slab: struct kmem_cache is protected by slab_mutex
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / include / linux / bio.h
1 /*
2  * 2.5 block I/O model
3  *
4  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@suse.de>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  *
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
19  */
20 #ifndef __LINUX_BIO_H
21 #define __LINUX_BIO_H
22
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/mempool.h>
25 #include <linux/ioprio.h>
26 #include <linux/bug.h>
27
28 #ifdef CONFIG_BLOCK
29
30 #include <asm/io.h>
31
32 /* struct bio, bio_vec and BIO_* flags are defined in blk_types.h */
33 #include <linux/blk_types.h>
34
35 #define BIO_DEBUG
36
37 #ifdef BIO_DEBUG
38 #define BIO_BUG_ON      BUG_ON
39 #else
40 #define BIO_BUG_ON
41 #endif
42
43 #define BIO_MAX_PAGES           256
44 #define BIO_MAX_SIZE            (BIO_MAX_PAGES << PAGE_CACHE_SHIFT)
45 #define BIO_MAX_SECTORS         (BIO_MAX_SIZE >> 9)
46
47 /*
48  * upper 16 bits of bi_rw define the io priority of this bio
49  */
50 #define BIO_PRIO_SHIFT  (8 * sizeof(unsigned long) - IOPRIO_BITS)
51 #define bio_prio(bio)   ((bio)->bi_rw >> BIO_PRIO_SHIFT)
52 #define bio_prio_valid(bio)     ioprio_valid(bio_prio(bio))
53
54 #define bio_set_prio(bio, prio)         do {                    \
55         WARN_ON(prio >= (1 << IOPRIO_BITS));                    \
56         (bio)->bi_rw &= ((1UL << BIO_PRIO_SHIFT) - 1);          \
57         (bio)->bi_rw |= ((unsigned long) (prio) << BIO_PRIO_SHIFT);     \
58 } while (0)
59
60 /*
61  * various member access, note that bio_data should of course not be used
62  * on highmem page vectors
63  */
64 #define bio_iovec_idx(bio, idx) (&((bio)->bi_io_vec[(idx)]))
65 #define bio_iovec(bio)          bio_iovec_idx((bio), (bio)->bi_idx)
66 #define bio_page(bio)           bio_iovec((bio))->bv_page
67 #define bio_offset(bio)         bio_iovec((bio))->bv_offset
68 #define bio_segments(bio)       ((bio)->bi_vcnt - (bio)->bi_idx)
69 #define bio_sectors(bio)        ((bio)->bi_size >> 9)
70 #define bio_end_sector(bio)     ((bio)->bi_sector + bio_sectors((bio)))
71
72 static inline unsigned int bio_cur_bytes(struct bio *bio)
73 {
74         if (bio->bi_vcnt)
75                 return bio_iovec(bio)->bv_len;
76         else /* dataless requests such as discard */
77                 return bio->bi_size;
78 }
79
80 static inline void *bio_data(struct bio *bio)
81 {
82         if (bio->bi_vcnt)
83                 return page_address(bio_page(bio)) + bio_offset(bio);
84
85         return NULL;
86 }
87
88 /*
89  * will die
90  */
91 #define bio_to_phys(bio)        (page_to_phys(bio_page((bio))) + (unsigned long) bio_offset((bio)))
92 #define bvec_to_phys(bv)        (page_to_phys((bv)->bv_page) + (unsigned long) (bv)->bv_offset)
93
94 /*
95  * queues that have highmem support enabled may still need to revert to
96  * PIO transfers occasionally and thus map high pages temporarily. For
97  * permanent PIO fall back, user is probably better off disabling highmem
98  * I/O completely on that queue (see ide-dma for example)
99  */
100 #define __bio_kmap_atomic(bio, idx)                             \
101         (kmap_atomic(bio_iovec_idx((bio), (idx))->bv_page) +    \
102                 bio_iovec_idx((bio), (idx))->bv_offset)
103
104 #define __bio_kunmap_atomic(addr) kunmap_atomic(addr)
105
106 /*
107  * merge helpers etc
108  */
109
110 #define __BVEC_END(bio)         bio_iovec_idx((bio), (bio)->bi_vcnt - 1)
111 #define __BVEC_START(bio)       bio_iovec_idx((bio), (bio)->bi_idx)
112
113 /* Default implementation of BIOVEC_PHYS_MERGEABLE */
114 #define __BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(vec1, vec2)     \
115         ((bvec_to_phys((vec1)) + (vec1)->bv_len) == bvec_to_phys((vec2)))
116
117 /*
118  * allow arch override, for eg virtualized architectures (put in asm/io.h)
119  */
120 #ifndef BIOVEC_PHYS_MERGEABLE
121 #define BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(vec1, vec2)       \
122         __BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(vec1, vec2)
123 #endif
124
125 #define __BIO_SEG_BOUNDARY(addr1, addr2, mask) \
126         (((addr1) | (mask)) == (((addr2) - 1) | (mask)))
127 #define BIOVEC_SEG_BOUNDARY(q, b1, b2) \
128         __BIO_SEG_BOUNDARY(bvec_to_phys((b1)), bvec_to_phys((b2)) + (b2)->bv_len, queue_segment_boundary((q)))
129 #define BIO_SEG_BOUNDARY(q, b1, b2) \
130         BIOVEC_SEG_BOUNDARY((q), __BVEC_END((b1)), __BVEC_START((b2)))
131
132 #define bio_io_error(bio) bio_endio((bio), -EIO)
133
134 /*
135  * drivers should not use the __ version unless they _really_ know what
136  * they're doing
137  */
138 #define __bio_for_each_segment(bvl, bio, i, start_idx)                  \
139         for (bvl = bio_iovec_idx((bio), (start_idx)), i = (start_idx);  \
140              i < (bio)->bi_vcnt;                                        \
141              bvl++, i++)
142
143 /*
144  * drivers should _never_ use the all version - the bio may have been split
145  * before it got to the driver and the driver won't own all of it
146  */
147 #define bio_for_each_segment_all(bvl, bio, i)                           \
148         for (i = 0;                                                     \
149              bvl = bio_iovec_idx((bio), (i)), i < (bio)->bi_vcnt;       \
150              i++)
151
152 #define bio_for_each_segment(bvl, bio, i)                               \
153         for (i = (bio)->bi_idx;                                         \
154              bvl = bio_iovec_idx((bio), (i)), i < (bio)->bi_vcnt;       \
155              i++)
156
157 /*
158  * get a reference to a bio, so it won't disappear. the intended use is
159  * something like:
160  *
161  * bio_get(bio);
162  * submit_bio(rw, bio);
163  * if (bio->bi_flags ...)
164  *      do_something
165  * bio_put(bio);
166  *
167  * without the bio_get(), it could potentially complete I/O before submit_bio
168  * returns. and then bio would be freed memory when if (bio->bi_flags ...)
169  * runs
170  */
171 #define bio_get(bio)    atomic_inc(&(bio)->bi_cnt)
172
173 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
174 /*
175  * bio integrity payload
176  */
177 struct bio_integrity_payload {
178         struct bio              *bip_bio;       /* parent bio */
179
180         sector_t                bip_sector;     /* virtual start sector */
181
182         void                    *bip_buf;       /* generated integrity data */
183         bio_end_io_t            *bip_end_io;    /* saved I/O completion fn */
184
185         unsigned int            bip_size;
186
187         unsigned short          bip_slab;       /* slab the bip came from */
188         unsigned short          bip_vcnt;       /* # of integrity bio_vecs */
189         unsigned short          bip_idx;        /* current bip_vec index */
190         unsigned                bip_owns_buf:1; /* should free bip_buf */
191
192         struct work_struct      bip_work;       /* I/O completion */
193
194         struct bio_vec          *bip_vec;
195         struct bio_vec          bip_inline_vecs[0];/* embedded bvec array */
196 };
197 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
198
199 /*
200  * A bio_pair is used when we need to split a bio.
201  * This can only happen for a bio that refers to just one
202  * page of data, and in the unusual situation when the
203  * page crosses a chunk/device boundary
204  *
205  * The address of the master bio is stored in bio1.bi_private
206  * The address of the pool the pair was allocated from is stored
207  *   in bio2.bi_private
208  */
209 struct bio_pair {
210         struct bio                      bio1, bio2;
211         struct bio_vec                  bv1, bv2;
212 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
213         struct bio_integrity_payload    bip1, bip2;
214         struct bio_vec                  iv1, iv2;
215 #endif
216         atomic_t                        cnt;
217         int                             error;
218 };
219 extern struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors);
220 extern void bio_pair_release(struct bio_pair *dbio);
221 extern void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size);
222
223 extern struct bio_set *bioset_create(unsigned int, unsigned int);
224 extern void bioset_free(struct bio_set *);
225 extern mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries);
226
227 extern struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t, int, struct bio_set *);
228 extern void bio_put(struct bio *);
229
230 extern void __bio_clone(struct bio *, struct bio *);
231 extern struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *, gfp_t, struct bio_set *bs);
232
233 extern struct bio_set *fs_bio_set;
234
235 static inline struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
236 {
237         return bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
238 }
239
240 static inline struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
241 {
242         return bio_clone_bioset(bio, gfp_mask, fs_bio_set);
243 }
244
245 static inline struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
246 {
247         return bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, NULL);
248 }
249
250 static inline struct bio *bio_clone_kmalloc(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
251 {
252         return bio_clone_bioset(bio, gfp_mask, NULL);
253
254 }
255
256 extern void bio_endio(struct bio *, int);
257 struct request_queue;
258 extern int bio_phys_segments(struct request_queue *, struct bio *);
259
260 extern int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio);
261 extern void bio_advance(struct bio *, unsigned);
262
263 extern void bio_init(struct bio *);
264 extern void bio_reset(struct bio *);
265
266 extern int bio_add_page(struct bio *, struct page *, unsigned int,unsigned int);
267 extern int bio_add_pc_page(struct request_queue *, struct bio *, struct page *,
268                            unsigned int, unsigned int);
269 extern int bio_get_nr_vecs(struct block_device *);
270 extern sector_t bio_sector_offset(struct bio *, unsigned short, unsigned int);
271 extern struct bio *bio_map_user(struct request_queue *, struct block_device *,
272                                 unsigned long, unsigned int, int, gfp_t);
273 struct sg_iovec;
274 struct rq_map_data;
275 extern struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *,
276                                     struct block_device *,
277                                     struct sg_iovec *, int, int, gfp_t);
278 extern void bio_unmap_user(struct bio *);
279 extern struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *, void *, unsigned int,
280                                 gfp_t);
281 extern struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *, void *, unsigned int,
282                                  gfp_t, int);
283 extern void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio);
284 extern void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio);
285
286 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
287 # error "You should define ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE for your platform"
288 #endif
289 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
290 extern void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi);
291 #else
292 static inline void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
293 {
294 }
295 #endif
296
297 extern void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src);
298 extern int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp);
299
300 extern struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *, struct rq_map_data *,
301                                  unsigned long, unsigned int, int, gfp_t);
302 extern struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *,
303                                      struct rq_map_data *, struct sg_iovec *,
304                                      int, int, gfp_t);
305 extern int bio_uncopy_user(struct bio *);
306 void zero_fill_bio(struct bio *bio);
307 extern struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t, int, unsigned long *, mempool_t *);
308 extern void bvec_free(mempool_t *, struct bio_vec *, unsigned int);
309 extern unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx);
310
311 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
312 int bio_associate_current(struct bio *bio);
313 void bio_disassociate_task(struct bio *bio);
314 #else   /* CONFIG_BLK_CGROUP */
315 static inline int bio_associate_current(struct bio *bio) { return -ENOENT; }
316 static inline void bio_disassociate_task(struct bio *bio) { }
317 #endif  /* CONFIG_BLK_CGROUP */
318
319 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
320 /*
321  * remember never ever reenable interrupts between a bvec_kmap_irq and
322  * bvec_kunmap_irq!
323  */
324 static inline char *bvec_kmap_irq(struct bio_vec *bvec, unsigned long *flags)
325 {
326         unsigned long addr;
327
328         /*
329          * might not be a highmem page, but the preempt/irq count
330          * balancing is a lot nicer this way
331          */
332         local_irq_save(*flags);
333         addr = (unsigned long) kmap_atomic(bvec->bv_page);
334
335         BUG_ON(addr & ~PAGE_MASK);
336
337         return (char *) addr + bvec->bv_offset;
338 }
339
340 static inline void bvec_kunmap_irq(char *buffer, unsigned long *flags)
341 {
342         unsigned long ptr = (unsigned long) buffer & PAGE_MASK;
343
344         kunmap_atomic((void *) ptr);
345         local_irq_restore(*flags);
346 }
347
348 #else
349 static inline char *bvec_kmap_irq(struct bio_vec *bvec, unsigned long *flags)
350 {
351         return page_address(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset;
352 }
353
354 static inline void bvec_kunmap_irq(char *buffer, unsigned long *flags)
355 {
356         *flags = 0;
357 }
358 #endif
359
360 static inline char *__bio_kmap_irq(struct bio *bio, unsigned short idx,
361                                    unsigned long *flags)
362 {
363         return bvec_kmap_irq(bio_iovec_idx(bio, idx), flags);
364 }
365 #define __bio_kunmap_irq(buf, flags)    bvec_kunmap_irq(buf, flags)
366
367 #define bio_kmap_irq(bio, flags) \
368         __bio_kmap_irq((bio), (bio)->bi_idx, (flags))
369 #define bio_kunmap_irq(buf,flags)       __bio_kunmap_irq(buf, flags)
370
371 /*
372  * Check whether this bio carries any data or not. A NULL bio is allowed.
373  */
374 static inline bool bio_has_data(struct bio *bio)
375 {
376         if (bio && bio->bi_vcnt)
377                 return true;
378
379         return false;
380 }
381
382 static inline bool bio_is_rw(struct bio *bio)
383 {
384         if (!bio_has_data(bio))
385                 return false;
386
387         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME)
388                 return false;
389
390         return true;
391 }
392
393 static inline bool bio_mergeable(struct bio *bio)
394 {
395         if (bio->bi_rw & REQ_NOMERGE_FLAGS)
396                 return false;
397
398         return true;
399 }
400
401 /*
402  * BIO list management for use by remapping drivers (e.g. DM or MD) and loop.
403  *
404  * A bio_list anchors a singly-linked list of bios chained through the bi_next
405  * member of the bio.  The bio_list also caches the last list member to allow
406  * fast access to the tail.
407  */
408 struct bio_list {
409         struct bio *head;
410         struct bio *tail;
411 };
412
413 static inline int bio_list_empty(const struct bio_list *bl)
414 {
415         return bl->head == NULL;
416 }
417
418 static inline void bio_list_init(struct bio_list *bl)
419 {
420         bl->head = bl->tail = NULL;
421 }
422
423 #define BIO_EMPTY_LIST  { NULL, NULL }
424
425 #define bio_list_for_each(bio, bl) \
426         for (bio = (bl)->head; bio; bio = bio->bi_next)
427
428 static inline unsigned bio_list_size(const struct bio_list *bl)
429 {
430         unsigned sz = 0;
431         struct bio *bio;
432
433         bio_list_for_each(bio, bl)
434                 sz++;
435
436         return sz;
437 }
438
439 static inline void bio_list_add(struct bio_list *bl, struct bio *bio)
440 {
441         bio->bi_next = NULL;
442
443         if (bl->tail)
444                 bl->tail->bi_next = bio;
445         else
446                 bl->head = bio;
447
448         bl->tail = bio;
449 }
450
451 static inline void bio_list_add_head(struct bio_list *bl, struct bio *bio)
452 {
453         bio->bi_next = bl->head;
454
455         bl->head = bio;
456
457         if (!bl->tail)
458                 bl->tail = bio;
459 }
460
461 static inline void bio_list_merge(struct bio_list *bl, struct bio_list *bl2)
462 {
463         if (!bl2->head)
464                 return;
465
466         if (bl->tail)
467                 bl->tail->bi_next = bl2->head;
468         else
469                 bl->head = bl2->head;
470
471         bl->tail = bl2->tail;
472 }
473
474 static inline void bio_list_merge_head(struct bio_list *bl,
475                                        struct bio_list *bl2)
476 {
477         if (!bl2->head)
478                 return;
479
480         if (bl->head)
481                 bl2->tail->bi_next = bl->head;
482         else
483                 bl->tail = bl2->tail;
484
485         bl->head = bl2->head;
486 }
487
488 static inline struct bio *bio_list_peek(struct bio_list *bl)
489 {
490         return bl->head;
491 }
492
493 static inline struct bio *bio_list_pop(struct bio_list *bl)
494 {
495         struct bio *bio = bl->head;
496
497         if (bio) {
498                 bl->head = bl->head->bi_next;
499                 if (!bl->head)
500                         bl->tail = NULL;
501
502                 bio->bi_next = NULL;
503         }
504
505         return bio;
506 }
507
508 static inline struct bio *bio_list_get(struct bio_list *bl)
509 {
510         struct bio *bio = bl->head;
511
512         bl->head = bl->tail = NULL;
513
514         return bio;
515 }
516
517 /*
518  * bio_set is used to allow other portions of the IO system to
519  * allocate their own private memory pools for bio and iovec structures.
520  * These memory pools in turn all allocate from the bio_slab
521  * and the bvec_slabs[].
522  */
523 #define BIO_POOL_SIZE 2
524 #define BIOVEC_NR_POOLS 6
525 #define BIOVEC_MAX_IDX  (BIOVEC_NR_POOLS - 1)
526
527 struct bio_set {
528         struct kmem_cache *bio_slab;
529         unsigned int front_pad;
530
531         mempool_t *bio_pool;
532         mempool_t *bvec_pool;
533 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
534         mempool_t *bio_integrity_pool;
535         mempool_t *bvec_integrity_pool;
536 #endif
537
538         /*
539          * Deadlock avoidance for stacking block drivers: see comments in
540          * bio_alloc_bioset() for details
541          */
542         spinlock_t              rescue_lock;
543         struct bio_list         rescue_list;
544         struct work_struct      rescue_work;
545         struct workqueue_struct *rescue_workqueue;
546 };
547
548 struct biovec_slab {
549         int nr_vecs;
550         char *name;
551         struct kmem_cache *slab;
552 };
553
554 /*
555  * a small number of entries is fine, not going to be performance critical.
556  * basically we just need to survive
557  */
558 #define BIO_SPLIT_ENTRIES 2
559
560 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
561
562 #define bip_vec_idx(bip, idx)   (&(bip->bip_vec[(idx)]))
563 #define bip_vec(bip)            bip_vec_idx(bip, 0)
564
565 #define __bip_for_each_vec(bvl, bip, i, start_idx)                      \
566         for (bvl = bip_vec_idx((bip), (start_idx)), i = (start_idx);    \
567              i < (bip)->bip_vcnt;                                       \
568              bvl++, i++)
569
570 #define bip_for_each_vec(bvl, bip, i)                                   \
571         __bip_for_each_vec(bvl, bip, i, (bip)->bip_idx)
572
573 #define bio_for_each_integrity_vec(_bvl, _bio, _iter)                   \
574         for_each_bio(_bio)                                              \
575                 bip_for_each_vec(_bvl, _bio->bi_integrity, _iter)
576
577 #define bio_integrity(bio) (bio->bi_integrity != NULL)
578
579 extern struct bio_integrity_payload *bio_integrity_alloc(struct bio *, gfp_t, unsigned int);
580 extern void bio_integrity_free(struct bio *);
581 extern int bio_integrity_add_page(struct bio *, struct page *, unsigned int, unsigned int);
582 extern int bio_integrity_enabled(struct bio *bio);
583 extern int bio_integrity_set_tag(struct bio *, void *, unsigned int);
584 extern int bio_integrity_get_tag(struct bio *, void *, unsigned int);
585 extern int bio_integrity_prep(struct bio *);
586 extern void bio_integrity_endio(struct bio *, int);
587 extern void bio_integrity_advance(struct bio *, unsigned int);
588 extern void bio_integrity_trim(struct bio *, unsigned int, unsigned int);
589 extern void bio_integrity_split(struct bio *, struct bio_pair *, int);
590 extern int bio_integrity_clone(struct bio *, struct bio *, gfp_t);
591 extern int bioset_integrity_create(struct bio_set *, int);
592 extern void bioset_integrity_free(struct bio_set *);
593 extern void bio_integrity_init(void);
594
595 #else /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
596
597 static inline int bio_integrity(struct bio *bio)
598 {
599         return 0;
600 }
601
602 static inline int bio_integrity_enabled(struct bio *bio)
603 {
604         return 0;
605 }
606
607 static inline int bioset_integrity_create(struct bio_set *bs, int pool_size)
608 {
609         return 0;
610 }
611
612 static inline void bioset_integrity_free (struct bio_set *bs)
613 {
614         return;
615 }
616
617 static inline int bio_integrity_prep(struct bio *bio)
618 {
619         return 0;
620 }
621
622 static inline void bio_integrity_free(struct bio *bio)
623 {
624         return;
625 }
626
627 static inline int bio_integrity_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src,
628                                       gfp_t gfp_mask)
629 {
630         return 0;
631 }
632
633 static inline void bio_integrity_split(struct bio *bio, struct bio_pair *bp,
634                                        int sectors)
635 {
636         return;
637 }
638
639 static inline void bio_integrity_advance(struct bio *bio,
640                                          unsigned int bytes_done)
641 {
642         return;
643 }
644
645 static inline void bio_integrity_trim(struct bio *bio, unsigned int offset,
646                                       unsigned int sectors)
647 {
648         return;
649 }
650
651 static inline void bio_integrity_init(void)
652 {
653         return;
654 }
655
656 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
657
658 #endif /* CONFIG_BLOCK */
659 #endif /* __LINUX_BIO_H */