block/bounce.c

   1 /* bounce buffer handling for block devices
   2  *
   3  * - Split from highmem.c
   4  */
   5
   6 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
   7
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/export.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/gfp.h>
  12 #include <linux/bio.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/mempool.h>
  15 #include <linux/blkdev.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/hash.h>
  19 #include <linux/highmem.h>
  20 #include <linux/bootmem.h>
  21 #include <linux/printk.h>
  22 #include <asm/tlbflush.h>
  23
  24 #include <trace/events/block.h>
  25
  26 #define POOL_SIZE       64
  27 #define ISA_POOL_SIZE   16
  28
  29 static struct bio_set *bounce_bio_set, *bounce_bio_split;
  30 static mempool_t *page_pool, *isa_page_pool;
  31
  32 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL)
  33 static __init int init_emergency_pool(void)
  34 {
  35 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
  36         if (max_pfn <= max_low_pfn)
  37                 return 0;
  38 #endif
  39
  40         page_pool = mempool_create_page_pool(POOL_SIZE, 0);
  41         BUG_ON(!page_pool);
  42         pr_info("pool size: %d pages\n", POOL_SIZE);
  43
  44         bounce_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
  45         BUG_ON(!bounce_bio_set);
  46         if (bioset_integrity_create(bounce_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
  47                 BUG_ON(1);
  48
  49         bounce_bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
  50         BUG_ON(!bounce_bio_split);
  51
  52         return 0;
  53 }
  54
  55 __initcall(init_emergency_pool);
  56 #endif
  57
  58 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
  59 /*
  60  * highmem version, map in to vec
  61  */
  62 static void bounce_copy_vec(struct bio_vec *to, unsigned char *vfrom)
  63 {
  64         unsigned long flags;
  65         unsigned char *vto;
  66
  67         local_irq_save(flags);
  68         vto = kmap_atomic(to->bv_page);
  69         memcpy(vto + to->bv_offset, vfrom, to->bv_len);
  70         kunmap_atomic(vto);
  71         local_irq_restore(flags);
  72 }
  73
  74 #else /* CONFIG_HIGHMEM */
  75
  76 #define bounce_copy_vec(to, vfrom)      \
  77         memcpy(page_address((to)->bv_page) + (to)->bv_offset, vfrom, (to)->bv_len)
  78
  79 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
  80
  81 /*
  82  * allocate pages in the DMA region for the ISA pool
  83  */
  84 static void *mempool_alloc_pages_isa(gfp_t gfp_mask, void *data)
  85 {
  86         return mempool_alloc_pages(gfp_mask | GFP_DMA, data);
  87 }
  88
  89 /*
  90  * gets called "every" time someone init's a queue with BLK_BOUNCE_ISA
  91  * as the max address, so check if the pool has already been created.
  92  */
  93 int init_emergency_isa_pool(void)
  94 {
  95         if (isa_page_pool)
  96                 return 0;
  97
  98         isa_page_pool = mempool_create(ISA_POOL_SIZE, mempool_alloc_pages_isa,
  99                                        mempool_free_pages, (void *) 0);
 100         BUG_ON(!isa_page_pool);
 101
 102         pr_info("isa pool size: %d pages\n", ISA_POOL_SIZE);
 103         return 0;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Simple bounce buffer support for highmem pages. Depending on the
 108  * queue gfp mask set, *to may or may not be a highmem page. kmap it
 109  * always, it will do the Right Thing
 110  */
 111 static void copy_to_high_bio_irq(struct bio *to, struct bio *from)
 112 {
 113         unsigned char *vfrom;
 114         struct bio_vec tovec, *fromvec = from->bi_io_vec;
 115         struct bvec_iter iter;
 116
 117         bio_for_each_segment(tovec, to, iter) {
 118                 if (tovec.bv_page != fromvec->bv_page) {
 119                         /*
 120                          * fromvec->bv_offset and fromvec->bv_len might have
 121                          * been modified by the block layer, so use the original
 122                          * copy, bounce_copy_vec already uses tovec->bv_len
 123                          */
 124                         vfrom = page_address(fromvec->bv_page) +
 125                                 tovec.bv_offset;
 126
 127                         bounce_copy_vec(&tovec, vfrom);
 128                         flush_dcache_page(tovec.bv_page);
 129                 }
 130
 131                 fromvec++;
 132         }
 133 }
 134
 135 static void bounce_end_io(struct bio *bio, mempool_t *pool)
 136 {
 137         struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
 138         struct bio_vec *bvec, *org_vec;
 139         int i;
 140         int start = bio_orig->bi_iter.bi_idx;
 141
 142         /*
 143          * free up bounce indirect pages used
 144          */
 145         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
 146                 org_vec = bio_orig->bi_io_vec + i + start;
 147
 148                 if (bvec->bv_page == org_vec->bv_page)
 149                         continue;
 150
 151                 dec_zone_page_state(bvec->bv_page, NR_BOUNCE);
 152                 mempool_free(bvec->bv_page, pool);
 153         }
 154
 155         bio_orig->bi_status = bio->bi_status;
 156         bio_endio(bio_orig);
 157         bio_put(bio);
 158 }
 159
 160 static void bounce_end_io_write(struct bio *bio)
 161 {
 162         bounce_end_io(bio, page_pool);
 163 }
 164
 165 static void bounce_end_io_write_isa(struct bio *bio)
 166 {
 167
 168         bounce_end_io(bio, isa_page_pool);
 169 }
 170
 171 static void __bounce_end_io_read(struct bio *bio, mempool_t *pool)
 172 {
 173         struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
 174
 175         if (!bio->bi_status)
 176                 copy_to_high_bio_irq(bio_orig, bio);
 177
 178         bounce_end_io(bio, pool);
 179 }
 180
 181 static void bounce_end_io_read(struct bio *bio)
 182 {
 183         __bounce_end_io_read(bio, page_pool);
 184 }
 185
 186 static void bounce_end_io_read_isa(struct bio *bio)
 187 {
 188         __bounce_end_io_read(bio, isa_page_pool);
 189 }
 190
 191 static void __blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig,
 192                                mempool_t *pool)
 193 {
 194         struct bio *bio;
 195         int rw = bio_data_dir(*bio_orig);
 196         struct bio_vec *to, from;
 197         struct bvec_iter iter;
 198         unsigned i = 0;
 199         bool bounce = false;
 200         int sectors = 0;
 201
 202         bio_for_each_segment(from, *bio_orig, iter) {
 203                 if (i++ < BIO_MAX_PAGES)
 204                         sectors += from.bv_len >> 9;
 205                 if (page_to_pfn(from.bv_page) > queue_bounce_pfn(q))
 206                         bounce = true;
 207         }
 208         if (!bounce)
 209                 return;
 210
 211         if (sectors < bio_sectors(*bio_orig)) {
 212                 bio = bio_split(*bio_orig, sectors, GFP_NOIO, bounce_bio_split);
 213                 bio_chain(bio, *bio_orig);
 214                 generic_make_request(*bio_orig);
 215                 *bio_orig = bio;
 216         }
 217         bio = bio_clone_bioset(*bio_orig, GFP_NOIO, bounce_bio_set);
 218
 219         bio_for_each_segment_all(to, bio, i) {
 220                 struct page *page = to->bv_page;
 221
 222                 if (page_to_pfn(page) <= queue_bounce_pfn(q))
 223                         continue;
 224
 225                 to->bv_page = mempool_alloc(pool, q->bounce_gfp);
 226                 inc_zone_page_state(to->bv_page, NR_BOUNCE);
 227
 228                 if (rw == WRITE) {
 229                         char *vto, *vfrom;
 230
 231                         flush_dcache_page(page);
 232
 233                         vto = page_address(to->bv_page) + to->bv_offset;
 234                         vfrom = kmap_atomic(page) + to->bv_offset;
 235                         memcpy(vto, vfrom, to->bv_len);
 236                         kunmap_atomic(vfrom);
 237                 }
 238         }
 239
 240         trace_block_bio_bounce(q, *bio_orig);
 241
 242         bio->bi_flags |= (1 << BIO_BOUNCED);
 243
 244         if (pool == page_pool) {
 245                 bio->bi_end_io = bounce_end_io_write;
 246                 if (rw == READ)
 247                         bio->bi_end_io = bounce_end_io_read;
 248         } else {
 249                 bio->bi_end_io = bounce_end_io_write_isa;
 250                 if (rw == READ)
 251                         bio->bi_end_io = bounce_end_io_read_isa;
 252         }
 253
 254         bio->bi_private = *bio_orig;
 255         *bio_orig = bio;
 256 }
 257
 258 void blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig)
 259 {
 260         mempool_t *pool;
 261
 262         /*
 263          * Data-less bio, nothing to bounce
 264          */
 265         if (!bio_has_data(*bio_orig))
 266                 return;
 267
 268         /*
 269          * for non-isa bounce case, just check if the bounce pfn is equal
 270          * to or bigger than the highest pfn in the system -- in that case,
 271          * don't waste time iterating over bio segments
 272          */
 273         if (!(q->bounce_gfp & GFP_DMA)) {
 274                 if (queue_bounce_pfn(q) >= blk_max_pfn)
 275                         return;
 276                 pool = page_pool;
 277         } else {
 278                 BUG_ON(!isa_page_pool);
 279                 pool = isa_page_pool;
 280         }
 281
 282         /*
 283          * slow path
 284          */
 285         __blk_queue_bounce(q, bio_orig, pool);
 286 }
 287
 288 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_bounce);