xref: /openbmc/linux/block/bounce.c (revision 3bce016a)
1719c555fSJens Axboe /* bounce buffer handling for block devices
2719c555fSJens Axboe  *
3719c555fSJens Axboe  * - Split from highmem.c
4719c555fSJens Axboe  */
5719c555fSJens Axboe 
6b1de0d13SMitchel Humpherys #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
7b1de0d13SMitchel Humpherys 
8719c555fSJens Axboe #include <linux/mm.h>
9719c555fSJens Axboe #include <linux/export.h>
10719c555fSJens Axboe #include <linux/swap.h>
11719c555fSJens Axboe #include <linux/gfp.h>
12719c555fSJens Axboe #include <linux/bio.h>
13719c555fSJens Axboe #include <linux/pagemap.h>
14719c555fSJens Axboe #include <linux/mempool.h>
15719c555fSJens Axboe #include <linux/blkdev.h>
1666114cadSTejun Heo #include <linux/backing-dev.h>
17719c555fSJens Axboe #include <linux/init.h>
18719c555fSJens Axboe #include <linux/hash.h>
19719c555fSJens Axboe #include <linux/highmem.h>
20719c555fSJens Axboe #include <linux/bootmem.h>
21b1de0d13SMitchel Humpherys #include <linux/printk.h>
22719c555fSJens Axboe #include <asm/tlbflush.h>
23719c555fSJens Axboe 
24719c555fSJens Axboe #include <trace/events/block.h>
253bce016aSChristoph Hellwig #include "blk.h"
26719c555fSJens Axboe 
27719c555fSJens Axboe #define POOL_SIZE	64
28719c555fSJens Axboe #define ISA_POOL_SIZE	16
29719c555fSJens Axboe 
30e0fc443aSBart Van Assche static struct bio_set *bounce_bio_set, *bounce_bio_split;
31719c555fSJens Axboe static mempool_t *page_pool, *isa_page_pool;
32719c555fSJens Axboe 
33719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL)
34719c555fSJens Axboe static __init int init_emergency_pool(void)
35719c555fSJens Axboe {
36719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
37719c555fSJens Axboe 	if (max_pfn <= max_low_pfn)
38719c555fSJens Axboe 		return 0;
39719c555fSJens Axboe #endif
40719c555fSJens Axboe 
41719c555fSJens Axboe 	page_pool = mempool_create_page_pool(POOL_SIZE, 0);
42719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!page_pool);
43b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("pool size: %d pages\n", POOL_SIZE);
44719c555fSJens Axboe 
45a8821f3fSNeilBrown 	bounce_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
46a8821f3fSNeilBrown 	BUG_ON(!bounce_bio_set);
47a8821f3fSNeilBrown 	if (bioset_integrity_create(bounce_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
48a8821f3fSNeilBrown 		BUG_ON(1);
49a8821f3fSNeilBrown 
50a8821f3fSNeilBrown 	bounce_bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
51a8821f3fSNeilBrown 	BUG_ON(!bounce_bio_split);
52a8821f3fSNeilBrown 
53719c555fSJens Axboe 	return 0;
54719c555fSJens Axboe }
55719c555fSJens Axboe 
56719c555fSJens Axboe __initcall(init_emergency_pool);
57719c555fSJens Axboe #endif
58719c555fSJens Axboe 
59719c555fSJens Axboe #ifdef CONFIG_HIGHMEM
60719c555fSJens Axboe /*
61719c555fSJens Axboe  * highmem version, map in to vec
62719c555fSJens Axboe  */
63719c555fSJens Axboe static void bounce_copy_vec(struct bio_vec *to, unsigned char *vfrom)
64719c555fSJens Axboe {
65719c555fSJens Axboe 	unsigned long flags;
66719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vto;
67719c555fSJens Axboe 
68719c555fSJens Axboe 	local_irq_save(flags);
69719c555fSJens Axboe 	vto = kmap_atomic(to->bv_page);
70719c555fSJens Axboe 	memcpy(vto + to->bv_offset, vfrom, to->bv_len);
71719c555fSJens Axboe 	kunmap_atomic(vto);
72719c555fSJens Axboe 	local_irq_restore(flags);
73719c555fSJens Axboe }
74719c555fSJens Axboe 
75719c555fSJens Axboe #else /* CONFIG_HIGHMEM */
76719c555fSJens Axboe 
77719c555fSJens Axboe #define bounce_copy_vec(to, vfrom)	\
78719c555fSJens Axboe 	memcpy(page_address((to)->bv_page) + (to)->bv_offset, vfrom, (to)->bv_len)
79719c555fSJens Axboe 
80719c555fSJens Axboe #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
81719c555fSJens Axboe 
82719c555fSJens Axboe /*
83719c555fSJens Axboe  * allocate pages in the DMA region for the ISA pool
84719c555fSJens Axboe  */
85719c555fSJens Axboe static void *mempool_alloc_pages_isa(gfp_t gfp_mask, void *data)
86719c555fSJens Axboe {
87719c555fSJens Axboe 	return mempool_alloc_pages(gfp_mask | GFP_DMA, data);
88719c555fSJens Axboe }
89719c555fSJens Axboe 
90719c555fSJens Axboe /*
91719c555fSJens Axboe  * gets called "every" time someone init's a queue with BLK_BOUNCE_ISA
92719c555fSJens Axboe  * as the max address, so check if the pool has already been created.
93719c555fSJens Axboe  */
94719c555fSJens Axboe int init_emergency_isa_pool(void)
95719c555fSJens Axboe {
96719c555fSJens Axboe 	if (isa_page_pool)
97719c555fSJens Axboe 		return 0;
98719c555fSJens Axboe 
99719c555fSJens Axboe 	isa_page_pool = mempool_create(ISA_POOL_SIZE, mempool_alloc_pages_isa,
100719c555fSJens Axboe 				       mempool_free_pages, (void *) 0);
101719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!isa_page_pool);
102719c555fSJens Axboe 
103b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("isa pool size: %d pages\n", ISA_POOL_SIZE);
104719c555fSJens Axboe 	return 0;
105719c555fSJens Axboe }
106719c555fSJens Axboe 
107719c555fSJens Axboe /*
108719c555fSJens Axboe  * Simple bounce buffer support for highmem pages. Depending on the
109719c555fSJens Axboe  * queue gfp mask set, *to may or may not be a highmem page. kmap it
110719c555fSJens Axboe  * always, it will do the Right Thing
111719c555fSJens Axboe  */
112719c555fSJens Axboe static void copy_to_high_bio_irq(struct bio *to, struct bio *from)
113719c555fSJens Axboe {
114719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vfrom;
115719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec tovec, *fromvec = from->bi_io_vec;
116719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
117719c555fSJens Axboe 
118719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment(tovec, to, iter) {
119719c555fSJens Axboe 		if (tovec.bv_page != fromvec->bv_page) {
120719c555fSJens Axboe 			/*
121719c555fSJens Axboe 			 * fromvec->bv_offset and fromvec->bv_len might have
122719c555fSJens Axboe 			 * been modified by the block layer, so use the original
123719c555fSJens Axboe 			 * copy, bounce_copy_vec already uses tovec->bv_len
124719c555fSJens Axboe 			 */
125719c555fSJens Axboe 			vfrom = page_address(fromvec->bv_page) +
126719c555fSJens Axboe 				tovec.bv_offset;
127719c555fSJens Axboe 
128719c555fSJens Axboe 			bounce_copy_vec(&tovec, vfrom);
129719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(tovec.bv_page);
130719c555fSJens Axboe 		}
131719c555fSJens Axboe 
132719c555fSJens Axboe 		fromvec++;
133719c555fSJens Axboe 	}
134719c555fSJens Axboe }
135719c555fSJens Axboe 
1364246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io(struct bio *bio, mempool_t *pool)
137719c555fSJens Axboe {
138719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
139719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *bvec, *org_vec;
140719c555fSJens Axboe 	int i;
14199451879SMing Lei 	int start = bio_orig->bi_iter.bi_idx;
142719c555fSJens Axboe 
143719c555fSJens Axboe 	/*
144719c555fSJens Axboe 	 * free up bounce indirect pages used
145719c555fSJens Axboe 	 */
146719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
14799451879SMing Lei 		org_vec = bio_orig->bi_io_vec + i + start;
14899451879SMing Lei 
149719c555fSJens Axboe 		if (bvec->bv_page == org_vec->bv_page)
150719c555fSJens Axboe 			continue;
151719c555fSJens Axboe 
152719c555fSJens Axboe 		dec_zone_page_state(bvec->bv_page, NR_BOUNCE);
153719c555fSJens Axboe 		mempool_free(bvec->bv_page, pool);
154719c555fSJens Axboe 	}
155719c555fSJens Axboe 
1564e4cbee9SChristoph Hellwig 	bio_orig->bi_status = bio->bi_status;
1574246a0b6SChristoph Hellwig 	bio_endio(bio_orig);
158719c555fSJens Axboe 	bio_put(bio);
159719c555fSJens Axboe }
160719c555fSJens Axboe 
1614246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_write(struct bio *bio)
162719c555fSJens Axboe {
1634246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, page_pool);
164719c555fSJens Axboe }
165719c555fSJens Axboe 
1664246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_write_isa(struct bio *bio)
167719c555fSJens Axboe {
168719c555fSJens Axboe 
1694246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, isa_page_pool);
170719c555fSJens Axboe }
171719c555fSJens Axboe 
1724246a0b6SChristoph Hellwig static void __bounce_end_io_read(struct bio *bio, mempool_t *pool)
173719c555fSJens Axboe {
174719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
175719c555fSJens Axboe 
1764e4cbee9SChristoph Hellwig 	if (!bio->bi_status)
177719c555fSJens Axboe 		copy_to_high_bio_irq(bio_orig, bio);
178719c555fSJens Axboe 
1794246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, pool);
180719c555fSJens Axboe }
181719c555fSJens Axboe 
1824246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_read(struct bio *bio)
183719c555fSJens Axboe {
1844246a0b6SChristoph Hellwig 	__bounce_end_io_read(bio, page_pool);
185719c555fSJens Axboe }
186719c555fSJens Axboe 
1874246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_read_isa(struct bio *bio)
188719c555fSJens Axboe {
1894246a0b6SChristoph Hellwig 	__bounce_end_io_read(bio, isa_page_pool);
190719c555fSJens Axboe }
191719c555fSJens Axboe 
192719c555fSJens Axboe static void __blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig,
193a3ad0a9dSJan Kara 			       mempool_t *pool)
194719c555fSJens Axboe {
195719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio;
196719c555fSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(*bio_orig);
197719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *to, from;
198719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
199a8821f3fSNeilBrown 	unsigned i = 0;
200a8821f3fSNeilBrown 	bool bounce = false;
201a8821f3fSNeilBrown 	int sectors = 0;
202719c555fSJens Axboe 
203a8821f3fSNeilBrown 	bio_for_each_segment(from, *bio_orig, iter) {
204a8821f3fSNeilBrown 		if (i++ < BIO_MAX_PAGES)
205a8821f3fSNeilBrown 			sectors += from.bv_len >> 9;
206719c555fSJens Axboe 		if (page_to_pfn(from.bv_page) > queue_bounce_pfn(q))
207a8821f3fSNeilBrown 			bounce = true;
208a8821f3fSNeilBrown 	}
209a8821f3fSNeilBrown 	if (!bounce)
210719c555fSJens Axboe 		return;
211a8821f3fSNeilBrown 
212a8821f3fSNeilBrown 	if (sectors < bio_sectors(*bio_orig)) {
213a8821f3fSNeilBrown 		bio = bio_split(*bio_orig, sectors, GFP_NOIO, bounce_bio_split);
214a8821f3fSNeilBrown 		bio_chain(bio, *bio_orig);
215a8821f3fSNeilBrown 		generic_make_request(*bio_orig);
216a8821f3fSNeilBrown 		*bio_orig = bio;
217a8821f3fSNeilBrown 	}
218a8821f3fSNeilBrown 	bio = bio_clone_bioset(*bio_orig, GFP_NOIO, bounce_bio_set);
219719c555fSJens Axboe 
220719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(to, bio, i) {
221719c555fSJens Axboe 		struct page *page = to->bv_page;
222719c555fSJens Axboe 
223a3ad0a9dSJan Kara 		if (page_to_pfn(page) <= queue_bounce_pfn(q))
224719c555fSJens Axboe 			continue;
225719c555fSJens Axboe 
226719c555fSJens Axboe 		to->bv_page = mempool_alloc(pool, q->bounce_gfp);
227393a3397SWang YanQing 		inc_zone_page_state(to->bv_page, NR_BOUNCE);
228719c555fSJens Axboe 
229719c555fSJens Axboe 		if (rw == WRITE) {
230719c555fSJens Axboe 			char *vto, *vfrom;
231719c555fSJens Axboe 
232719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(page);
233719c555fSJens Axboe 
234719c555fSJens Axboe 			vto = page_address(to->bv_page) + to->bv_offset;
235719c555fSJens Axboe 			vfrom = kmap_atomic(page) + to->bv_offset;
236719c555fSJens Axboe 			memcpy(vto, vfrom, to->bv_len);
237719c555fSJens Axboe 			kunmap_atomic(vfrom);
238719c555fSJens Axboe 		}
239719c555fSJens Axboe 	}
240719c555fSJens Axboe 
241719c555fSJens Axboe 	trace_block_bio_bounce(q, *bio_orig);
242719c555fSJens Axboe 
243719c555fSJens Axboe 	bio->bi_flags |= (1 << BIO_BOUNCED);
244719c555fSJens Axboe 
245719c555fSJens Axboe 	if (pool == page_pool) {
246719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write;
247719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
248719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read;
249719c555fSJens Axboe 	} else {
250719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write_isa;
251719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
252719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read_isa;
253719c555fSJens Axboe 	}
254719c555fSJens Axboe 
255719c555fSJens Axboe 	bio->bi_private = *bio_orig;
256719c555fSJens Axboe 	*bio_orig = bio;
257719c555fSJens Axboe }
258719c555fSJens Axboe 
259719c555fSJens Axboe void blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig)
260719c555fSJens Axboe {
261719c555fSJens Axboe 	mempool_t *pool;
262719c555fSJens Axboe 
263719c555fSJens Axboe 	/*
264719c555fSJens Axboe 	 * Data-less bio, nothing to bounce
265719c555fSJens Axboe 	 */
266719c555fSJens Axboe 	if (!bio_has_data(*bio_orig))
267719c555fSJens Axboe 		return;
268719c555fSJens Axboe 
269719c555fSJens Axboe 	/*
270719c555fSJens Axboe 	 * for non-isa bounce case, just check if the bounce pfn is equal
271719c555fSJens Axboe 	 * to or bigger than the highest pfn in the system -- in that case,
272719c555fSJens Axboe 	 * don't waste time iterating over bio segments
273719c555fSJens Axboe 	 */
274719c555fSJens Axboe 	if (!(q->bounce_gfp & GFP_DMA)) {
275a3ad0a9dSJan Kara 		if (queue_bounce_pfn(q) >= blk_max_pfn)
276719c555fSJens Axboe 			return;
277719c555fSJens Axboe 		pool = page_pool;
278719c555fSJens Axboe 	} else {
279719c555fSJens Axboe 		BUG_ON(!isa_page_pool);
280719c555fSJens Axboe 		pool = isa_page_pool;
281719c555fSJens Axboe 	}
282719c555fSJens Axboe 
283719c555fSJens Axboe 	/*
284719c555fSJens Axboe 	 * slow path
285719c555fSJens Axboe 	 */
286a3ad0a9dSJan Kara 	__blk_queue_bounce(q, bio_orig, pool);
287719c555fSJens Axboe }
288