xref: /openbmc/linux/block/bounce.c (revision 4246a0b6)
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>
25719c555fSJens Axboe 
26719c555fSJens Axboe #define POOL_SIZE	64
27719c555fSJens Axboe #define ISA_POOL_SIZE	16
28719c555fSJens Axboe 
29719c555fSJens Axboe static mempool_t *page_pool, *isa_page_pool;
30719c555fSJens Axboe 
31719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL)
32719c555fSJens Axboe static __init int init_emergency_pool(void)
33719c555fSJens Axboe {
34719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
35719c555fSJens Axboe 	if (max_pfn <= max_low_pfn)
36719c555fSJens Axboe 		return 0;
37719c555fSJens Axboe #endif
38719c555fSJens Axboe 
39719c555fSJens Axboe 	page_pool = mempool_create_page_pool(POOL_SIZE, 0);
40719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!page_pool);
41b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("pool size: %d pages\n", POOL_SIZE);
42719c555fSJens Axboe 
43719c555fSJens Axboe 	return 0;
44719c555fSJens Axboe }
45719c555fSJens Axboe 
46719c555fSJens Axboe __initcall(init_emergency_pool);
47719c555fSJens Axboe #endif
48719c555fSJens Axboe 
49719c555fSJens Axboe #ifdef CONFIG_HIGHMEM
50719c555fSJens Axboe /*
51719c555fSJens Axboe  * highmem version, map in to vec
52719c555fSJens Axboe  */
53719c555fSJens Axboe static void bounce_copy_vec(struct bio_vec *to, unsigned char *vfrom)
54719c555fSJens Axboe {
55719c555fSJens Axboe 	unsigned long flags;
56719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vto;
57719c555fSJens Axboe 
58719c555fSJens Axboe 	local_irq_save(flags);
59719c555fSJens Axboe 	vto = kmap_atomic(to->bv_page);
60719c555fSJens Axboe 	memcpy(vto + to->bv_offset, vfrom, to->bv_len);
61719c555fSJens Axboe 	kunmap_atomic(vto);
62719c555fSJens Axboe 	local_irq_restore(flags);
63719c555fSJens Axboe }
64719c555fSJens Axboe 
65719c555fSJens Axboe #else /* CONFIG_HIGHMEM */
66719c555fSJens Axboe 
67719c555fSJens Axboe #define bounce_copy_vec(to, vfrom)	\
68719c555fSJens Axboe 	memcpy(page_address((to)->bv_page) + (to)->bv_offset, vfrom, (to)->bv_len)
69719c555fSJens Axboe 
70719c555fSJens Axboe #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
71719c555fSJens Axboe 
72719c555fSJens Axboe /*
73719c555fSJens Axboe  * allocate pages in the DMA region for the ISA pool
74719c555fSJens Axboe  */
75719c555fSJens Axboe static void *mempool_alloc_pages_isa(gfp_t gfp_mask, void *data)
76719c555fSJens Axboe {
77719c555fSJens Axboe 	return mempool_alloc_pages(gfp_mask | GFP_DMA, data);
78719c555fSJens Axboe }
79719c555fSJens Axboe 
80719c555fSJens Axboe /*
81719c555fSJens Axboe  * gets called "every" time someone init's a queue with BLK_BOUNCE_ISA
82719c555fSJens Axboe  * as the max address, so check if the pool has already been created.
83719c555fSJens Axboe  */
84719c555fSJens Axboe int init_emergency_isa_pool(void)
85719c555fSJens Axboe {
86719c555fSJens Axboe 	if (isa_page_pool)
87719c555fSJens Axboe 		return 0;
88719c555fSJens Axboe 
89719c555fSJens Axboe 	isa_page_pool = mempool_create(ISA_POOL_SIZE, mempool_alloc_pages_isa,
90719c555fSJens Axboe 				       mempool_free_pages, (void *) 0);
91719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!isa_page_pool);
92719c555fSJens Axboe 
93b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("isa pool size: %d pages\n", ISA_POOL_SIZE);
94719c555fSJens Axboe 	return 0;
95719c555fSJens Axboe }
96719c555fSJens Axboe 
97719c555fSJens Axboe /*
98719c555fSJens Axboe  * Simple bounce buffer support for highmem pages. Depending on the
99719c555fSJens Axboe  * queue gfp mask set, *to may or may not be a highmem page. kmap it
100719c555fSJens Axboe  * always, it will do the Right Thing
101719c555fSJens Axboe  */
102719c555fSJens Axboe static void copy_to_high_bio_irq(struct bio *to, struct bio *from)
103719c555fSJens Axboe {
104719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vfrom;
105719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec tovec, *fromvec = from->bi_io_vec;
106719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
107719c555fSJens Axboe 
108719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment(tovec, to, iter) {
109719c555fSJens Axboe 		if (tovec.bv_page != fromvec->bv_page) {
110719c555fSJens Axboe 			/*
111719c555fSJens Axboe 			 * fromvec->bv_offset and fromvec->bv_len might have
112719c555fSJens Axboe 			 * been modified by the block layer, so use the original
113719c555fSJens Axboe 			 * copy, bounce_copy_vec already uses tovec->bv_len
114719c555fSJens Axboe 			 */
115719c555fSJens Axboe 			vfrom = page_address(fromvec->bv_page) +
116719c555fSJens Axboe 				tovec.bv_offset;
117719c555fSJens Axboe 
118719c555fSJens Axboe 			bounce_copy_vec(&tovec, vfrom);
119719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(tovec.bv_page);
120719c555fSJens Axboe 		}
121719c555fSJens Axboe 
122719c555fSJens Axboe 		fromvec++;
123719c555fSJens Axboe 	}
124719c555fSJens Axboe }
125719c555fSJens Axboe 
1264246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io(struct bio *bio, mempool_t *pool)
127719c555fSJens Axboe {
128719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
129719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *bvec, *org_vec;
130719c555fSJens Axboe 	int i;
131719c555fSJens Axboe 
132719c555fSJens Axboe 	/*
133719c555fSJens Axboe 	 * free up bounce indirect pages used
134719c555fSJens Axboe 	 */
135719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
136719c555fSJens Axboe 		org_vec = bio_orig->bi_io_vec + i;
137719c555fSJens Axboe 		if (bvec->bv_page == org_vec->bv_page)
138719c555fSJens Axboe 			continue;
139719c555fSJens Axboe 
140719c555fSJens Axboe 		dec_zone_page_state(bvec->bv_page, NR_BOUNCE);
141719c555fSJens Axboe 		mempool_free(bvec->bv_page, pool);
142719c555fSJens Axboe 	}
143719c555fSJens Axboe 
1444246a0b6SChristoph Hellwig 	bio_orig->bi_error = bio->bi_error;
1454246a0b6SChristoph Hellwig 	bio_endio(bio_orig);
146719c555fSJens Axboe 	bio_put(bio);
147719c555fSJens Axboe }
148719c555fSJens Axboe 
1494246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_write(struct bio *bio)
150719c555fSJens Axboe {
1514246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, page_pool);
152719c555fSJens Axboe }
153719c555fSJens Axboe 
1544246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_write_isa(struct bio *bio)
155719c555fSJens Axboe {
156719c555fSJens Axboe 
1574246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, isa_page_pool);
158719c555fSJens Axboe }
159719c555fSJens Axboe 
1604246a0b6SChristoph Hellwig static void __bounce_end_io_read(struct bio *bio, mempool_t *pool)
161719c555fSJens Axboe {
162719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
163719c555fSJens Axboe 
1644246a0b6SChristoph Hellwig 	if (!bio->bi_error)
165719c555fSJens Axboe 		copy_to_high_bio_irq(bio_orig, bio);
166719c555fSJens Axboe 
1674246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, pool);
168719c555fSJens Axboe }
169719c555fSJens Axboe 
1704246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_read(struct bio *bio)
171719c555fSJens Axboe {
1724246a0b6SChristoph Hellwig 	__bounce_end_io_read(bio, page_pool);
173719c555fSJens Axboe }
174719c555fSJens Axboe 
1754246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_read_isa(struct bio *bio)
176719c555fSJens Axboe {
1774246a0b6SChristoph Hellwig 	__bounce_end_io_read(bio, isa_page_pool);
178719c555fSJens Axboe }
179719c555fSJens Axboe 
180719c555fSJens Axboe #ifdef CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL
181719c555fSJens Axboe static int must_snapshot_stable_pages(struct request_queue *q, struct bio *bio)
182719c555fSJens Axboe {
183719c555fSJens Axboe 	if (bio_data_dir(bio) != WRITE)
184719c555fSJens Axboe 		return 0;
185719c555fSJens Axboe 
186719c555fSJens Axboe 	if (!bdi_cap_stable_pages_required(&q->backing_dev_info))
187719c555fSJens Axboe 		return 0;
188719c555fSJens Axboe 
189719c555fSJens Axboe 	return test_bit(BIO_SNAP_STABLE, &bio->bi_flags);
190719c555fSJens Axboe }
191719c555fSJens Axboe #else
192719c555fSJens Axboe static int must_snapshot_stable_pages(struct request_queue *q, struct bio *bio)
193719c555fSJens Axboe {
194719c555fSJens Axboe 	return 0;
195719c555fSJens Axboe }
196719c555fSJens Axboe #endif /* CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL */
197719c555fSJens Axboe 
198719c555fSJens Axboe static void __blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig,
199719c555fSJens Axboe 			       mempool_t *pool, int force)
200719c555fSJens Axboe {
201719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio;
202719c555fSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(*bio_orig);
203719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *to, from;
204719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
205719c555fSJens Axboe 	unsigned i;
206719c555fSJens Axboe 
207719c555fSJens Axboe 	if (force)
208719c555fSJens Axboe 		goto bounce;
209719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment(from, *bio_orig, iter)
210719c555fSJens Axboe 		if (page_to_pfn(from.bv_page) > queue_bounce_pfn(q))
211719c555fSJens Axboe 			goto bounce;
212719c555fSJens Axboe 
213719c555fSJens Axboe 	return;
214719c555fSJens Axboe bounce:
215719c555fSJens Axboe 	bio = bio_clone_bioset(*bio_orig, GFP_NOIO, fs_bio_set);
216719c555fSJens Axboe 
217719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(to, bio, i) {
218719c555fSJens Axboe 		struct page *page = to->bv_page;
219719c555fSJens Axboe 
220719c555fSJens Axboe 		if (page_to_pfn(page) <= queue_bounce_pfn(q) && !force)
221719c555fSJens Axboe 			continue;
222719c555fSJens Axboe 
223719c555fSJens Axboe 		to->bv_page = mempool_alloc(pool, q->bounce_gfp);
224393a3397SWang YanQing 		inc_zone_page_state(to->bv_page, NR_BOUNCE);
225719c555fSJens Axboe 
226719c555fSJens Axboe 		if (rw == WRITE) {
227719c555fSJens Axboe 			char *vto, *vfrom;
228719c555fSJens Axboe 
229719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(page);
230719c555fSJens Axboe 
231719c555fSJens Axboe 			vto = page_address(to->bv_page) + to->bv_offset;
232719c555fSJens Axboe 			vfrom = kmap_atomic(page) + to->bv_offset;
233719c555fSJens Axboe 			memcpy(vto, vfrom, to->bv_len);
234719c555fSJens Axboe 			kunmap_atomic(vfrom);
235719c555fSJens Axboe 		}
236719c555fSJens Axboe 	}
237719c555fSJens Axboe 
238719c555fSJens Axboe 	trace_block_bio_bounce(q, *bio_orig);
239719c555fSJens Axboe 
240719c555fSJens Axboe 	bio->bi_flags |= (1 << BIO_BOUNCED);
241719c555fSJens Axboe 
242719c555fSJens Axboe 	if (pool == page_pool) {
243719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write;
244719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
245719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read;
246719c555fSJens Axboe 	} else {
247719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write_isa;
248719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
249719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read_isa;
250719c555fSJens Axboe 	}
251719c555fSJens Axboe 
252719c555fSJens Axboe 	bio->bi_private = *bio_orig;
253719c555fSJens Axboe 	*bio_orig = bio;
254719c555fSJens Axboe }
255719c555fSJens Axboe 
256719c555fSJens Axboe void blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig)
257719c555fSJens Axboe {
258719c555fSJens Axboe 	int must_bounce;
259719c555fSJens Axboe 	mempool_t *pool;
260719c555fSJens Axboe 
261719c555fSJens Axboe 	/*
262719c555fSJens Axboe 	 * Data-less bio, nothing to bounce
263719c555fSJens Axboe 	 */
264719c555fSJens Axboe 	if (!bio_has_data(*bio_orig))
265719c555fSJens Axboe 		return;
266719c555fSJens Axboe 
267719c555fSJens Axboe 	must_bounce = must_snapshot_stable_pages(q, *bio_orig);
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)) {
275719c555fSJens Axboe 		if (queue_bounce_pfn(q) >= blk_max_pfn && !must_bounce)
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 	 */
286719c555fSJens Axboe 	__blk_queue_bounce(q, bio_orig, pool, must_bounce);
287719c555fSJens Axboe }
288719c555fSJens Axboe 
289719c555fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_queue_bounce);
290