xref: /openbmc/linux/block/bounce.c (revision a8821f3f)
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 
29a8821f3fSNeilBrown struct bio_set *bounce_bio_set, *bounce_bio_split;
30719c555fSJens Axboe static mempool_t *page_pool, *isa_page_pool;
31719c555fSJens Axboe 
32719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL)
33719c555fSJens Axboe static __init int init_emergency_pool(void)
34719c555fSJens Axboe {
35719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
36719c555fSJens Axboe 	if (max_pfn <= max_low_pfn)
37719c555fSJens Axboe 		return 0;
38719c555fSJens Axboe #endif
39719c555fSJens Axboe 
40719c555fSJens Axboe 	page_pool = mempool_create_page_pool(POOL_SIZE, 0);
41719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!page_pool);
42b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("pool size: %d pages\n", POOL_SIZE);
43719c555fSJens Axboe 
44a8821f3fSNeilBrown 	bounce_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
45a8821f3fSNeilBrown 	BUG_ON(!bounce_bio_set);
46a8821f3fSNeilBrown 	if (bioset_integrity_create(bounce_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
47a8821f3fSNeilBrown 		BUG_ON(1);
48a8821f3fSNeilBrown 
49a8821f3fSNeilBrown 	bounce_bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
50a8821f3fSNeilBrown 	BUG_ON(!bounce_bio_split);
51a8821f3fSNeilBrown 
52719c555fSJens Axboe 	return 0;
53719c555fSJens Axboe }
54719c555fSJens Axboe 
55719c555fSJens Axboe __initcall(init_emergency_pool);
56719c555fSJens Axboe #endif
57719c555fSJens Axboe 
58719c555fSJens Axboe #ifdef CONFIG_HIGHMEM
59719c555fSJens Axboe /*
60719c555fSJens Axboe  * highmem version, map in to vec
61719c555fSJens Axboe  */
62719c555fSJens Axboe static void bounce_copy_vec(struct bio_vec *to, unsigned char *vfrom)
63719c555fSJens Axboe {
64719c555fSJens Axboe 	unsigned long flags;
65719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vto;
66719c555fSJens Axboe 
67719c555fSJens Axboe 	local_irq_save(flags);
68719c555fSJens Axboe 	vto = kmap_atomic(to->bv_page);
69719c555fSJens Axboe 	memcpy(vto + to->bv_offset, vfrom, to->bv_len);
70719c555fSJens Axboe 	kunmap_atomic(vto);
71719c555fSJens Axboe 	local_irq_restore(flags);
72719c555fSJens Axboe }
73719c555fSJens Axboe 
74719c555fSJens Axboe #else /* CONFIG_HIGHMEM */
75719c555fSJens Axboe 
76719c555fSJens Axboe #define bounce_copy_vec(to, vfrom)	\
77719c555fSJens Axboe 	memcpy(page_address((to)->bv_page) + (to)->bv_offset, vfrom, (to)->bv_len)
78719c555fSJens Axboe 
79719c555fSJens Axboe #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
80719c555fSJens Axboe 
81719c555fSJens Axboe /*
82719c555fSJens Axboe  * allocate pages in the DMA region for the ISA pool
83719c555fSJens Axboe  */
84719c555fSJens Axboe static void *mempool_alloc_pages_isa(gfp_t gfp_mask, void *data)
85719c555fSJens Axboe {
86719c555fSJens Axboe 	return mempool_alloc_pages(gfp_mask | GFP_DMA, data);
87719c555fSJens Axboe }
88719c555fSJens Axboe 
89719c555fSJens Axboe /*
90719c555fSJens Axboe  * gets called "every" time someone init's a queue with BLK_BOUNCE_ISA
91719c555fSJens Axboe  * as the max address, so check if the pool has already been created.
92719c555fSJens Axboe  */
93719c555fSJens Axboe int init_emergency_isa_pool(void)
94719c555fSJens Axboe {
95719c555fSJens Axboe 	if (isa_page_pool)
96719c555fSJens Axboe 		return 0;
97719c555fSJens Axboe 
98719c555fSJens Axboe 	isa_page_pool = mempool_create(ISA_POOL_SIZE, mempool_alloc_pages_isa,
99719c555fSJens Axboe 				       mempool_free_pages, (void *) 0);
100719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!isa_page_pool);
101719c555fSJens Axboe 
102b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("isa pool size: %d pages\n", ISA_POOL_SIZE);
103719c555fSJens Axboe 	return 0;
104719c555fSJens Axboe }
105719c555fSJens Axboe 
106719c555fSJens Axboe /*
107719c555fSJens Axboe  * Simple bounce buffer support for highmem pages. Depending on the
108719c555fSJens Axboe  * queue gfp mask set, *to may or may not be a highmem page. kmap it
109719c555fSJens Axboe  * always, it will do the Right Thing
110719c555fSJens Axboe  */
111719c555fSJens Axboe static void copy_to_high_bio_irq(struct bio *to, struct bio *from)
112719c555fSJens Axboe {
113719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vfrom;
114719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec tovec, *fromvec = from->bi_io_vec;
115719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
116719c555fSJens Axboe 
117719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment(tovec, to, iter) {
118719c555fSJens Axboe 		if (tovec.bv_page != fromvec->bv_page) {
119719c555fSJens Axboe 			/*
120719c555fSJens Axboe 			 * fromvec->bv_offset and fromvec->bv_len might have
121719c555fSJens Axboe 			 * been modified by the block layer, so use the original
122719c555fSJens Axboe 			 * copy, bounce_copy_vec already uses tovec->bv_len
123719c555fSJens Axboe 			 */
124719c555fSJens Axboe 			vfrom = page_address(fromvec->bv_page) +
125719c555fSJens Axboe 				tovec.bv_offset;
126719c555fSJens Axboe 
127719c555fSJens Axboe 			bounce_copy_vec(&tovec, vfrom);
128719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(tovec.bv_page);
129719c555fSJens Axboe 		}
130719c555fSJens Axboe 
131719c555fSJens Axboe 		fromvec++;
132719c555fSJens Axboe 	}
133719c555fSJens Axboe }
134719c555fSJens Axboe 
1354246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io(struct bio *bio, mempool_t *pool)
136719c555fSJens Axboe {
137719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
138719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *bvec, *org_vec;
139719c555fSJens Axboe 	int i;
14099451879SMing Lei 	int start = bio_orig->bi_iter.bi_idx;
141719c555fSJens Axboe 
142719c555fSJens Axboe 	/*
143719c555fSJens Axboe 	 * free up bounce indirect pages used
144719c555fSJens Axboe 	 */
145719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
14699451879SMing Lei 		org_vec = bio_orig->bi_io_vec + i + start;
14799451879SMing Lei 
148719c555fSJens Axboe 		if (bvec->bv_page == org_vec->bv_page)
149719c555fSJens Axboe 			continue;
150719c555fSJens Axboe 
151719c555fSJens Axboe 		dec_zone_page_state(bvec->bv_page, NR_BOUNCE);
152719c555fSJens Axboe 		mempool_free(bvec->bv_page, pool);
153719c555fSJens Axboe 	}
154719c555fSJens Axboe 
1554e4cbee9SChristoph Hellwig 	bio_orig->bi_status = bio->bi_status;
1564246a0b6SChristoph Hellwig 	bio_endio(bio_orig);
157719c555fSJens Axboe 	bio_put(bio);
158719c555fSJens Axboe }
159719c555fSJens Axboe 
1604246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_write(struct bio *bio)
161719c555fSJens Axboe {
1624246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, page_pool);
163719c555fSJens Axboe }
164719c555fSJens Axboe 
1654246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_write_isa(struct bio *bio)
166719c555fSJens Axboe {
167719c555fSJens Axboe 
1684246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, isa_page_pool);
169719c555fSJens Axboe }
170719c555fSJens Axboe 
1714246a0b6SChristoph Hellwig static void __bounce_end_io_read(struct bio *bio, mempool_t *pool)
172719c555fSJens Axboe {
173719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
174719c555fSJens Axboe 
1754e4cbee9SChristoph Hellwig 	if (!bio->bi_status)
176719c555fSJens Axboe 		copy_to_high_bio_irq(bio_orig, bio);
177719c555fSJens Axboe 
1784246a0b6SChristoph Hellwig 	bounce_end_io(bio, pool);
179719c555fSJens Axboe }
180719c555fSJens Axboe 
1814246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_read(struct bio *bio)
182719c555fSJens Axboe {
1834246a0b6SChristoph Hellwig 	__bounce_end_io_read(bio, page_pool);
184719c555fSJens Axboe }
185719c555fSJens Axboe 
1864246a0b6SChristoph Hellwig static void bounce_end_io_read_isa(struct bio *bio)
187719c555fSJens Axboe {
1884246a0b6SChristoph Hellwig 	__bounce_end_io_read(bio, isa_page_pool);
189719c555fSJens Axboe }
190719c555fSJens Axboe 
191719c555fSJens Axboe static void __blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig,
192a3ad0a9dSJan Kara 			       mempool_t *pool)
193719c555fSJens Axboe {
194719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio;
195719c555fSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(*bio_orig);
196719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *to, from;
197719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
198a8821f3fSNeilBrown 	unsigned i = 0;
199a8821f3fSNeilBrown 	bool bounce = false;
200a8821f3fSNeilBrown 	int sectors = 0;
201719c555fSJens Axboe 
202a8821f3fSNeilBrown 	bio_for_each_segment(from, *bio_orig, iter) {
203a8821f3fSNeilBrown 		if (i++ < BIO_MAX_PAGES)
204a8821f3fSNeilBrown 			sectors += from.bv_len >> 9;
205719c555fSJens Axboe 		if (page_to_pfn(from.bv_page) > queue_bounce_pfn(q))
206a8821f3fSNeilBrown 			bounce = true;
207a8821f3fSNeilBrown 	}
208a8821f3fSNeilBrown 	if (!bounce)
209719c555fSJens Axboe 		return;
210a8821f3fSNeilBrown 
211a8821f3fSNeilBrown 	if (sectors < bio_sectors(*bio_orig)) {
212a8821f3fSNeilBrown 		bio = bio_split(*bio_orig, sectors, GFP_NOIO, bounce_bio_split);
213a8821f3fSNeilBrown 		bio_chain(bio, *bio_orig);
214a8821f3fSNeilBrown 		generic_make_request(*bio_orig);
215a8821f3fSNeilBrown 		*bio_orig = bio;
216a8821f3fSNeilBrown 	}
217a8821f3fSNeilBrown 	bio = bio_clone_bioset(*bio_orig, GFP_NOIO, bounce_bio_set);
218719c555fSJens Axboe 
219719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(to, bio, i) {
220719c555fSJens Axboe 		struct page *page = to->bv_page;
221719c555fSJens Axboe 
222a3ad0a9dSJan Kara 		if (page_to_pfn(page) <= queue_bounce_pfn(q))
223719c555fSJens Axboe 			continue;
224719c555fSJens Axboe 
225719c555fSJens Axboe 		to->bv_page = mempool_alloc(pool, q->bounce_gfp);
226393a3397SWang YanQing 		inc_zone_page_state(to->bv_page, NR_BOUNCE);
227719c555fSJens Axboe 
228719c555fSJens Axboe 		if (rw == WRITE) {
229719c555fSJens Axboe 			char *vto, *vfrom;
230719c555fSJens Axboe 
231719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(page);
232719c555fSJens Axboe 
233719c555fSJens Axboe 			vto = page_address(to->bv_page) + to->bv_offset;
234719c555fSJens Axboe 			vfrom = kmap_atomic(page) + to->bv_offset;
235719c555fSJens Axboe 			memcpy(vto, vfrom, to->bv_len);
236719c555fSJens Axboe 			kunmap_atomic(vfrom);
237719c555fSJens Axboe 		}
238719c555fSJens Axboe 	}
239719c555fSJens Axboe 
240719c555fSJens Axboe 	trace_block_bio_bounce(q, *bio_orig);
241719c555fSJens Axboe 
242719c555fSJens Axboe 	bio->bi_flags |= (1 << BIO_BOUNCED);
243719c555fSJens Axboe 
244719c555fSJens Axboe 	if (pool == page_pool) {
245719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write;
246719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
247719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read;
248719c555fSJens Axboe 	} else {
249719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write_isa;
250719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
251719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read_isa;
252719c555fSJens Axboe 	}
253719c555fSJens Axboe 
254719c555fSJens Axboe 	bio->bi_private = *bio_orig;
255719c555fSJens Axboe 	*bio_orig = bio;
256719c555fSJens Axboe }
257719c555fSJens Axboe 
258719c555fSJens Axboe void blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig)
259719c555fSJens Axboe {
260719c555fSJens Axboe 	mempool_t *pool;
261719c555fSJens Axboe 
262719c555fSJens Axboe 	/*
263719c555fSJens Axboe 	 * Data-less bio, nothing to bounce
264719c555fSJens Axboe 	 */
265719c555fSJens Axboe 	if (!bio_has_data(*bio_orig))
266719c555fSJens Axboe 		return;
267719c555fSJens Axboe 
268719c555fSJens Axboe 	/*
269719c555fSJens Axboe 	 * for non-isa bounce case, just check if the bounce pfn is equal
270719c555fSJens Axboe 	 * to or bigger than the highest pfn in the system -- in that case,
271719c555fSJens Axboe 	 * don't waste time iterating over bio segments
272719c555fSJens Axboe 	 */
273719c555fSJens Axboe 	if (!(q->bounce_gfp & GFP_DMA)) {
274a3ad0a9dSJan Kara 		if (queue_bounce_pfn(q) >= blk_max_pfn)
275719c555fSJens Axboe 			return;
276719c555fSJens Axboe 		pool = page_pool;
277719c555fSJens Axboe 	} else {
278719c555fSJens Axboe 		BUG_ON(!isa_page_pool);
279719c555fSJens Axboe 		pool = isa_page_pool;
280719c555fSJens Axboe 	}
281719c555fSJens Axboe 
282719c555fSJens Axboe 	/*
283719c555fSJens Axboe 	 * slow path
284719c555fSJens Axboe 	 */
285a3ad0a9dSJan Kara 	__blk_queue_bounce(q, bio_orig, pool);
286719c555fSJens Axboe }
287719c555fSJens Axboe 
288719c555fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_queue_bounce);
289