fix mismerge in ll_rw_blk.c
[linux-3.10.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@suse.de>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/mempool.h>
27 #include <linux/workqueue.h>
28 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
29
30 #define BIO_POOL_SIZE 256
31
32 static kmem_cache_t *bio_slab;
33
34 #define BIOVEC_NR_POOLS 6
35
36 /*
37  * a small number of entries is fine, not going to be performance critical.
38  * basically we just need to survive
39  */
40 #define BIO_SPLIT_ENTRIES 8     
41 mempool_t *bio_split_pool;
42
43 struct biovec_slab {
44         int nr_vecs;
45         char *name; 
46         kmem_cache_t *slab;
47 };
48
49 /*
50  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
51  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
52  * unsigned short
53  */
54
55 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
56 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
57         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
58 };
59 #undef BV
60
61 /*
62  * bio_set is used to allow other portions of the IO system to
63  * allocate their own private memory pools for bio and iovec structures.
64  * These memory pools in turn all allocate from the bio_slab
65  * and the bvec_slabs[].
66  */
67 struct bio_set {
68         mempool_t *bio_pool;
69         mempool_t *bvec_pools[BIOVEC_NR_POOLS];
70 };
71
72 /*
73  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
74  * IO code that does not need private memory pools.
75  */
76 static struct bio_set *fs_bio_set;
77
78 static inline struct bio_vec *bvec_alloc_bs(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
79 {
80         struct bio_vec *bvl;
81         struct biovec_slab *bp;
82
83         /*
84          * see comment near bvec_array define!
85          */
86         switch (nr) {
87                 case   1        : *idx = 0; break;
88                 case   2 ...   4: *idx = 1; break;
89                 case   5 ...  16: *idx = 2; break;
90                 case  17 ...  64: *idx = 3; break;
91                 case  65 ... 128: *idx = 4; break;
92                 case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
93                 default:
94                         return NULL;
95         }
96         /*
97          * idx now points to the pool we want to allocate from
98          */
99
100         bp = bvec_slabs + *idx;
101         bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
102         if (bvl)
103                 memset(bvl, 0, bp->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec));
104
105         return bvl;
106 }
107
108 /*
109  * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
110  */
111 static void bio_destructor(struct bio *bio)
112 {
113         const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
114         struct bio_set *bs = bio->bi_set;
115
116         BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
117
118         mempool_free(bio->bi_io_vec, bs->bvec_pools[pool_idx]);
119         mempool_free(bio, bs->bio_pool);
120 }
121
122 inline void bio_init(struct bio *bio)
123 {
124         bio->bi_next = NULL;
125         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
126         bio->bi_rw = 0;
127         bio->bi_vcnt = 0;
128         bio->bi_idx = 0;
129         bio->bi_phys_segments = 0;
130         bio->bi_hw_segments = 0;
131         bio->bi_hw_front_size = 0;
132         bio->bi_hw_back_size = 0;
133         bio->bi_size = 0;
134         bio->bi_max_vecs = 0;
135         bio->bi_end_io = NULL;
136         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
137         bio->bi_private = NULL;
138 }
139
140 /**
141  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
142  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
143  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
144  * @bs:         the bio_set to allocate from
145  *
146  * Description:
147  *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
148  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
149  *   for a &struct bio to become free.
150  *
151  *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
152  *   bio_set structure.
153  **/
154 struct bio *bio_alloc_bioset(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
155 {
156         struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
157
158         if (likely(bio)) {
159                 struct bio_vec *bvl = NULL;
160
161                 bio_init(bio);
162                 if (likely(nr_iovecs)) {
163                         unsigned long idx;
164
165                         bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
166                         if (unlikely(!bvl)) {
167                                 mempool_free(bio, bs->bio_pool);
168                                 bio = NULL;
169                                 goto out;
170                         }
171                         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
172                         bio->bi_max_vecs = bvec_slabs[idx].nr_vecs;
173                 }
174                 bio->bi_io_vec = bvl;
175                 bio->bi_destructor = bio_destructor;
176                 bio->bi_set = bs;
177         }
178 out:
179         return bio;
180 }
181
182 struct bio *bio_alloc(unsigned int __nocast gfp_mask, int nr_iovecs)
183 {
184         return bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
185 }
186
187 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
188 {
189         unsigned long flags;
190         struct bio_vec *bv;
191         int i;
192
193         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
194                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
195                 memset(data, 0, bv->bv_len);
196                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
197                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
198         }
199 }
200 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
201
202 /**
203  * bio_put - release a reference to a bio
204  * @bio:   bio to release reference to
205  *
206  * Description:
207  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
208  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
209  **/
210 void bio_put(struct bio *bio)
211 {
212         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
213
214         /*
215          * last put frees it
216          */
217         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
218                 bio->bi_next = NULL;
219                 bio->bi_destructor(bio);
220         }
221 }
222
223 inline int bio_phys_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
224 {
225         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
226                 blk_recount_segments(q, bio);
227
228         return bio->bi_phys_segments;
229 }
230
231 inline int bio_hw_segments(request_queue_t *q, struct bio *bio)
232 {
233         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
234                 blk_recount_segments(q, bio);
235
236         return bio->bi_hw_segments;
237 }
238
239 /**
240  *      __bio_clone     -       clone a bio
241  *      @bio: destination bio
242  *      @bio_src: bio to clone
243  *
244  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
245  *      the actual data it points to. Reference count of returned
246  *      bio will be one.
247  */
248 inline void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
249 {
250         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio_src->bi_bdev);
251
252         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
253                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
254
255         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
256         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
257         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
258         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
259         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
260         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
261         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
262         bio_phys_segments(q, bio);
263         bio_hw_segments(q, bio);
264 }
265
266 /**
267  *      bio_clone       -       clone a bio
268  *      @bio: bio to clone
269  *      @gfp_mask: allocation priority
270  *
271  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
272  */
273 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, unsigned int __nocast gfp_mask)
274 {
275         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
276
277         if (b)
278                 __bio_clone(b, bio);
279
280         return b;
281 }
282
283 /**
284  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
285  *      @bdev:  I/O target
286  *
287  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
288  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
289  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
290  *      on offset.
291  */
292 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
293 {
294         request_queue_t *q = bdev_get_queue(bdev);
295         int nr_pages;
296
297         nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
298         if (nr_pages > q->max_phys_segments)
299                 nr_pages = q->max_phys_segments;
300         if (nr_pages > q->max_hw_segments)
301                 nr_pages = q->max_hw_segments;
302
303         return nr_pages;
304 }
305
306 static int __bio_add_page(request_queue_t *q, struct bio *bio, struct page
307                           *page, unsigned int len, unsigned int offset)
308 {
309         int retried_segments = 0;
310         struct bio_vec *bvec;
311
312         /*
313          * cloned bio must not modify vec list
314          */
315         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
316                 return 0;
317
318         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
319                 return 0;
320
321         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > q->max_sectors)
322                 return 0;
323
324         /*
325          * we might lose a segment or two here, but rather that than
326          * make this too complex.
327          */
328
329         while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
330                || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
331                || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
332
333                 if (retried_segments)
334                         return 0;
335
336                 retried_segments = 1;
337                 blk_recount_segments(q, bio);
338         }
339
340         /*
341          * setup the new entry, we might clear it again later if we
342          * cannot add the page
343          */
344         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
345         bvec->bv_page = page;
346         bvec->bv_len = len;
347         bvec->bv_offset = offset;
348
349         /*
350          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
351          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
352          * queue to get further control
353          */
354         if (q->merge_bvec_fn) {
355                 /*
356                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
357                  * at this offset
358                  */
359                 if (q->merge_bvec_fn(q, bio, bvec) < len) {
360                         bvec->bv_page = NULL;
361                         bvec->bv_len = 0;
362                         bvec->bv_offset = 0;
363                         return 0;
364                 }
365         }
366
367         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
368         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
369             BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
370                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
371
372         bio->bi_vcnt++;
373         bio->bi_phys_segments++;
374         bio->bi_hw_segments++;
375         bio->bi_size += len;
376         return len;
377 }
378
379 /**
380  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
381  *      @bio: destination bio
382  *      @page: page to add
383  *      @len: vec entry length
384  *      @offset: vec entry offset
385  *
386  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
387  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
388  *      device limitations. The target block device must allow bio's
389  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
390  *      page to an empty bio.
391  */
392 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
393                  unsigned int offset)
394 {
395         return __bio_add_page(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio, page,
396                               len, offset);
397 }
398
399 struct bio_map_data {
400         struct bio_vec *iovecs;
401         void __user *userptr;
402 };
403
404 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio)
405 {
406         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
407         bio->bi_private = bmd;
408 }
409
410 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
411 {
412         kfree(bmd->iovecs);
413         kfree(bmd);
414 }
415
416 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs)
417 {
418         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), GFP_KERNEL);
419
420         if (!bmd)
421                 return NULL;
422
423         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, GFP_KERNEL);
424         if (bmd->iovecs)
425                 return bmd;
426
427         kfree(bmd);
428         return NULL;
429 }
430
431 /**
432  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
433  *      @bio: bio being terminated
434  *
435  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
436  *      to user space in case of a read.
437  */
438 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
439 {
440         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
441         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
442         struct bio_vec *bvec;
443         int i, ret = 0;
444
445         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
446                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
447                 unsigned int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
448
449                 if (read && !ret && copy_to_user(bmd->userptr, addr, len))
450                         ret = -EFAULT;
451
452                 __free_page(bvec->bv_page);
453                 bmd->userptr += len;
454         }
455         bio_free_map_data(bmd);
456         bio_put(bio);
457         return ret;
458 }
459
460 /**
461  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
462  *      @q: destination block queue
463  *      @uaddr: start of user address
464  *      @len: length in bytes
465  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
466  *
467  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
468  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
469  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
470  */
471 struct bio *bio_copy_user(request_queue_t *q, unsigned long uaddr,
472                           unsigned int len, int write_to_vm)
473 {
474         unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
475         unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
476         struct bio_map_data *bmd;
477         struct bio_vec *bvec;
478         struct page *page;
479         struct bio *bio;
480         int i, ret;
481
482         bmd = bio_alloc_map_data(end - start);
483         if (!bmd)
484                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
485
486         bmd->userptr = (void __user *) uaddr;
487
488         ret = -ENOMEM;
489         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, end - start);
490         if (!bio)
491                 goto out_bmd;
492
493         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
494
495         ret = 0;
496         while (len) {
497                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
498
499                 if (bytes > len)
500                         bytes = len;
501
502                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
503                 if (!page) {
504                         ret = -ENOMEM;
505                         break;
506                 }
507
508                 if (__bio_add_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
509                         ret = -EINVAL;
510                         break;
511                 }
512
513                 len -= bytes;
514         }
515
516         if (ret)
517                 goto cleanup;
518
519         /*
520          * success
521          */
522         if (!write_to_vm) {
523                 char __user *p = (char __user *) uaddr;
524
525                 /*
526                  * for a write, copy in data to kernel pages
527                  */
528                 ret = -EFAULT;
529                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
530                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
531
532                         if (copy_from_user(addr, p, bvec->bv_len))
533                                 goto cleanup;
534                         p += bvec->bv_len;
535                 }
536         }
537
538         bio_set_map_data(bmd, bio);
539         return bio;
540 cleanup:
541         bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
542                 __free_page(bvec->bv_page);
543
544         bio_put(bio);
545 out_bmd:
546         bio_free_map_data(bmd);
547         return ERR_PTR(ret);
548 }
549
550 static struct bio *__bio_map_user_iov(request_queue_t *q,
551                                       struct block_device *bdev,
552                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
553                                       int write_to_vm)
554 {
555         int i, j;
556         int nr_pages = 0;
557         struct page **pages;
558         struct bio *bio;
559         int cur_page = 0;
560         int ret, offset;
561
562         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
563                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
564                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
565                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
566                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
567
568                 nr_pages += end - start;
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
577         if (!nr_pages)
578                 return ERR_PTR(-EINVAL);
579
580         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
581         if (!bio)
582                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
583
584         ret = -ENOMEM;
585         pages = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
586         if (!pages)
587                 goto out;
588
589         memset(pages, 0, nr_pages * sizeof(struct page *));
590
591         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
592                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
593                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
594                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
595                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
596                 const int local_nr_pages = end - start;
597                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
598                 
599                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
600                 ret = get_user_pages(current, current->mm, uaddr,
601                                      local_nr_pages,
602                                      write_to_vm, 0, &pages[cur_page], NULL);
603                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
604
605                 if (ret < local_nr_pages)
606                         goto out_unmap;
607
608
609                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
610                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
611                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
612
613                         if (len <= 0)
614                                 break;
615                         
616                         if (bytes > len)
617                                 bytes = len;
618
619                         /*
620                          * sorry...
621                          */
622                         if (__bio_add_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) < bytes)
623                                 break;
624
625                         len -= bytes;
626                         offset = 0;
627                 }
628
629                 cur_page = j;
630                 /*
631                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
632                  */
633                 while (j < page_limit)
634                         page_cache_release(pages[j++]);
635         }
636
637         kfree(pages);
638
639         /*
640          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
641          */
642         if (!write_to_vm)
643                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
644
645         bio->bi_bdev = bdev;
646         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
647         return bio;
648
649  out_unmap:
650         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
651                 if(!pages[i])
652                         break;
653                 page_cache_release(pages[i]);
654         }
655  out:
656         kfree(pages);
657         bio_put(bio);
658         return ERR_PTR(ret);
659 }
660
661 /**
662  *      bio_map_user    -       map user address into bio
663  *      @q: the request_queue_t for the bio
664  *      @bdev: destination block device
665  *      @uaddr: start of user address
666  *      @len: length in bytes
667  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
668  *
669  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
670  *      device. Returns an error pointer in case of error.
671  */
672 struct bio *bio_map_user(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
673                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
674 {
675         struct sg_iovec iov;
676
677         iov.iov_base = (__user void *)uaddr;
678         iov.iov_len = len;
679
680         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
681 }
682
683 /**
684  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
685  *      @q: the request_queue_t for the bio
686  *      @bdev: destination block device
687  *      @iov:   the iovec.
688  *      @iov_count: number of elements in the iovec
689  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
690  *
691  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
692  *      device. Returns an error pointer in case of error.
693  */
694 struct bio *bio_map_user_iov(request_queue_t *q, struct block_device *bdev,
695                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
696                              int write_to_vm)
697 {
698         struct bio *bio;
699         int len = 0, i;
700
701         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
702
703         if (IS_ERR(bio))
704                 return bio;
705
706         /*
707          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
708          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
709          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
710          * reference to it
711          */
712         bio_get(bio);
713
714         for (i = 0; i < iov_count; i++)
715                 len += iov[i].iov_len;
716
717         if (bio->bi_size == len)
718                 return bio;
719
720         /*
721          * don't support partial mappings
722          */
723         bio_endio(bio, bio->bi_size, 0);
724         bio_unmap_user(bio);
725         return ERR_PTR(-EINVAL);
726 }
727
728 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
729 {
730         struct bio_vec *bvec;
731         int i;
732
733         /*
734          * make sure we dirty pages we wrote to
735          */
736         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
737                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
738                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
739
740                 page_cache_release(bvec->bv_page);
741         }
742
743         bio_put(bio);
744 }
745
746 /**
747  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
748  *      @bio:           the bio being unmapped
749  *
750  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
751  *      a process context.
752  *
753  *      bio_unmap_user() may sleep.
754  */
755 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
756 {
757         __bio_unmap_user(bio);
758         bio_put(bio);
759 }
760
761 static int bio_map_kern_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int err)
762 {
763         if (bio->bi_size)
764                 return 1;
765
766         bio_put(bio);
767         return 0;
768 }
769
770
771 static struct bio *__bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data,
772                                   unsigned int len, unsigned int gfp_mask)
773 {
774         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
775         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
776         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
777         const int nr_pages = end - start;
778         int offset, i;
779         struct bio *bio;
780
781         bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
782         if (!bio)
783                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
784
785         offset = offset_in_page(kaddr);
786         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
787                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
788
789                 if (len <= 0)
790                         break;
791
792                 if (bytes > len)
793                         bytes = len;
794
795                 if (__bio_add_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
796                                    offset) < bytes)
797                         break;
798
799                 data += bytes;
800                 len -= bytes;
801                 offset = 0;
802         }
803
804         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
805         return bio;
806 }
807
808 /**
809  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
810  *      @q: the request_queue_t for the bio
811  *      @data: pointer to buffer to map
812  *      @len: length in bytes
813  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
814  *
815  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
816  *      device. Returns an error pointer in case of error.
817  */
818 struct bio *bio_map_kern(request_queue_t *q, void *data, unsigned int len,
819                          unsigned int gfp_mask)
820 {
821         struct bio *bio;
822
823         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
824         if (IS_ERR(bio))
825                 return bio;
826
827         if (bio->bi_size == len)
828                 return bio;
829
830         /*
831          * Don't support partial mappings.
832          */
833         bio_put(bio);
834         return ERR_PTR(-EINVAL);
835 }
836
837 /*
838  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
839  * for performing direct-IO in BIOs.
840  *
841  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
842  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
843  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
844  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
845  * in process context.
846  *
847  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
848  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
849  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
850  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
851  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
852  *
853  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
854  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
855  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
856  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
857  * pagecache.
858  *
859  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
860  * deferred bio dirtying paths.
861  */
862
863 /*
864  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
865  */
866 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
867 {
868         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
869         int i;
870
871         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
872                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
873
874                 if (page && !PageCompound(page))
875                         set_page_dirty_lock(page);
876         }
877 }
878
879 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
880 {
881         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
882         int i;
883
884         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
885                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
886
887                 if (page)
888                         put_page(page);
889         }
890 }
891
892 /*
893  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
894  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
895  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
896  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
897  *
898  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
899  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
900  * run one bio_put() against the BIO.
901  */
902
903 static void bio_dirty_fn(void *data);
904
905 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn, NULL);
906 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
907 static struct bio *bio_dirty_list;
908
909 /*
910  * This runs in process context
911  */
912 static void bio_dirty_fn(void *data)
913 {
914         unsigned long flags;
915         struct bio *bio;
916
917         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
918         bio = bio_dirty_list;
919         bio_dirty_list = NULL;
920         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
921
922         while (bio) {
923                 struct bio *next = bio->bi_private;
924
925                 bio_set_pages_dirty(bio);
926                 bio_release_pages(bio);
927                 bio_put(bio);
928                 bio = next;
929         }
930 }
931
932 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
933 {
934         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
935         int nr_clean_pages = 0;
936         int i;
937
938         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
939                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
940
941                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
942                         page_cache_release(page);
943                         bvec[i].bv_page = NULL;
944                 } else {
945                         nr_clean_pages++;
946                 }
947         }
948
949         if (nr_clean_pages) {
950                 unsigned long flags;
951
952                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
953                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
954                 bio_dirty_list = bio;
955                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
956                 schedule_work(&bio_dirty_work);
957         } else {
958                 bio_put(bio);
959         }
960 }
961
962 /**
963  * bio_endio - end I/O on a bio
964  * @bio:        bio
965  * @bytes_done: number of bytes completed
966  * @error:      error, if any
967  *
968  * Description:
969  *   bio_endio() will end I/O on @bytes_done number of bytes. This may be
970  *   just a partial part of the bio, or it may be the whole bio. bio_endio()
971  *   is the preferred way to end I/O on a bio, it takes care of decrementing
972  *   bi_size and clearing BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and
973  *   and one of the established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in
974  *   case something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on
975  *   a bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
976  **/
977 void bio_endio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int error)
978 {
979         if (error)
980                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
981
982         if (unlikely(bytes_done > bio->bi_size)) {
983                 printk("%s: want %u bytes done, only %u left\n", __FUNCTION__,
984                                                 bytes_done, bio->bi_size);
985                 bytes_done = bio->bi_size;
986         }
987
988         bio->bi_size -= bytes_done;
989         bio->bi_sector += (bytes_done >> 9);
990
991         if (bio->bi_end_io)
992                 bio->bi_end_io(bio, bytes_done, error);
993 }
994
995 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
996 {
997         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
998                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
999
1000                 bio_endio(master, master->bi_size, bp->error);
1001                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1002         }
1003 }
1004
1005 static int bio_pair_end_1(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1006 {
1007         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1008
1009         if (err)
1010                 bp->error = err;
1011
1012         if (bi->bi_size)
1013                 return 1;
1014
1015         bio_pair_release(bp);
1016         return 0;
1017 }
1018
1019 static int bio_pair_end_2(struct bio * bi, unsigned int done, int err)
1020 {
1021         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1022
1023         if (err)
1024                 bp->error = err;
1025
1026         if (bi->bi_size)
1027                 return 1;
1028
1029         bio_pair_release(bp);
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 /*
1034  * split a bio - only worry about a bio with a single page
1035  * in it's iovec
1036  */
1037 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
1038 {
1039         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
1040
1041         if (!bp)
1042                 return bp;
1043
1044         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1045         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1046         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1047         bp->error = 0;
1048         bp->bio1 = *bi;
1049         bp->bio2 = *bi;
1050         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1051         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1052         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1053
1054         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1055         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1056         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1057         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1058         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1059
1060         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1061         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1062
1063         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1064         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1065
1066         bp->bio1.bi_private = bi;
1067         bp->bio2.bi_private = pool;
1068
1069         return bp;
1070 }
1071
1072 static void *bio_pair_alloc(unsigned int __nocast gfp_flags, void *data)
1073 {
1074         return kmalloc(sizeof(struct bio_pair), gfp_flags);
1075 }
1076
1077 static void bio_pair_free(void *bp, void *data)
1078 {
1079         kfree(bp);
1080 }
1081
1082
1083 /*
1084  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1085  * use the global biovec slabs created for general use.
1086  */
1087 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries, int scale)
1088 {
1089         int i;
1090
1091         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1092                 struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
1093                 mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
1094
1095                 if (i >= scale)
1096                         pool_entries >>= 1;
1097
1098                 *bvp = mempool_create(pool_entries, mempool_alloc_slab,
1099                                         mempool_free_slab, bp->slab);
1100                 if (!*bvp)
1101                         return -ENOMEM;
1102         }
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1107 {
1108         int i;
1109
1110         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1111                 mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
1112
1113                 if (bvp)
1114                         mempool_destroy(bvp);
1115         }
1116
1117 }
1118
1119 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1120 {
1121         if (bs->bio_pool)
1122                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1123
1124         biovec_free_pools(bs);
1125
1126         kfree(bs);
1127 }
1128
1129 struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size, int scale)
1130 {
1131         struct bio_set *bs = kmalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1132
1133         if (!bs)
1134                 return NULL;
1135
1136         memset(bs, 0, sizeof(*bs));
1137         bs->bio_pool = mempool_create(bio_pool_size, mempool_alloc_slab,
1138                         mempool_free_slab, bio_slab);
1139
1140         if (!bs->bio_pool)
1141                 goto bad;
1142
1143         if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size, scale))
1144                 return bs;
1145
1146 bad:
1147         bioset_free(bs);
1148         return NULL;
1149 }
1150
1151 static void __init biovec_init_slabs(void)
1152 {
1153         int i;
1154
1155         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1156                 int size;
1157                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1158
1159                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1160                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1161                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1162         }
1163 }
1164
1165 static int __init init_bio(void)
1166 {
1167         int megabytes, bvec_pool_entries;
1168         int scale = BIOVEC_NR_POOLS;
1169
1170         bio_slab = kmem_cache_create("bio", sizeof(struct bio), 0,
1171                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1172
1173         biovec_init_slabs();
1174
1175         megabytes = nr_free_pages() >> (20 - PAGE_SHIFT);
1176
1177         /*
1178          * find out where to start scaling
1179          */
1180         if (megabytes <= 16)
1181                 scale = 0;
1182         else if (megabytes <= 32)
1183                 scale = 1;
1184         else if (megabytes <= 64)
1185                 scale = 2;
1186         else if (megabytes <= 96)
1187                 scale = 3;
1188         else if (megabytes <= 128)
1189                 scale = 4;
1190
1191         /*
1192          * scale number of entries
1193          */
1194         bvec_pool_entries = megabytes * 2;
1195         if (bvec_pool_entries > 256)
1196                 bvec_pool_entries = 256;
1197
1198         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, bvec_pool_entries, scale);
1199         if (!fs_bio_set)
1200                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1201
1202         bio_split_pool = mempool_create(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1203                                 bio_pair_alloc, bio_pair_free, NULL);
1204         if (!bio_split_pool)
1205                 panic("bio: can't create split pool\n");
1206
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 subsys_initcall(init_bio);
1211
1212 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1213 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1214 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1215 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1216 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1217 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1218 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1219 EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
1220 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1221 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1222 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1223 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1224 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1225 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1226 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1227 EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
1228 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1229 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1230 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1231 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1232 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);