Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6] / drivers / block / rd.c
1 /*
2  * ramdisk.c - Multiple RAM disk driver - gzip-loading version - v. 0.8 beta.
3  *
4  * (C) Chad Page, Theodore Ts'o, et. al, 1995.
5  *
6  * This RAM disk is designed to have filesystems created on it and mounted
7  * just like a regular floppy disk.
8  *
9  * It also does something suggested by Linus: use the buffer cache as the
10  * RAM disk data.  This makes it possible to dynamically allocate the RAM disk
11  * buffer - with some consequences I have to deal with as I write this.
12  *
13  * This code is based on the original ramdisk.c, written mostly by
14  * Theodore Ts'o (TYT) in 1991.  The code was largely rewritten by
15  * Chad Page to use the buffer cache to store the RAM disk data in
16  * 1995; Theodore then took over the driver again, and cleaned it up
17  * for inclusion in the mainline kernel.
18  *
19  * The original CRAMDISK code was written by Richard Lyons, and
20  * adapted by Chad Page to use the new RAM disk interface.  Theodore
21  * Ts'o rewrote it so that both the compressed RAM disk loader and the
22  * kernel decompressor uses the same inflate.c codebase.  The RAM disk
23  * loader now also loads into a dynamic (buffer cache based) RAM disk,
24  * not the old static RAM disk.  Support for the old static RAM disk has
25  * been completely removed.
26  *
27  * Loadable module support added by Tom Dyas.
28  *
29  * Further cleanups by Chad Page (page0588@sundance.sjsu.edu):
30  *      Cosmetic changes in #ifdef MODULE, code movement, etc.
31  *      When the RAM disk module is removed, free the protected buffers
32  *      Default RAM disk size changed to 2.88 MB
33  *
34  *  Added initrd: Werner Almesberger & Hans Lermen, Feb '96
35  *
36  * 4/25/96 : Made RAM disk size a parameter (default is now 4 MB)
37  *              - Chad Page
38  *
39  * Add support for fs images split across >1 disk, Paul Gortmaker, Mar '98
40  *
41  * Make block size and block size shift for RAM disks a global macro
42  * and set blk_size for -ENOSPC,     Werner Fink <werner@suse.de>, Apr '99
43  */
44
45 #include <linux/string.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <asm/atomic.h>
48 #include <linux/bio.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/moduleparam.h>
51 #include <linux/init.h>
52 #include <linux/pagemap.h>
53 #include <linux/blkdev.h>
54 #include <linux/genhd.h>
55 #include <linux/buffer_head.h>          /* for invalidate_bdev() */
56 #include <linux/backing-dev.h>
57 #include <linux/blkpg.h>
58 #include <linux/writeback.h>
59 #include <linux/log2.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 /* Various static variables go here.  Most are used only in the RAM disk code.
64  */
65
66 static struct gendisk *rd_disks[CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT];
67 static struct block_device *rd_bdev[CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT];/* Protected device data */
68 static struct request_queue *rd_queue[CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT];
69
70 /*
71  * Parameters for the boot-loading of the RAM disk.  These are set by
72  * init/main.c (from arguments to the kernel command line) or from the
73  * architecture-specific setup routine (from the stored boot sector
74  * information).
75  */
76 int rd_size = CONFIG_BLK_DEV_RAM_SIZE;          /* Size of the RAM disks */
77 /*
78  * It would be very desirable to have a soft-blocksize (that in the case
79  * of the ramdisk driver is also the hardblocksize ;) of PAGE_SIZE because
80  * doing that we'll achieve a far better MM footprint. Using a rd_blocksize of
81  * BLOCK_SIZE in the worst case we'll make PAGE_SIZE/BLOCK_SIZE buffer-pages
82  * unfreeable. With a rd_blocksize of PAGE_SIZE instead we are sure that only
83  * 1 page will be protected. Depending on the size of the ramdisk you
84  * may want to change the ramdisk blocksize to achieve a better or worse MM
85  * behaviour. The default is still BLOCK_SIZE (needed by rd_load_image that
86  * supposes the filesystem in the image uses a BLOCK_SIZE blocksize).
87  */
88 static int rd_blocksize = CONFIG_BLK_DEV_RAM_BLOCKSIZE;
89
90 /*
91  * Copyright (C) 2000 Linus Torvalds.
92  *               2000 Transmeta Corp.
93  * aops copied from ramfs.
94  */
95
96 /*
97  * If a ramdisk page has buffers, some may be uptodate and some may be not.
98  * To bring the page uptodate we zero out the non-uptodate buffers.  The
99  * page must be locked.
100  */
101 static void make_page_uptodate(struct page *page)
102 {
103         if (page_has_buffers(page)) {
104                 struct buffer_head *bh = page_buffers(page);
105                 struct buffer_head *head = bh;
106
107                 do {
108                         if (!buffer_uptodate(bh)) {
109                                 memset(bh->b_data, 0, bh->b_size);
110                                 /*
111                                  * akpm: I'm totally undecided about this.  The
112                                  * buffer has just been magically brought "up to
113                                  * date", but nobody should want to be reading
114                                  * it anyway, because it hasn't been used for
115                                  * anything yet.  It is still in a "not read
116                                  * from disk yet" state.
117                                  *
118                                  * But non-uptodate buffers against an uptodate
119                                  * page are against the rules.  So do it anyway.
120                                  */
121                                  set_buffer_uptodate(bh);
122                         }
123                 } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
124         } else {
125                 memset(page_address(page), 0, PAGE_CACHE_SIZE);
126         }
127         flush_dcache_page(page);
128         SetPageUptodate(page);
129 }
130
131 static int ramdisk_readpage(struct file *file, struct page *page)
132 {
133         if (!PageUptodate(page))
134                 make_page_uptodate(page);
135         unlock_page(page);
136         return 0;
137 }
138
139 static int ramdisk_prepare_write(struct file *file, struct page *page,
140                                 unsigned offset, unsigned to)
141 {
142         if (!PageUptodate(page))
143                 make_page_uptodate(page);
144         return 0;
145 }
146
147 static int ramdisk_commit_write(struct file *file, struct page *page,
148                                 unsigned offset, unsigned to)
149 {
150         set_page_dirty(page);
151         return 0;
152 }
153
154 /*
155  * ->writepage to the blockdev's mapping has to redirty the page so that the
156  * VM doesn't go and steal it.  We return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE so that the VM
157  * won't try to (pointlessly) write the page again for a while.
158  *
159  * Really, these pages should not be on the LRU at all.
160  */
161 static int ramdisk_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
162 {
163         if (!PageUptodate(page))
164                 make_page_uptodate(page);
165         SetPageDirty(page);
166         if (wbc->for_reclaim)
167                 return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
168         unlock_page(page);
169         return 0;
170 }
171
172 /*
173  * This is a little speedup thing: short-circuit attempts to write back the
174  * ramdisk blockdev inode to its non-existent backing store.
175  */
176 static int ramdisk_writepages(struct address_space *mapping,
177                                 struct writeback_control *wbc)
178 {
179         return 0;
180 }
181
182 /*
183  * ramdisk blockdev pages have their own ->set_page_dirty() because we don't
184  * want them to contribute to dirty memory accounting.
185  */
186 static int ramdisk_set_page_dirty(struct page *page)
187 {
188         if (!TestSetPageDirty(page))
189                 return 1;
190         return 0;
191 }
192
193 /*
194  * releasepage is called by pagevec_strip/try_to_release_page if
195  * buffers_heads_over_limit is true. Without a releasepage function
196  * try_to_free_buffers is called instead. That can unset the dirty
197  * bit of our ram disk pages, which will be eventually freed, even
198  * if the page is still in use.
199  */
200 static int ramdisk_releasepage(struct page *page, gfp_t dummy)
201 {
202         return 0;
203 }
204
205 static const struct address_space_operations ramdisk_aops = {
206         .readpage       = ramdisk_readpage,
207         .prepare_write  = ramdisk_prepare_write,
208         .commit_write   = ramdisk_commit_write,
209         .writepage      = ramdisk_writepage,
210         .set_page_dirty = ramdisk_set_page_dirty,
211         .writepages     = ramdisk_writepages,
212         .releasepage    = ramdisk_releasepage,
213 };
214
215 static int rd_blkdev_pagecache_IO(int rw, struct bio_vec *vec, sector_t sector,
216                                 struct address_space *mapping)
217 {
218         pgoff_t index = sector >> (PAGE_CACHE_SHIFT - 9);
219         unsigned int vec_offset = vec->bv_offset;
220         int offset = (sector << 9) & ~PAGE_CACHE_MASK;
221         int size = vec->bv_len;
222         int err = 0;
223
224         do {
225                 int count;
226                 struct page *page;
227                 char *src;
228                 char *dst;
229
230                 count = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
231                 if (count > size)
232                         count = size;
233                 size -= count;
234
235                 page = grab_cache_page(mapping, index);
236                 if (!page) {
237                         err = -ENOMEM;
238                         goto out;
239                 }
240
241                 if (!PageUptodate(page))
242                         make_page_uptodate(page);
243
244                 index++;
245
246                 if (rw == READ) {
247                         src = kmap_atomic(page, KM_USER0) + offset;
248                         dst = kmap_atomic(vec->bv_page, KM_USER1) + vec_offset;
249                 } else {
250                         src = kmap_atomic(vec->bv_page, KM_USER0) + vec_offset;
251                         dst = kmap_atomic(page, KM_USER1) + offset;
252                 }
253                 offset = 0;
254                 vec_offset += count;
255
256                 memcpy(dst, src, count);
257
258                 kunmap_atomic(src, KM_USER0);
259                 kunmap_atomic(dst, KM_USER1);
260
261                 if (rw == READ)
262                         flush_dcache_page(vec->bv_page);
263                 else
264                         set_page_dirty(page);
265                 unlock_page(page);
266                 put_page(page);
267         } while (size);
268
269  out:
270         return err;
271 }
272
273 /*
274  *  Basically, my strategy here is to set up a buffer-head which can't be
275  *  deleted, and make that my Ramdisk.  If the request is outside of the
276  *  allocated size, we must get rid of it...
277  *
278  * 19-JAN-1998  Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au>  Added devfs support
279  *
280  */
281 static int rd_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
282 {
283         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
284         struct address_space * mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
285         sector_t sector = bio->bi_sector;
286         unsigned long len = bio->bi_size >> 9;
287         int rw = bio_data_dir(bio);
288         struct bio_vec *bvec;
289         int ret = 0, i;
290
291         if (sector + len > get_capacity(bdev->bd_disk))
292                 goto fail;
293
294         if (rw==READA)
295                 rw=READ;
296
297         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
298                 ret |= rd_blkdev_pagecache_IO(rw, bvec, sector, mapping);
299                 sector += bvec->bv_len >> 9;
300         }
301         if (ret)
302                 goto fail;
303
304         bio_endio(bio, 0);
305         return 0;
306 fail:
307         bio_io_error(bio);
308         return 0;
309
310
311 static int rd_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,
312                         unsigned int cmd, unsigned long arg)
313 {
314         int error;
315         struct block_device *bdev = inode->i_bdev;
316
317         if (cmd != BLKFLSBUF)
318                 return -ENOTTY;
319
320         /*
321          * special: we want to release the ramdisk memory, it's not like with
322          * the other blockdevices where this ioctl only flushes away the buffer
323          * cache
324          */
325         error = -EBUSY;
326         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
327         if (bdev->bd_openers <= 2) {
328                 truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
329                 error = 0;
330         }
331         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
332         return error;
333 }
334
335 /*
336  * This is the backing_dev_info for the blockdev inode itself.  It doesn't need
337  * writeback and it does not contribute to dirty memory accounting.
338  */
339 static struct backing_dev_info rd_backing_dev_info = {
340         .ra_pages       = 0,    /* No readahead */
341         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK | BDI_CAP_MAP_COPY,
342         .unplug_io_fn   = default_unplug_io_fn,
343 };
344
345 /*
346  * This is the backing_dev_info for the files which live atop the ramdisk
347  * "device".  These files do need writeback and they do contribute to dirty
348  * memory accounting.
349  */
350 static struct backing_dev_info rd_file_backing_dev_info = {
351         .ra_pages       = 0,    /* No readahead */
352         .capabilities   = BDI_CAP_MAP_COPY,     /* Does contribute to dirty memory */
353         .unplug_io_fn   = default_unplug_io_fn,
354 };
355
356 static int rd_open(struct inode *inode, struct file *filp)
357 {
358         unsigned unit = iminor(inode);
359
360         if (rd_bdev[unit] == NULL) {
361                 struct block_device *bdev = inode->i_bdev;
362                 struct address_space *mapping;
363                 unsigned bsize;
364                 gfp_t gfp_mask;
365
366                 inode = igrab(bdev->bd_inode);
367                 rd_bdev[unit] = bdev;
368                 bdev->bd_openers++;
369                 bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
370                 bdev->bd_block_size = bsize;
371                 inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
372                 inode->i_size = get_capacity(bdev->bd_disk)<<9;
373
374                 mapping = inode->i_mapping;
375                 mapping->a_ops = &ramdisk_aops;
376                 mapping->backing_dev_info = &rd_backing_dev_info;
377                 bdev->bd_inode_backing_dev_info = &rd_file_backing_dev_info;
378
379                 /*
380                  * Deep badness.  rd_blkdev_pagecache_IO() needs to allocate
381                  * pagecache pages within a request_fn.  We cannot recur back
382                  * into the filesystem which is mounted atop the ramdisk, because
383                  * that would deadlock on fs locks.  And we really don't want
384                  * to reenter rd_blkdev_pagecache_IO when we're already within
385                  * that function.
386                  *
387                  * So we turn off __GFP_FS and __GFP_IO.
388                  *
389                  * And to give this thing a hope of working, turn on __GFP_HIGH.
390                  * Hopefully, there's enough regular memory allocation going on
391                  * for the page allocator emergency pools to keep the ramdisk
392                  * driver happy.
393                  */
394                 gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
395                 gfp_mask &= ~(__GFP_FS|__GFP_IO);
396                 gfp_mask |= __GFP_HIGH;
397                 mapping_set_gfp_mask(mapping, gfp_mask);
398         }
399
400         return 0;
401 }
402
403 static struct block_device_operations rd_bd_op = {
404         .owner =        THIS_MODULE,
405         .open =         rd_open,
406         .ioctl =        rd_ioctl,
407 };
408
409 /*
410  * Before freeing the module, invalidate all of the protected buffers!
411  */
412 static void __exit rd_cleanup(void)
413 {
414         int i;
415
416         for (i = 0; i < CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT; i++) {
417                 struct block_device *bdev = rd_bdev[i];
418                 rd_bdev[i] = NULL;
419                 if (bdev) {
420                         invalidate_bdev(bdev);
421                         blkdev_put(bdev);
422                 }
423                 del_gendisk(rd_disks[i]);
424                 put_disk(rd_disks[i]);
425                 blk_cleanup_queue(rd_queue[i]);
426         }
427         unregister_blkdev(RAMDISK_MAJOR, "ramdisk");
428
429         bdi_destroy(&rd_file_backing_dev_info);
430         bdi_destroy(&rd_backing_dev_info);
431 }
432
433 /*
434  * This is the registration and initialization section of the RAM disk driver
435  */
436 static int __init rd_init(void)
437 {
438         int i;
439         int err;
440
441         err = bdi_init(&rd_backing_dev_info);
442         if (err)
443                 goto out2;
444
445         err = bdi_init(&rd_file_backing_dev_info);
446         if (err) {
447                 bdi_destroy(&rd_backing_dev_info);
448                 goto out2;
449         }
450
451         err = -ENOMEM;
452
453         if (rd_blocksize > PAGE_SIZE || rd_blocksize < 512 ||
454                         !is_power_of_2(rd_blocksize)) {
455                 printk("RAMDISK: wrong blocksize %d, reverting to defaults\n",
456                        rd_blocksize);
457                 rd_blocksize = BLOCK_SIZE;
458         }
459
460         for (i = 0; i < CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT; i++) {
461                 rd_disks[i] = alloc_disk(1);
462                 if (!rd_disks[i])
463                         goto out;
464
465                 rd_queue[i] = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
466                 if (!rd_queue[i]) {
467                         put_disk(rd_disks[i]);
468                         goto out;
469                 }
470         }
471
472         if (register_blkdev(RAMDISK_MAJOR, "ramdisk")) {
473                 err = -EIO;
474                 goto out;
475         }
476
477         for (i = 0; i < CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT; i++) {
478                 struct gendisk *disk = rd_disks[i];
479
480                 blk_queue_make_request(rd_queue[i], &rd_make_request);
481                 blk_queue_hardsect_size(rd_queue[i], rd_blocksize);
482
483                 /* rd_size is given in kB */
484                 disk->major = RAMDISK_MAJOR;
485                 disk->first_minor = i;
486                 disk->fops = &rd_bd_op;
487                 disk->queue = rd_queue[i];
488                 disk->flags |= GENHD_FL_SUPPRESS_PARTITION_INFO;
489                 sprintf(disk->disk_name, "ram%d", i);
490                 set_capacity(disk, rd_size * 2);
491                 add_disk(rd_disks[i]);
492         }
493
494         /* rd_size is given in kB */
495         printk("RAMDISK driver initialized: "
496                 "%d RAM disks of %dK size %d blocksize\n",
497                 CONFIG_BLK_DEV_RAM_COUNT, rd_size, rd_blocksize);
498
499         return 0;
500 out:
501         while (i--) {
502                 put_disk(rd_disks[i]);
503                 blk_cleanup_queue(rd_queue[i]);
504         }
505         bdi_destroy(&rd_backing_dev_info);
506         bdi_destroy(&rd_file_backing_dev_info);
507 out2:
508         return err;
509 }
510
511 module_init(rd_init);
512 module_exit(rd_cleanup);
513
514 /* options - nonmodular */
515 #ifndef MODULE
516 static int __init ramdisk_size(char *str)
517 {
518         rd_size = simple_strtol(str,NULL,0);
519         return 1;
520 }
521 static int __init ramdisk_blocksize(char *str)
522 {
523         rd_blocksize = simple_strtol(str,NULL,0);
524         return 1;
525 }
526 __setup("ramdisk_size=", ramdisk_size);
527 __setup("ramdisk_blocksize=", ramdisk_blocksize);
528 #endif
529
530 /* options - modular */
531 module_param(rd_size, int, 0);
532 MODULE_PARM_DESC(rd_size, "Size of each RAM disk in kbytes.");
533 module_param(rd_blocksize, int, 0);
534 MODULE_PARM_DESC(rd_blocksize, "Blocksize of each RAM disk in bytes.");
535 MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(RAMDISK_MAJOR);
536
537 MODULE_LICENSE("GPL");