Merge head 'upstream-fixes' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/jgarzik...
[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 void *alloc_io(unsigned int __nocast gfp_mask, void *pool_data)
36 {
37         return kmalloc(sizeof(struct io), gfp_mask);
38 }
39
40 static void free_io(void *element, void *pool_data)
41 {
42         kfree(element);
43 }
44
45 static unsigned int pages_to_ios(unsigned int pages)
46 {
47         return 4 * pages;       /* too many ? */
48 }
49
50 static int resize_pool(unsigned int new_ios)
51 {
52         int r = 0;
53
54         if (_io_pool) {
55                 if (new_ios == 0) {
56                         /* free off the pool */
57                         mempool_destroy(_io_pool);
58                         _io_pool = NULL;
59                         bioset_free(_bios);
60
61                 } else {
62                         /* resize the pool */
63                         r = mempool_resize(_io_pool, new_ios, GFP_KERNEL);
64                 }
65
66         } else {
67                 /* create new pool */
68                 _io_pool = mempool_create(new_ios, alloc_io, free_io, NULL);
69                 if (!_io_pool)
70                         return -ENOMEM;
71
72                 _bios = bioset_create(16, 16, 4);
73                 if (!_bios) {
74                         mempool_destroy(_io_pool);
75                         _io_pool = NULL;
76                         return -ENOMEM;
77                 }
78         }
79
80         if (!r)
81                 _num_ios = new_ios;
82
83         return r;
84 }
85
86 int dm_io_get(unsigned int num_pages)
87 {
88         return resize_pool(_num_ios + pages_to_ios(num_pages));
89 }
90
91 void dm_io_put(unsigned int num_pages)
92 {
93         resize_pool(_num_ios - pages_to_ios(num_pages));
94 }
95
96 /*-----------------------------------------------------------------
97  * We need to keep track of which region a bio is doing io for.
98  * In order to save a memory allocation we store this the last
99  * bvec which we know is unused (blech).
100  * XXX This is ugly and can OOPS with some configs... find another way.
101  *---------------------------------------------------------------*/
102 static inline void bio_set_region(struct bio *bio, unsigned region)
103 {
104         bio->bi_io_vec[bio->bi_max_vecs - 1].bv_len = region;
105 }
106
107 static inline unsigned bio_get_region(struct bio *bio)
108 {
109         return bio->bi_io_vec[bio->bi_max_vecs - 1].bv_len;
110 }
111
112 /*-----------------------------------------------------------------
113  * We need an io object to keep track of the number of bios that
114  * have been dispatched for a particular io.
115  *---------------------------------------------------------------*/
116 static void dec_count(struct io *io, unsigned int region, int error)
117 {
118         if (error)
119                 set_bit(region, &io->error);
120
121         if (atomic_dec_and_test(&io->count)) {
122                 if (io->sleeper)
123                         wake_up_process(io->sleeper);
124
125                 else {
126                         int r = io->error;
127                         io_notify_fn fn = io->callback;
128                         void *context = io->context;
129
130                         mempool_free(io, _io_pool);
131                         fn(r, context);
132                 }
133         }
134 }
135
136 static int endio(struct bio *bio, unsigned int done, int error)
137 {
138         struct io *io = (struct io *) bio->bi_private;
139
140         /* keep going until we've finished */
141         if (bio->bi_size)
142                 return 1;
143
144         if (error && bio_data_dir(bio) == READ)
145                 zero_fill_bio(bio);
146
147         dec_count(io, bio_get_region(bio), error);
148         bio_put(bio);
149
150         return 0;
151 }
152
153 /*-----------------------------------------------------------------
154  * These little objects provide an abstraction for getting a new
155  * destination page for io.
156  *---------------------------------------------------------------*/
157 struct dpages {
158         void (*get_page)(struct dpages *dp,
159                          struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset);
160         void (*next_page)(struct dpages *dp);
161
162         unsigned context_u;
163         void *context_ptr;
164 };
165
166 /*
167  * Functions for getting the pages from a list.
168  */
169 static void list_get_page(struct dpages *dp,
170                   struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
171 {
172         unsigned o = dp->context_u;
173         struct page_list *pl = (struct page_list *) dp->context_ptr;
174
175         *p = pl->page;
176         *len = PAGE_SIZE - o;
177         *offset = o;
178 }
179
180 static void list_next_page(struct dpages *dp)
181 {
182         struct page_list *pl = (struct page_list *) dp->context_ptr;
183         dp->context_ptr = pl->next;
184         dp->context_u = 0;
185 }
186
187 static void list_dp_init(struct dpages *dp, struct page_list *pl, unsigned offset)
188 {
189         dp->get_page = list_get_page;
190         dp->next_page = list_next_page;
191         dp->context_u = offset;
192         dp->context_ptr = pl;
193 }
194
195 /*
196  * Functions for getting the pages from a bvec.
197  */
198 static void bvec_get_page(struct dpages *dp,
199                   struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
200 {
201         struct bio_vec *bvec = (struct bio_vec *) dp->context_ptr;
202         *p = bvec->bv_page;
203         *len = bvec->bv_len;
204         *offset = bvec->bv_offset;
205 }
206
207 static void bvec_next_page(struct dpages *dp)
208 {
209         struct bio_vec *bvec = (struct bio_vec *) dp->context_ptr;
210         dp->context_ptr = bvec + 1;
211 }
212
213 static void bvec_dp_init(struct dpages *dp, struct bio_vec *bvec)
214 {
215         dp->get_page = bvec_get_page;
216         dp->next_page = bvec_next_page;
217         dp->context_ptr = bvec;
218 }
219
220 static void vm_get_page(struct dpages *dp,
221                  struct page **p, unsigned long *len, unsigned *offset)
222 {
223         *p = vmalloc_to_page(dp->context_ptr);
224         *offset = dp->context_u;
225         *len = PAGE_SIZE - dp->context_u;
226 }
227
228 static void vm_next_page(struct dpages *dp)
229 {
230         dp->context_ptr += PAGE_SIZE - dp->context_u;
231         dp->context_u = 0;
232 }
233
234 static void vm_dp_init(struct dpages *dp, void *data)
235 {
236         dp->get_page = vm_get_page;
237         dp->next_page = vm_next_page;
238         dp->context_u = ((unsigned long) data) & (PAGE_SIZE - 1);
239         dp->context_ptr = data;
240 }
241
242 /*-----------------------------------------------------------------
243  * IO routines that accept a list of pages.
244  *---------------------------------------------------------------*/
245 static void do_region(int rw, unsigned int region, struct io_region *where,
246                       struct dpages *dp, struct io *io)
247 {
248         struct bio *bio;
249         struct page *page;
250         unsigned long len;
251         unsigned offset;
252         unsigned num_bvecs;
253         sector_t remaining = where->count;
254
255         while (remaining) {
256                 /*
257                  * Allocate a suitably sized bio, we add an extra
258                  * bvec for bio_get/set_region().
259                  */
260                 num_bvecs = (remaining / (PAGE_SIZE >> 9)) + 2;
261                 bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, num_bvecs, _bios);
262                 bio->bi_sector = where->sector + (where->count - remaining);
263                 bio->bi_bdev = where->bdev;
264                 bio->bi_end_io = endio;
265                 bio->bi_private = io;
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 refence 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);