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