xref: /openbmc/linux/block/bounce.c (revision b1de0d13)
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>
16719c555fSJens Axboe #include <linux/init.h>
17719c555fSJens Axboe #include <linux/hash.h>
18719c555fSJens Axboe #include <linux/highmem.h>
19719c555fSJens Axboe #include <linux/bootmem.h>
20b1de0d13SMitchel Humpherys #include <linux/printk.h>
21719c555fSJens Axboe #include <asm/tlbflush.h>
22719c555fSJens Axboe 
23719c555fSJens Axboe #include <trace/events/block.h>
24719c555fSJens Axboe 
25719c555fSJens Axboe #define POOL_SIZE	64
26719c555fSJens Axboe #define ISA_POOL_SIZE	16
27719c555fSJens Axboe 
28719c555fSJens Axboe static mempool_t *page_pool, *isa_page_pool;
29719c555fSJens Axboe 
30719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL)
31719c555fSJens Axboe static __init int init_emergency_pool(void)
32719c555fSJens Axboe {
33719c555fSJens Axboe #if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
34719c555fSJens Axboe 	if (max_pfn <= max_low_pfn)
35719c555fSJens Axboe 		return 0;
36719c555fSJens Axboe #endif
37719c555fSJens Axboe 
38719c555fSJens Axboe 	page_pool = mempool_create_page_pool(POOL_SIZE, 0);
39719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!page_pool);
40b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("pool size: %d pages\n", POOL_SIZE);
41719c555fSJens Axboe 
42719c555fSJens Axboe 	return 0;
43719c555fSJens Axboe }
44719c555fSJens Axboe 
45719c555fSJens Axboe __initcall(init_emergency_pool);
46719c555fSJens Axboe #endif
47719c555fSJens Axboe 
48719c555fSJens Axboe #ifdef CONFIG_HIGHMEM
49719c555fSJens Axboe /*
50719c555fSJens Axboe  * highmem version, map in to vec
51719c555fSJens Axboe  */
52719c555fSJens Axboe static void bounce_copy_vec(struct bio_vec *to, unsigned char *vfrom)
53719c555fSJens Axboe {
54719c555fSJens Axboe 	unsigned long flags;
55719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vto;
56719c555fSJens Axboe 
57719c555fSJens Axboe 	local_irq_save(flags);
58719c555fSJens Axboe 	vto = kmap_atomic(to->bv_page);
59719c555fSJens Axboe 	memcpy(vto + to->bv_offset, vfrom, to->bv_len);
60719c555fSJens Axboe 	kunmap_atomic(vto);
61719c555fSJens Axboe 	local_irq_restore(flags);
62719c555fSJens Axboe }
63719c555fSJens Axboe 
64719c555fSJens Axboe #else /* CONFIG_HIGHMEM */
65719c555fSJens Axboe 
66719c555fSJens Axboe #define bounce_copy_vec(to, vfrom)	\
67719c555fSJens Axboe 	memcpy(page_address((to)->bv_page) + (to)->bv_offset, vfrom, (to)->bv_len)
68719c555fSJens Axboe 
69719c555fSJens Axboe #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
70719c555fSJens Axboe 
71719c555fSJens Axboe /*
72719c555fSJens Axboe  * allocate pages in the DMA region for the ISA pool
73719c555fSJens Axboe  */
74719c555fSJens Axboe static void *mempool_alloc_pages_isa(gfp_t gfp_mask, void *data)
75719c555fSJens Axboe {
76719c555fSJens Axboe 	return mempool_alloc_pages(gfp_mask | GFP_DMA, data);
77719c555fSJens Axboe }
78719c555fSJens Axboe 
79719c555fSJens Axboe /*
80719c555fSJens Axboe  * gets called "every" time someone init's a queue with BLK_BOUNCE_ISA
81719c555fSJens Axboe  * as the max address, so check if the pool has already been created.
82719c555fSJens Axboe  */
83719c555fSJens Axboe int init_emergency_isa_pool(void)
84719c555fSJens Axboe {
85719c555fSJens Axboe 	if (isa_page_pool)
86719c555fSJens Axboe 		return 0;
87719c555fSJens Axboe 
88719c555fSJens Axboe 	isa_page_pool = mempool_create(ISA_POOL_SIZE, mempool_alloc_pages_isa,
89719c555fSJens Axboe 				       mempool_free_pages, (void *) 0);
90719c555fSJens Axboe 	BUG_ON(!isa_page_pool);
91719c555fSJens Axboe 
92b1de0d13SMitchel Humpherys 	pr_info("isa pool size: %d pages\n", ISA_POOL_SIZE);
93719c555fSJens Axboe 	return 0;
94719c555fSJens Axboe }
95719c555fSJens Axboe 
96719c555fSJens Axboe /*
97719c555fSJens Axboe  * Simple bounce buffer support for highmem pages. Depending on the
98719c555fSJens Axboe  * queue gfp mask set, *to may or may not be a highmem page. kmap it
99719c555fSJens Axboe  * always, it will do the Right Thing
100719c555fSJens Axboe  */
101719c555fSJens Axboe static void copy_to_high_bio_irq(struct bio *to, struct bio *from)
102719c555fSJens Axboe {
103719c555fSJens Axboe 	unsigned char *vfrom;
104719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec tovec, *fromvec = from->bi_io_vec;
105719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
106719c555fSJens Axboe 
107719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment(tovec, to, iter) {
108719c555fSJens Axboe 		if (tovec.bv_page != fromvec->bv_page) {
109719c555fSJens Axboe 			/*
110719c555fSJens Axboe 			 * fromvec->bv_offset and fromvec->bv_len might have
111719c555fSJens Axboe 			 * been modified by the block layer, so use the original
112719c555fSJens Axboe 			 * copy, bounce_copy_vec already uses tovec->bv_len
113719c555fSJens Axboe 			 */
114719c555fSJens Axboe 			vfrom = page_address(fromvec->bv_page) +
115719c555fSJens Axboe 				tovec.bv_offset;
116719c555fSJens Axboe 
117719c555fSJens Axboe 			bounce_copy_vec(&tovec, vfrom);
118719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(tovec.bv_page);
119719c555fSJens Axboe 		}
120719c555fSJens Axboe 
121719c555fSJens Axboe 		fromvec++;
122719c555fSJens Axboe 	}
123719c555fSJens Axboe }
124719c555fSJens Axboe 
125719c555fSJens Axboe static void bounce_end_io(struct bio *bio, mempool_t *pool, int err)
126719c555fSJens Axboe {
127719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
128719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *bvec, *org_vec;
129719c555fSJens Axboe 	int i;
130719c555fSJens Axboe 
131719c555fSJens Axboe 	if (test_bit(BIO_EOPNOTSUPP, &bio->bi_flags))
132719c555fSJens Axboe 		set_bit(BIO_EOPNOTSUPP, &bio_orig->bi_flags);
133719c555fSJens Axboe 
134719c555fSJens Axboe 	/*
135719c555fSJens Axboe 	 * free up bounce indirect pages used
136719c555fSJens Axboe 	 */
137719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
138719c555fSJens Axboe 		org_vec = bio_orig->bi_io_vec + i;
139719c555fSJens Axboe 		if (bvec->bv_page == org_vec->bv_page)
140719c555fSJens Axboe 			continue;
141719c555fSJens Axboe 
142719c555fSJens Axboe 		dec_zone_page_state(bvec->bv_page, NR_BOUNCE);
143719c555fSJens Axboe 		mempool_free(bvec->bv_page, pool);
144719c555fSJens Axboe 	}
145719c555fSJens Axboe 
146719c555fSJens Axboe 	bio_endio(bio_orig, err);
147719c555fSJens Axboe 	bio_put(bio);
148719c555fSJens Axboe }
149719c555fSJens Axboe 
150719c555fSJens Axboe static void bounce_end_io_write(struct bio *bio, int err)
151719c555fSJens Axboe {
152719c555fSJens Axboe 	bounce_end_io(bio, page_pool, err);
153719c555fSJens Axboe }
154719c555fSJens Axboe 
155719c555fSJens Axboe static void bounce_end_io_write_isa(struct bio *bio, int err)
156719c555fSJens Axboe {
157719c555fSJens Axboe 
158719c555fSJens Axboe 	bounce_end_io(bio, isa_page_pool, err);
159719c555fSJens Axboe }
160719c555fSJens Axboe 
161719c555fSJens Axboe static void __bounce_end_io_read(struct bio *bio, mempool_t *pool, int err)
162719c555fSJens Axboe {
163719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio_orig = bio->bi_private;
164719c555fSJens Axboe 
165719c555fSJens Axboe 	if (test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
166719c555fSJens Axboe 		copy_to_high_bio_irq(bio_orig, bio);
167719c555fSJens Axboe 
168719c555fSJens Axboe 	bounce_end_io(bio, pool, err);
169719c555fSJens Axboe }
170719c555fSJens Axboe 
171719c555fSJens Axboe static void bounce_end_io_read(struct bio *bio, int err)
172719c555fSJens Axboe {
173719c555fSJens Axboe 	__bounce_end_io_read(bio, page_pool, err);
174719c555fSJens Axboe }
175719c555fSJens Axboe 
176719c555fSJens Axboe static void bounce_end_io_read_isa(struct bio *bio, int err)
177719c555fSJens Axboe {
178719c555fSJens Axboe 	__bounce_end_io_read(bio, isa_page_pool, err);
179719c555fSJens Axboe }
180719c555fSJens Axboe 
181719c555fSJens Axboe #ifdef CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL
182719c555fSJens Axboe static int must_snapshot_stable_pages(struct request_queue *q, struct bio *bio)
183719c555fSJens Axboe {
184719c555fSJens Axboe 	if (bio_data_dir(bio) != WRITE)
185719c555fSJens Axboe 		return 0;
186719c555fSJens Axboe 
187719c555fSJens Axboe 	if (!bdi_cap_stable_pages_required(&q->backing_dev_info))
188719c555fSJens Axboe 		return 0;
189719c555fSJens Axboe 
190719c555fSJens Axboe 	return test_bit(BIO_SNAP_STABLE, &bio->bi_flags);
191719c555fSJens Axboe }
192719c555fSJens Axboe #else
193719c555fSJens Axboe static int must_snapshot_stable_pages(struct request_queue *q, struct bio *bio)
194719c555fSJens Axboe {
195719c555fSJens Axboe 	return 0;
196719c555fSJens Axboe }
197719c555fSJens Axboe #endif /* CONFIG_NEED_BOUNCE_POOL */
198719c555fSJens Axboe 
199719c555fSJens Axboe static void __blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig,
200719c555fSJens Axboe 			       mempool_t *pool, int force)
201719c555fSJens Axboe {
202719c555fSJens Axboe 	struct bio *bio;
203719c555fSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(*bio_orig);
204719c555fSJens Axboe 	struct bio_vec *to, from;
205719c555fSJens Axboe 	struct bvec_iter iter;
206719c555fSJens Axboe 	unsigned i;
207719c555fSJens Axboe 
208719c555fSJens Axboe 	if (force)
209719c555fSJens Axboe 		goto bounce;
210719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment(from, *bio_orig, iter)
211719c555fSJens Axboe 		if (page_to_pfn(from.bv_page) > queue_bounce_pfn(q))
212719c555fSJens Axboe 			goto bounce;
213719c555fSJens Axboe 
214719c555fSJens Axboe 	return;
215719c555fSJens Axboe bounce:
216719c555fSJens Axboe 	bio = bio_clone_bioset(*bio_orig, GFP_NOIO, fs_bio_set);
217719c555fSJens Axboe 
218719c555fSJens Axboe 	bio_for_each_segment_all(to, bio, i) {
219719c555fSJens Axboe 		struct page *page = to->bv_page;
220719c555fSJens Axboe 
221719c555fSJens Axboe 		if (page_to_pfn(page) <= queue_bounce_pfn(q) && !force)
222719c555fSJens Axboe 			continue;
223719c555fSJens Axboe 
224719c555fSJens Axboe 		inc_zone_page_state(to->bv_page, NR_BOUNCE);
225719c555fSJens Axboe 		to->bv_page = mempool_alloc(pool, q->bounce_gfp);
226719c555fSJens Axboe 
227719c555fSJens Axboe 		if (rw == WRITE) {
228719c555fSJens Axboe 			char *vto, *vfrom;
229719c555fSJens Axboe 
230719c555fSJens Axboe 			flush_dcache_page(page);
231719c555fSJens Axboe 
232719c555fSJens Axboe 			vto = page_address(to->bv_page) + to->bv_offset;
233719c555fSJens Axboe 			vfrom = kmap_atomic(page) + to->bv_offset;
234719c555fSJens Axboe 			memcpy(vto, vfrom, to->bv_len);
235719c555fSJens Axboe 			kunmap_atomic(vfrom);
236719c555fSJens Axboe 		}
237719c555fSJens Axboe 	}
238719c555fSJens Axboe 
239719c555fSJens Axboe 	trace_block_bio_bounce(q, *bio_orig);
240719c555fSJens Axboe 
241719c555fSJens Axboe 	bio->bi_flags |= (1 << BIO_BOUNCED);
242719c555fSJens Axboe 
243719c555fSJens Axboe 	if (pool == page_pool) {
244719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write;
245719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
246719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read;
247719c555fSJens Axboe 	} else {
248719c555fSJens Axboe 		bio->bi_end_io = bounce_end_io_write_isa;
249719c555fSJens Axboe 		if (rw == READ)
250719c555fSJens Axboe 			bio->bi_end_io = bounce_end_io_read_isa;
251719c555fSJens Axboe 	}
252719c555fSJens Axboe 
253719c555fSJens Axboe 	bio->bi_private = *bio_orig;
254719c555fSJens Axboe 	*bio_orig = bio;
255719c555fSJens Axboe }
256719c555fSJens Axboe 
257719c555fSJens Axboe void blk_queue_bounce(struct request_queue *q, struct bio **bio_orig)
258719c555fSJens Axboe {
259719c555fSJens Axboe 	int must_bounce;
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 	must_bounce = must_snapshot_stable_pages(q, *bio_orig);
269719c555fSJens Axboe 
270719c555fSJens Axboe 	/*
271719c555fSJens Axboe 	 * for non-isa bounce case, just check if the bounce pfn is equal
272719c555fSJens Axboe 	 * to or bigger than the highest pfn in the system -- in that case,
273719c555fSJens Axboe 	 * don't waste time iterating over bio segments
274719c555fSJens Axboe 	 */
275719c555fSJens Axboe 	if (!(q->bounce_gfp & GFP_DMA)) {
276719c555fSJens Axboe 		if (queue_bounce_pfn(q) >= blk_max_pfn && !must_bounce)
277719c555fSJens Axboe 			return;
278719c555fSJens Axboe 		pool = page_pool;
279719c555fSJens Axboe 	} else {
280719c555fSJens Axboe 		BUG_ON(!isa_page_pool);
281719c555fSJens Axboe 		pool = isa_page_pool;
282719c555fSJens Axboe 	}
283719c555fSJens Axboe 
284719c555fSJens Axboe 	/*
285719c555fSJens Axboe 	 * slow path
286719c555fSJens Axboe 	 */
287719c555fSJens Axboe 	__blk_queue_bounce(q, bio_orig, pool, must_bounce);
288719c555fSJens Axboe }
289719c555fSJens Axboe 
290719c555fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_queue_bounce);
291