct bio *bio;
819
820         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
821
822         if (IS_ERR(bio))
823                 return bio;
824
825         /*
826          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
827          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
828          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
829          * reference to it
830          */
831         bio_get(bio);
832
833         return bio;
834 }
835
836 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
837 {
838         struct bio_vec *bvec;
839         int i;
840
841         /*
842          * make sure we dirty pages we wrote to
843          */
844         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
845                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
846                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
847
848                 page_cache_release(bvec->bv_page);
849         }
850
851         bio_put(bio);
852 }
853
854 /**
855  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
856  *      @bio:           the bio being unmapped
857  *
858  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
859  *      a process context.
860  *
861  *      bio_unmap_user() may sleep.
862  */
863 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
864 {
865         __bio_unmap_user(bio);
866         bio_put(bio);
867 }
868
869 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
870 {
871         bio_put(bio);
872 }
873
874
875 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
876                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
877 {
878         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
879         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
880         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
881         const int nr_pages = end - start;
882         int offset, i;
883         struct bio *bio;
884
885         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
886         if (!bio)
887                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
888
889         offset = offset_in_page(kaddr);
890         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
891                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
892
893                 if (len <= 0)
894                         break;
895
896                 if (bytes > len)
897                         bytes = len;
898
899                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
900                                     offset) < bytes)
901                         break;
902
903                 data += bytes;
904                 len -= bytes;
905                 offset = 0;
906         }
907
908         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
909         return bio;
910 }
911
912 /**
913  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
914  *      @q: the struct request_queue for the bio
915  *      @data: pointer to buffer to map
916  *      @len: length in bytes
917  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
918  *
919  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
920  *      device. Returns an error pointer in case of error.
921  */
922 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
923                          gfp_t gfp_mask)
924 {
925         struct bio *bio;
926
927         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
928         if (IS_ERR(bio))
929                 return bio;
930
931         if (bio->bi_size == len)
932                 return bio;
933
934         /*
935          * Don't support partial mappings.
936          */
937         bio_put(bio);
938         return ERR_PTR(-EINVAL);
939 }
940
941 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
942 {
943         struct bio_vec *bvec;
944         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
945         char *p = bio->bi_private;
946         int i;
947
948         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
949                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
950
951                 if (read && !err)
952                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
953
954                 __free_page(bvec->bv_page);
955                 p += bvec->bv_len;
956         }
957
958         bio_put(bio);
959 }
960
961 /**
962  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
963  *      @q: the struct request_queue for the bio
964  *      @data: pointer to buffer to copy
965  *      @len: length in bytes
966  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
967  *      @reading: data direction is READ
968  *
969  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
970  *      device. Returns an error pointer in case of error.
971  */
972 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
973                           gfp_t gfp_mask, int reading)
974 {
975         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
976         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
977         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
978         const int nr_pages = end - start;
979         struct bio *bio;
980         struct bio_vec *bvec;
981         int i, ret;
982
983         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
984         if (!bio)
985                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
986
987         while (len) {
988                 struct page *page;
989                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
990
991                 if (bytes > len)
992                         bytes = len;
993
994                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
995                 if (!page) {
996                         ret = -ENOMEM;
997                         goto cleanup;
998                 }
999
1000                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
1001                         ret = -EINVAL;
1002                         goto cleanup;
1003                 }
1004
1005                 len -= bytes;
1006         }
1007
1008         if (!reading) {
1009                 void *p = data;
1010
1011                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1012                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1013
1014                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1015                         p += bvec->bv_len;
1016                 }
1017         }
1018
1019         bio->bi_private = data;
1020         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1021         return bio;
1022 cleanup:
1023         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1024                 __free_page(bvec->bv_page);
1025
1026         bio_put(bio);
1027
1028         return ERR_PTR(ret);
1029 }
1030
1031 /*
1032  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1033  * for performing direct-IO in BIOs.
1034  *
1035  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1036  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1037  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1038  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1039  * in process context.
1040  *
1041  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1042  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1043  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1044  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1045  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1046  *
1047  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1048  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1049  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1050  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1051  * pagecache.
1052  *
1053  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1054  * deferred bio dirtying paths.
1055  */
1056
1057 /*
1058  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1059  */
1060 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1061 {
1062         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1063         int i;
1064
1065         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1066                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1067
1068                 if (page && !PageCompound(page))
1069                         set_page_dirty_lock(page);
1070         }
1071 }
1072
1073 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1074 {
1075         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1076         int i;
1077
1078         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1079                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1080
1081                 if (page)
1082                         put_page(page);
1083         }
1084 }
1085
1086 /*
1087  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1088  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1089  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1090  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1091  *
1092  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1093  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1094  * run one bio_put() against the BIO.
1095  */
1096
1097 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1098
1099 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1100 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1101 static struct bio *bio_dirty_list;
1102
1103 /*
1104  * This runs in process context
1105  */
1106 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1107 {
1108         unsigned long flags;
1109         struct bio *bio;
1110
1111         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1112         bio = bio_dirty_list;
1113         bio_dirty_list = NULL;
1114         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1115
1116         while (bio) {
1117                 struct bio *next = bio->bi_private;
1118
1119                 bio_set_pages_dirty(bio);
1120                 bio_release_pages(bio);
1121                 bio_put(bio);
1122                 bio = next;
1123         }
1124 }
1125
1126 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1127 {
1128         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1129         int nr_clean_pages = 0;
1130         int i;
1131
1132         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1133                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1134
1135                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1136                         page_cache_release(page);
1137                         bvec[i].bv_page = NULL;
1138                 } else {
1139                         nr_clean_pages++;
1140                 }
1141         }
1142
1143         if (nr_clean_pages) {
1144                 unsigned long flags;
1145
1146                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1147                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1148                 bio_dirty_list = bio;
1149                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1150                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1151         } else {
1152                 bio_put(bio);
1153         }
1154 }
1155
1156 /**
1157  * bio_endio - end I/O on a bio
1158  * @bio:        bio
1159  * @error:      error, if any
1160  *
1161  * Description:
1162  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1163  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1164  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1165  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1166  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1167  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1168  *   function.
1169  **/
1170 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1171 {
1172         if (error)
1173                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1174         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1175                 error = -EIO;
1176
1177         if (bio->bi_end_io)
1178                 bio->bi_end_io(bio, error);
1179 }
1180
1181 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1182 {
1183         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1184                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1185
1186                 bio_endio(master, bp->error);
1187                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1188         }
1189 }
1190
1191 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1192 {
1193         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1194
1195         if (err)
1196                 bp->error = err;
1197
1198         bio_pair_release(bp);
1199 }
1200
1201 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1202 {
1203         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1204
1205         if (err)
1206                 bp->error = err;
1207
1208         bio_pair_release(bp);
1209 }
1210
1211 /*
1212  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1213  * in it's iovec
1214  */
1215 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1216 {
1217         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1218
1219         if (!bp)
1220                 return bp;
1221
1222         blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
1223                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1224
1225         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1226         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1227         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1228         bp->error = 0;
1229         bp->bio1 = *bi;
1230         bp->bio2 = *bi;
1231         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1232         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1233         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1234
1235         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1236         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1237         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1238         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1239         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1240
1241         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1242         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1243
1244         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1245         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1246
1247         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1248         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1249
1250         bp->bio1.bi_private = bi;
1251         bp->bio2.bi_private = pool;
1252
1253         if (bio_integrity(bi))
1254                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1255
1256         return bp;
1257 }
1258
1259
1260 /*
1261  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1262  * use the global biovec slabs created for general use.
1263  */
1264 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1265 {
1266         int i;
1267
1268         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1269                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1270                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1271
1272                 *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1273                 if (!*bvp)
1274                         return -ENOMEM;
1275         }
1276         return 0;
1277 }
1278
1279 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1280 {
1281         int i;
1282
1283         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1284                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1285
1286                 if (bvp)
1287                         mempool_destroy(bvp);
1288         }
1289
1290 }
1291
1292 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1293 {
1294         if (bs->bio_pool)
1295                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1296
1297         bioset_integrity_free(bs);
1298         biovec_free_pools(bs);
1299
1300         kfree(bs);
1301 }
1302
1303 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
1304 {
1305         struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1306
1307         if (!bs)
1308                 return NULL;
1309
1310         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
1311         if (!bs->bio_pool)
1312                 goto bad;
1313
1314         if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
1315                 goto bad;
1316
1317         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
1318                 return bs;
1319
1320 bad:
1321         bioset_free(bs);
1322         return NULL;
1323 }
1324
1325 static void __init biovec_init_slabs(void)
1326 {
1327         int i;
1328
1329         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1330                 int size;
1331                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1332
1333                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1334                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1335                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1336         }
1337 }
1338
1339 static int __init init_bio(void)
1340 {
1341         bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
1342
1343         bio_integrity_init_slab();
1344         biovec_init_slabs();
1345
1346         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
1347         if (!fs_bio_set)
1348                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1349
1350         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1351                                                      sizeof(struct bio_pair));
1352         if (!bio_split_pool)
1353                 panic("bio: can't create split pool\n");
1354
1355         return 0;
1356 }
1357
1358 subsys_initcall(init_bio);
1359
1360 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1361 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1362 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1363 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1364 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1365 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1366 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1367 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1368 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1369 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1370 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1371 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1372 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1373 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1374 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1375 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1376 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1377 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1378 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1379 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1380 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1381 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1382 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1383 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);