sky2: software rx/tx stats
[linux-2.6] / drivers / md / dm-io.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 Sistina Software
3  *
4  * This file is released under the GPL.
5  */
6
7 #include "dm-io.h"
8
9 #include <linux/bio.h>
10 #include <linux/mempool.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/sched.h>
13 #include <linux/slab.h>
14
15 static struct bio_set *_bios;
16
17 /* FIXME: can we shrink this ? */
18 struct io {
19         unsigned long error;
20         atomic_t count;
21         struct task_struct *sleeper;
22         io_notify_fn callback;
23         void *context;
24 };
25
26 /*
27  * io contexts are only dynamically allocated for asynchronous
28  * io.  Since async io is likely to be the majority of io we'll
29  * have the same number of io contexts as buffer heads ! (FIXME:
30  * must reduce this).
31  */
32 static unsigned _num_ios;
33 static mempool_t *_io_pool;
34
35 static unsigned int pages_to_ios(unsigned int pages)
36 {
37         return 4 * pages;       /* too many ? */
38 }
39
40 static int resize_pool(unsigned int new_ios)
41 {
42         int r = 0;
43
44         if (_io_pool) {
45                 if (new_ios == 0) {
46                         /* free off the pool */
47                         mempool_destroy(_io_pool);
48                         _io_pool = NULL;
49                         bioset_free(_bios);
50
51                 } else {
52                         /* resize the pool */
53                         r = mempool_resize(_io_pool, new_ios, GFP_KERNEL);
54                 }
55
56         } else {
57                 /* create new pool */
58                 _io_pool = mempool_create_kmalloc_pool(new_ios,
59                                                        sizeof(struct io));
60                 if (!_io_pool)
61                         return -ENOMEM;
62
63                 _bios = bioset_create(16, 16, 4);
64                 if (!_bios) {
65                         mempool_destroy(_io_pool);
66                         _io_pool = NULL;
67                         return -ENOMEM;
68                 }
69         }
70
71         if (!r)
72                 _num_ios = new_ios;
73
74         return r;
75 }
76
77 int dm_io_get(unsigned int num_pages)
78 {
79         return resize_pool(_num_ios + pages_to_ios(num_pages));
80 }
81
82 void dm_io_put(unsigned int num_pages)
83 {
84         resize_pool(_num_ios - pages_to_ios(num_pages));
85 }
86
87 /*-----------------------------------------------------------------
88  * We need to keep track of which region a bio is doing io for.
89  * In order to save a memory allocation we store this the last
90  * bvec which we know is unused (blech).
91  * XXX This is ugly and can OOPS with some configs... find another way.
92  *---------------------------------------------------------------*/
93 static inline void bio_set_region(struct bio *bio, unsigned region)
94 {
95         bio->bi_io_vec[bio->bi_max_vecs].bv_len = region;
96 }
97
98 static inline unsigned bio_get_region(struct bio *bio)
99 {
100         return bio->bi_io_vec[bio->bi_max_vecs].bv_len;
101 }
102
103 /*-----------------------------------------------------------------
104  * We need an io object to keep track of the number of bios that
105  * have been dispatched for a particular io.
106  *---------------------------------------------------------------*/
107 static void dec_count(struct io *io, unsigned int region, int error)
108 {
109         if (error)
110                 set_bit(region, &io->error);
111
112         if (atomic_dec_and_test(&io->count)) {
113                 if (io->sleeper)
114                         wake_up_process(io->sleeper);
115
116                 else {
117                         int r = io->error;
118                         io_notify_fn fn = io->callback;
119                         void *context = io->context;
120
121                         mempool_free(io, _io_pool);
122                         fn(r, context);
123                 }
124         }
125 }
126
127 static int endio(struct bio *bio, unsigned int done, int error)
128 {
129         struct io *io = (struct io *) bio->bi_private;
130
131         /* keep going until we've finished */
132         if (bio->bi_size)
133                 return 1;
134
135         if (error && bio_data_dir(bio) == READ)
136                 zero_fill_bio(bio);
137
138         dec_count(io, bio_get_region(bio), error);
139         bio->bi_max_vecs++;
140         bio_put(bio);
141
142         return 0;
143 }
144
145 /*-----------------------------------------------------------------
146  * These little objects provide an abstraction for getting a new
147  * destination page for io.
148  *---------------------------------------------------------------*/
149 struct dpages {
150         void (*get_page)(struct dpages *dp,
151                          struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset);
152         void (*next_page)(struct dpages *dp);
153
154         unsigned context_u;
155         void *context_ptr;
156 };
157
158 /*
159  * Functions for getting the pages from a list.
160  */
161 static void list_get_page(struct dpages *dp,
162                   struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
163 {
164         unsigned o = dp->context_u;
165         struct page_list *pl = (struct page_list *) dp->context_ptr;
166
167         *p = pl->page;
168         *len = PAGE_SIZE - o;
169         *offset = o;
170 }
171
172 static void list_next_page(struct dpages *dp)
173 {
174         struct page_list *pl = (struct page_list *) dp->context_ptr;
175         dp->context_ptr = pl->next;
176         dp->context_u = 0;
177 }
178
179 static void list_dp_init(struct dpages *dp, struct page_list *pl, unsigned offset)
180 {
181         dp->get_page = list_get_page;
182         dp->next_page = list_next_page;
183         dp->context_u = offset;
184         dp->context_ptr = pl;
185 }
186
187 /*
188  * Functions for getting the pages from a bvec.
189  */
190 static void bvec_get_page(struct dpages *dp,
191                   struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
192 {
193         struct bio_vec *bvec = (struct bio_vec *) dp->context_ptr;
194         *p = bvec->bv_page;
195         *len = bvec->bv_len;
196         *offset = bvec->bv_offset;
197 }
198
199 static void bvec_next_page(struct dpages *dp)
200 {
201         struct bio_vec *bvec = (struct bio_vec *) dp->context_ptr;
202         dp->context_ptr = bvec + 1;
203 }
204
205 static void bvec_dp_init(struct dpages *dp, struct bio_vec *bvec)
206 {
207         dp->get_page = bvec_get_page;
208         dp->next_page = bvec_next_page;
209         dp->context_ptr = bvec;
210 }
211
212 static void vm_get_page(struct dpages *dp,
213                  struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
214 {
215         *p = vmalloc_to_page(dp->context_ptr);
216         *offset = dp->context_u;
217         *len = PAGE_SIZE - dp->context_u;
218 }
219
220 static void vm_next_page(struct dpages *dp)
221 {
222         dp->context_ptr += PAGE_SIZE - dp->context_u;
223         dp->context_u = 0;
224 }
225
226 static void vm_dp_init(struct dpages *dp, void *data)
227 {
228         dp->get_page = vm_get_page;
229         dp->next_page = vm_next_page;
230         dp->context_u = ((unsigned long) data) & (PAGE_SIZE - 1);
231         dp->context_ptr = data;
232 }
233
234 static void dm_bio_destructor(struct bio *bio)
235 {
236         bio_free(bio, _bios);
237 }
238
239 /*-----------------------------------------------------------------
240  * IO routines that accept a list of pages.
241  *---------------------------------------------------------------*/
242 static void do_region(int rw, unsigned int region, struct io_region *where,
243                       struct dpages *dp, struct io *io)
244 {
245         struct bio *bio;
246         struct page *page;
247         unsigned long len;
248         unsigned offset;
249         unsigned num_bvecs;
250         sector_t remaining = where->count;
251
252         while (remaining) {
253                 /*
254                  * Allocate a suitably sized-bio: we add an extra
255                  * bvec for bio_get/set_region() and decrement bi_max_vecs
256                  * to hide it from bio_add_page().
257                  */
258                 num_bvecs = (remaining / (PAGE_SIZE >> SECTOR_SHIFT)) + 2;
259                 bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, num_bvecs, _bios);
260                 bio->bi_sector = where->sector + (where->count - remaining);
261                 bio->bi_bdev = where->bdev;
262                 bio->bi_end_io = endio;
263                 bio->bi_private = io;
264                 bio->bi_destructor = dm_bio_destructor;
265                 bio->bi_max_vecs--;
266                 bio_set_region(bio, region);
267
268                 /*
269                  * Try and add as many pages as possible.
270                  */
271                 while (remaining) {
272                         dp->get_page(dp, &page, &len, &offset);
273                         len = min(len, to_bytes(remaining));
274                         if (!bio_add_page(bio, page, len, offset))
275                                 break;
276
277                         offset = 0;
278                         remaining -= to_sector(len);
279                         dp->next_page(dp);
280                 }
281
282                 atomic_inc(&io->count);
283                 submit_bio(rw, bio);
284         }
285 }
286
287 static void dispatch_io(int rw, unsigned int num_regions,
288                         struct io_region *where, struct dpages *dp,
289                         struct io *io, int sync)
290 {
291         int i;
292         struct dpages old_pages = *dp;
293
294         if (sync)
295                 rw |= (1 << BIO_RW_SYNC);
296
297         /*
298          * For multiple regions we need to be careful to rewind
299          * the dp object for each call to do_region.
300          */
301         for (i = 0; i < num_regions; i++) {
302                 *dp = old_pages;
303                 if (where[i].count)
304                         do_region(rw, i, where + i, dp, io);
305         }
306
307         /*
308          * Drop the extra reference that we were holding to avoid
309          * the io being completed too early.
310          */
311         dec_count(io, 0, 0);
312 }
313
314 static int sync_io(unsigned int num_regions, struct io_region *where,
315             int rw, struct dpages *dp, unsigned long *error_bits)
316 {
317         struct io io;
318
319         if (num_regions > 1 && rw != WRITE) {
320                 WARN_ON(1);
321                 return -EIO;
322         }
323
324         io.error = 0;
325         atomic_set(&io.count, 1); /* see dispatch_io() */
326         io.sleeper = current;
327
328         dispatch_io(rw, num_regions, where, dp, &io, 1);
329
330         while (1) {
331                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
332
333                 if (!atomic_read(&io.count) || signal_pending(current))
334                         break;
335
336                 io_schedule();
337         }
338         set_current_state(TASK_RUNNING);
339
340         if (atomic_read(&io.count))
341                 return -EINTR;
342
343         *error_bits = io.error;
344         return io.error ? -EIO : 0;
345 }
346
347 static int async_io(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
348              struct dpages *dp, io_notify_fn fn, void *context)
349 {
350         struct io *io;
351
352         if (num_regions > 1 && rw != WRITE) {
353                 WARN_ON(1);
354                 fn(1, context);
355                 return -EIO;
356         }
357
358         io = mempool_alloc(_io_pool, GFP_NOIO);
359         io->error = 0;
360         atomic_set(&io->count, 1); /* see dispatch_io() */
361         io->sleeper = NULL;
362         io->callback = fn;
363         io->context = context;
364
365         dispatch_io(rw, num_regions, where, dp, io, 0);
366         return 0;
367 }
368
369 int dm_io_sync(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
370                struct page_list *pl, unsigned int offset,
371                unsigned long *error_bits)
372 {
373         struct dpages dp;
374         list_dp_init(&dp, pl, offset);
375         return sync_io(num_regions, where, rw, &dp, error_bits);
376 }
377
378 int dm_io_sync_bvec(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
379                     struct bio_vec *bvec, unsigned long *error_bits)
380 {
381         struct dpages dp;
382         bvec_dp_init(&dp, bvec);
383         return sync_io(num_regions, where, rw, &dp, error_bits);
384 }
385
386 int dm_io_sync_vm(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
387                   void *data, unsigned long *error_bits)
388 {
389         struct dpages dp;
390         vm_dp_init(&dp, data);
391         return sync_io(num_regions, where, rw, &dp, error_bits);
392 }
393
394 int dm_io_async(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
395                 struct page_list *pl, unsigned int offset,
396                 io_notify_fn fn, void *context)
397 {
398         struct dpages dp;
399         list_dp_init(&dp, pl, offset);
400         return async_io(num_regions, where, rw, &dp, fn, context);
401 }
402
403 int dm_io_async_bvec(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
404                      struct bio_vec *bvec, io_notify_fn fn, void *context)
405 {
406         struct dpages dp;
407         bvec_dp_init(&dp, bvec);
408         return async_io(num_regions, where, rw, &dp, fn, context);
409 }
410
411 int dm_io_async_vm(unsigned int num_regions, struct io_region *where, int rw,
412                    void *data, io_notify_fn fn, void *context)
413 {
414         struct dpages dp;
415         vm_dp_init(&dp, data);
416         return async_io(num_regions, where, rw, &dp, fn, context);
417 }
418
419 EXPORT_SYMBOL(dm_io_get);
420 EXPORT_SYMBOL(dm_io_put);
421 EXPORT_SYMBOL(dm_io_sync);
422 EXPORT_SYMBOL(dm_io_async);
423 EXPORT_SYMBOL(dm_io_sync_bvec);
424 EXPORT_SYMBOL(dm_io_async_bvec);
425 EXPORT_SYMBOL(dm_io_sync_vm);
426 EXPORT_SYMBOL(dm_io_async_vm);