Merge branch 'pm-sleep'
[cascardo/linux.git] / block / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31
32 #include <trace/events/block.h>
33
34 /*
35  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
36  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
37  */
38 #define BIO_INLINE_VECS         4
39
40 /*
41  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
42  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
43  * unsigned short
44  */
45 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
46 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
47         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
48 };
49 #undef BV
50
51 /*
52  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
53  * IO code that does not need private memory pools.
54  */
55 struct bio_set *fs_bio_set;
56 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
57
58 /*
59  * Our slab pool management
60  */
61 struct bio_slab {
62         struct kmem_cache *slab;
63         unsigned int slab_ref;
64         unsigned int slab_size;
65         char name[8];
66 };
67 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
68 static struct bio_slab *bio_slabs;
69 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
70
71 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
72 {
73         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
74         struct kmem_cache *slab = NULL;
75         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
76         unsigned int new_bio_slab_max;
77         unsigned int i, entry = -1;
78
79         mutex_lock(&bio_slab_lock);
80
81         i = 0;
82         while (i < bio_slab_nr) {
83                 bslab = &bio_slabs[i];
84
85                 if (!bslab->slab && entry == -1)
86                         entry = i;
87                 else if (bslab->slab_size == sz) {
88                         slab = bslab->slab;
89                         bslab->slab_ref++;
90                         break;
91                 }
92                 i++;
93         }
94
95         if (slab)
96                 goto out_unlock;
97
98         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
99                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
100                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
101                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
102                                          GFP_KERNEL);
103                 if (!new_bio_slabs)
104                         goto out_unlock;
105                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
106                 bio_slabs = new_bio_slabs;
107         }
108         if (entry == -1)
109                 entry = bio_slab_nr++;
110
111         bslab = &bio_slabs[entry];
112
113         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
114         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
115                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
116         if (!slab)
117                 goto out_unlock;
118
119         bslab->slab = slab;
120         bslab->slab_ref = 1;
121         bslab->slab_size = sz;
122 out_unlock:
123         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
124         return slab;
125 }
126
127 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
128 {
129         struct bio_slab *bslab = NULL;
130         unsigned int i;
131
132         mutex_lock(&bio_slab_lock);
133
134         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
135                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
136                         bslab = &bio_slabs[i];
137                         break;
138                 }
139         }
140
141         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
142                 goto out;
143
144         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
145
146         if (--bslab->slab_ref)
147                 goto out;
148
149         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
150         bslab->slab = NULL;
151
152 out:
153         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
154 }
155
156 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
157 {
158         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
159 }
160
161 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
162 {
163         if (!idx)
164                 return;
165         idx--;
166
167         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
168
169         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
170                 mempool_free(bv, pool);
171         } else {
172                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
173
174                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
175         }
176 }
177
178 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
179                            mempool_t *pool)
180 {
181         struct bio_vec *bvl;
182
183         /*
184          * see comment near bvec_array define!
185          */
186         switch (nr) {
187         case 1:
188                 *idx = 0;
189                 break;
190         case 2 ... 4:
191                 *idx = 1;
192                 break;
193         case 5 ... 16:
194                 *idx = 2;
195                 break;
196         case 17 ... 64:
197                 *idx = 3;
198                 break;
199         case 65 ... 128:
200                 *idx = 4;
201                 break;
202         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
203                 *idx = 5;
204                 break;
205         default:
206                 return NULL;
207         }
208
209         /*
210          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
211          * 1-vec entry pool is mempool backed.
212          */
213         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
214 fallback:
215                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
216         } else {
217                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
218                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
219
220                 /*
221                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
222                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
223                  * in case of failure.
224                  */
225                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
226
227                 /*
228                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
229                  * is set, retry with the 1-entry mempool
230                  */
231                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
232                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
233                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
234                         goto fallback;
235                 }
236         }
237
238         (*idx)++;
239         return bvl;
240 }
241
242 static void __bio_free(struct bio *bio)
243 {
244         bio_disassociate_task(bio);
245
246         if (bio_integrity(bio))
247                 bio_integrity_free(bio);
248 }
249
250 static void bio_free(struct bio *bio)
251 {
252         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
253         void *p;
254
255         __bio_free(bio);
256
257         if (bs) {
258                 bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
259
260                 /*
261                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
262                  */
263                 p = bio;
264                 p -= bs->front_pad;
265
266                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
267         } else {
268                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
269                 kfree(bio);
270         }
271 }
272
273 void bio_init(struct bio *bio)
274 {
275         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
276         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
277         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
278 }
279 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
280
281 /**
282  * bio_reset - reinitialize a bio
283  * @bio:        bio to reset
284  *
285  * Description:
286  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
287  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
288  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
289  *   comment in struct bio.
290  */
291 void bio_reset(struct bio *bio)
292 {
293         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
294
295         __bio_free(bio);
296
297         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
298         bio->bi_flags = flags;
299         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
302
303 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
304 {
305         struct bio *parent = bio->bi_private;
306
307         if (!parent->bi_error)
308                 parent->bi_error = bio->bi_error;
309         bio_put(bio);
310         return parent;
311 }
312
313 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
314 {
315         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
316 }
317
318 /**
319  * bio_chain - chain bio completions
320  * @bio: the target bio
321  * @parent: the @bio's parent bio
322  *
323  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
324  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
325  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
326  *
327  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
328  */
329 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
330 {
331         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
332
333         bio->bi_private = parent;
334         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
335         bio_inc_remaining(parent);
336 }
337 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
338
339 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
340 {
341         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
342         struct bio *bio;
343
344         while (1) {
345                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
346                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
347                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
348
349                 if (!bio)
350                         break;
351
352                 generic_make_request(bio);
353         }
354 }
355
356 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
357 {
358         struct bio_list punt, nopunt;
359         struct bio *bio;
360
361         /*
362          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
363          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
364          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
365          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
366          * our own rescuer would be bad.
367          *
368          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
369          * remove from the middle of the list:
370          */
371
372         bio_list_init(&punt);
373         bio_list_init(&nopunt);
374
375         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
376                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
377
378         *current->bio_list = nopunt;
379
380         spin_lock(&bs->rescue_lock);
381         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
382         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
383
384         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
385 }
386
387 /**
388  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
389  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
390  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
391  * @bs:         the bio_set to allocate from.
392  *
393  * Description:
394  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
395  *   backed by the @bs's mempool.
396  *
397  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
398  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
399  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
400  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
401  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
402  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
403  *
404  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
405  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
406  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
407  *   stack overflows.
408  *
409  *   This would normally mean allocating multiple bios under
410  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
411  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
412  *   thread.
413  *
414  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
415  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
416  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
417  *   for per bio allocations.
418  *
419  *   RETURNS:
420  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
421  */
422 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
423 {
424         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
425         unsigned front_pad;
426         unsigned inline_vecs;
427         struct bio_vec *bvl = NULL;
428         struct bio *bio;
429         void *p;
430
431         if (!bs) {
432                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
433                         return NULL;
434
435                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
436                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
437                             gfp_mask);
438                 front_pad = 0;
439                 inline_vecs = nr_iovecs;
440         } else {
441                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
442                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
443                         return NULL;
444                 /*
445                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
446                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
447                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
448                  * return.
449                  *
450                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
451                  * multiple bios from the same bio_set() while running
452                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
453                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
454                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
455                  * reserve.
456                  *
457                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
458                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
459                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
460                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
461                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
462                  * we retry with the original gfp_flags.
463                  */
464
465                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
466                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
467
468                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
469                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
470                         punt_bios_to_rescuer(bs);
471                         gfp_mask = saved_gfp;
472                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
473                 }
474
475                 front_pad = bs->front_pad;
476                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
477         }
478
479         if (unlikely(!p))
480                 return NULL;
481
482         bio = p + front_pad;
483         bio_init(bio);
484
485         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
486                 unsigned long idx = 0;
487
488                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
489                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
490                         punt_bios_to_rescuer(bs);
491                         gfp_mask = saved_gfp;
492                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
493                 }
494
495                 if (unlikely(!bvl))
496                         goto err_free;
497
498                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
499         } else if (nr_iovecs) {
500                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
501         }
502
503         bio->bi_pool = bs;
504         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
505         bio->bi_io_vec = bvl;
506         return bio;
507
508 err_free:
509         mempool_free(p, bs->bio_pool);
510         return NULL;
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
513
514 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
515 {
516         unsigned long flags;
517         struct bio_vec bv;
518         struct bvec_iter iter;
519
520         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
521                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
522                 memset(data, 0, bv.bv_len);
523                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
524                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
525         }
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
528
529 /**
530  * bio_put - release a reference to a bio
531  * @bio:   bio to release reference to
532  *
533  * Description:
534  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
535  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
536  **/
537 void bio_put(struct bio *bio)
538 {
539         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
540                 bio_free(bio);
541         else {
542                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
543
544                 /*
545                  * last put frees it
546                  */
547                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
548                         bio_free(bio);
549         }
550 }
551 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
552
553 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
554 {
555         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
556                 blk_recount_segments(q, bio);
557
558         return bio->bi_phys_segments;
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
561
562 /**
563  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
564  *      @bio: destination bio
565  *      @bio_src: bio to clone
566  *
567  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
568  *      the actual data it points to. Reference count of returned
569  *      bio will be one.
570  *
571  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
572  */
573 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
574 {
575         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
576
577         /*
578          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
579          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
580          */
581         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
582         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
583         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
584         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
585         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
586 }
587 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
588
589 /**
590  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
591  *      @bio: bio to clone
592  *      @gfp_mask: allocation priority
593  *      @bs: bio_set to allocate from
594  *
595  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
596  */
597 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
598 {
599         struct bio *b;
600
601         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
602         if (!b)
603                 return NULL;
604
605         __bio_clone_fast(b, bio);
606
607         if (bio_integrity(bio)) {
608                 int ret;
609
610                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
611
612                 if (ret < 0) {
613                         bio_put(b);
614                         return NULL;
615                 }
616         }
617
618         return b;
619 }
620 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
621
622 /**
623  *      bio_clone_bioset - clone a bio
624  *      @bio_src: bio to clone
625  *      @gfp_mask: allocation priority
626  *      @bs: bio_set to allocate from
627  *
628  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
629  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
630  */
631 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
632                              struct bio_set *bs)
633 {
634         struct bvec_iter iter;
635         struct bio_vec bv;
636         struct bio *bio;
637
638         /*
639          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
640          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
641          *
642          * We can't do that anymore, because:
643          *
644          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
645          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
646          *
647          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
648          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
649          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
650          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
651          *
652          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
653          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
654          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
655          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
656          *    asking for trouble and would force extra work on
657          *    __bio_clone_fast() anyways.
658          */
659
660         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
661         if (!bio)
662                 return NULL;
663         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
664         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
665         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
666         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
667
668         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
669                 goto integrity_clone;
670
671         if (bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME) {
672                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
673                 goto integrity_clone;
674         }
675
676         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
677                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
678
679 integrity_clone:
680         if (bio_integrity(bio_src)) {
681                 int ret;
682
683                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
684                 if (ret < 0) {
685                         bio_put(bio);
686                         return NULL;
687                 }
688         }
689
690         return bio;
691 }
692 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
693
694 /**
695  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
696  *      @q: the target queue
697  *      @bio: destination bio
698  *      @page: page to add
699  *      @len: vec entry length
700  *      @offset: vec entry offset
701  *
702  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
703  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
704  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
705  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
706  *
707  *      This should only be used by REQ_PC bios.
708  */
709 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
710                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
711 {
712         int retried_segments = 0;
713         struct bio_vec *bvec;
714
715         /*
716          * cloned bio must not modify vec list
717          */
718         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
719                 return 0;
720
721         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
722                 return 0;
723
724         /*
725          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
726          * we will often be called with the same page as last time and
727          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
728          */
729         if (bio->bi_vcnt > 0) {
730                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
731
732                 if (page == prev->bv_page &&
733                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
734                         prev->bv_len += len;
735                         bio->bi_iter.bi_size += len;
736                         goto done;
737                 }
738
739                 /*
740                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
741                  * offset would create a gap, disallow it.
742                  */
743                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
744                         return 0;
745         }
746
747         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
748                 return 0;
749
750         /*
751          * setup the new entry, we might clear it again later if we
752          * cannot add the page
753          */
754         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
755         bvec->bv_page = page;
756         bvec->bv_len = len;
757         bvec->bv_offset = offset;
758         bio->bi_vcnt++;
759         bio->bi_phys_segments++;
760         bio->bi_iter.bi_size += len;
761
762         /*
763          * Perform a recount if the number of segments is greater
764          * than queue_max_segments(q).
765          */
766
767         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
768
769                 if (retried_segments)
770                         goto failed;
771
772                 retried_segments = 1;
773                 blk_recount_segments(q, bio);
774         }
775
776         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
777         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
778                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
779
780  done:
781         return len;
782
783  failed:
784         bvec->bv_page = NULL;
785         bvec->bv_len = 0;
786         bvec->bv_offset = 0;
787         bio->bi_vcnt--;
788         bio->bi_iter.bi_size -= len;
789         blk_recount_segments(q, bio);
790         return 0;
791 }
792 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
793
794 /**
795  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
796  *      @bio: destination bio
797  *      @page: page to add
798  *      @len: vec entry length
799  *      @offset: vec entry offset
800  *
801  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
802  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
803  */
804 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
805                  unsigned int len, unsigned int offset)
806 {
807         struct bio_vec *bv;
808
809         /*
810          * cloned bio must not modify vec list
811          */
812         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
813                 return 0;
814
815         /*
816          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
817          * we will often be called with the same page as last time and
818          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
819          */
820         if (bio->bi_vcnt > 0) {
821                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
822
823                 if (page == bv->bv_page &&
824                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
825                         bv->bv_len += len;
826                         goto done;
827                 }
828         }
829
830         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
831                 return 0;
832
833         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
834         bv->bv_page     = page;
835         bv->bv_len      = len;
836         bv->bv_offset   = offset;
837
838         bio->bi_vcnt++;
839 done:
840         bio->bi_iter.bi_size += len;
841         return len;
842 }
843 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
844
845 struct submit_bio_ret {
846         struct completion event;
847         int error;
848 };
849
850 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
851 {
852         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
853
854         ret->error = bio->bi_error;
855         complete(&ret->event);
856 }
857
858 /**
859  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
860  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
861  *
862  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
863  * bio_endio() on failure.
864  */
865 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
866 {
867         struct submit_bio_ret ret;
868
869         init_completion(&ret.event);
870         bio->bi_private = &ret;
871         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
872         bio->bi_rw |= REQ_SYNC;
873         submit_bio(bio);
874         wait_for_completion_io(&ret.event);
875
876         return ret.error;
877 }
878 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
879
880 /**
881  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
882  * @bio:        bio to advance
883  * @bytes:      number of bytes to complete
884  *
885  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
886  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
887  * be updated on the last bvec as well.
888  *
889  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
890  */
891 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
892 {
893         if (bio_integrity(bio))
894                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
895
896         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
897 }
898 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
899
900 /**
901  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
902  * @bio: bio to allocate pages for
903  * @gfp_mask: flags for allocation
904  *
905  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
906  *
907  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
908  * freed.
909  */
910 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
911 {
912         int i;
913         struct bio_vec *bv;
914
915         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
916                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
917                 if (!bv->bv_page) {
918                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
919                                 __free_page(bv->bv_page);
920                         return -ENOMEM;
921                 }
922         }
923
924         return 0;
925 }
926 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
927
928 /**
929  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
930  * another
931  * @src: source bio list
932  * @dst: destination bio list
933  *
934  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
935  * @src and @dst as linked lists of bios.
936  *
937  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
938  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
939  */
940 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
941 {
942         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
943         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
944         void *src_p, *dst_p;
945         unsigned bytes;
946
947         src_iter = src->bi_iter;
948         dst_iter = dst->bi_iter;
949
950         while (1) {
951                 if (!src_iter.bi_size) {
952                         src = src->bi_next;
953                         if (!src)
954                                 break;
955
956                         src_iter = src->bi_iter;
957                 }
958
959                 if (!dst_iter.bi_size) {
960                         dst = dst->bi_next;
961                         if (!dst)
962                                 break;
963
964                         dst_iter = dst->bi_iter;
965                 }
966
967                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
968                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
969
970                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
971
972                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
973                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
974
975                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
976                        src_p + src_bv.bv_offset,
977                        bytes);
978
979                 kunmap_atomic(dst_p);
980                 kunmap_atomic(src_p);
981
982                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
983                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
984         }
985 }
986 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
987
988 struct bio_map_data {
989         int is_our_pages;
990         struct iov_iter iter;
991         struct iovec iov[];
992 };
993
994 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
995                                                gfp_t gfp_mask)
996 {
997         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
998                 return NULL;
999
1000         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1001                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1006  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1007  * @iter: iov_iter as source
1008  *
1009  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1010  * Returns 0 on success, or error on failure.
1011  */
1012 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1013 {
1014         int i;
1015         struct bio_vec *bvec;
1016
1017         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1018                 ssize_t ret;
1019
1020                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1021                                           bvec->bv_offset,
1022                                           bvec->bv_len,
1023                                           &iter);
1024
1025                 if (!iov_iter_count(&iter))
1026                         break;
1027
1028                 if (ret < bvec->bv_len)
1029                         return -EFAULT;
1030         }
1031
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 /**
1036  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1037  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1038  * @iter: iov_iter as destination
1039  *
1040  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1041  * Returns 0 on success, or error on failure.
1042  */
1043 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1044 {
1045         int i;
1046         struct bio_vec *bvec;
1047
1048         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1049                 ssize_t ret;
1050
1051                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1052                                         bvec->bv_offset,
1053                                         bvec->bv_len,
1054                                         &iter);
1055
1056                 if (!iov_iter_count(&iter))
1057                         break;
1058
1059                 if (ret < bvec->bv_len)
1060                         return -EFAULT;
1061         }
1062
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static void bio_free_pages(struct bio *bio)
1067 {
1068         struct bio_vec *bvec;
1069         int i;
1070
1071         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1072                 __free_page(bvec->bv_page);
1073 }
1074
1075 /**
1076  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1077  *      @bio: bio being terminated
1078  *
1079  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1080  *      to user space in case of a read.
1081  */
1082 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1083 {
1084         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1085         int ret = 0;
1086
1087         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1088                 /*
1089                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1090                  * don't copy into a random user address space, just free
1091                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1092                  */
1093                 if (!current->mm)
1094                         ret = -EINTR;
1095                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1096                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1097                 if (bmd->is_our_pages)
1098                         bio_free_pages(bio);
1099         }
1100         kfree(bmd);
1101         bio_put(bio);
1102         return ret;
1103 }
1104
1105 /**
1106  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1107  *      @q:             destination block queue
1108  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1109  *      @iter:          iovec iterator
1110  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1111  *
1112  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1113  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1114  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1115  */
1116 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1117                               struct rq_map_data *map_data,
1118                               const struct iov_iter *iter,
1119                               gfp_t gfp_mask)
1120 {
1121         struct bio_map_data *bmd;
1122         struct page *page;
1123         struct bio *bio;
1124         int i, ret;
1125         int nr_pages = 0;
1126         unsigned int len = iter->count;
1127         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1128
1129         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1130                 unsigned long uaddr;
1131                 unsigned long end;
1132                 unsigned long start;
1133
1134                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1135                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1136                         >> PAGE_SHIFT;
1137                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1138
1139                 /*
1140                  * Overflow, abort
1141                  */
1142                 if (end < start)
1143                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1144
1145                 nr_pages += end - start;
1146         }
1147
1148         if (offset)
1149                 nr_pages++;
1150
1151         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1152         if (!bmd)
1153                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1154
1155         /*
1156          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1157          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1158          * shortlived one.
1159          */
1160         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1161         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1162         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1163                         iter->nr_segs, iter->count);
1164
1165         ret = -ENOMEM;
1166         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1167         if (!bio)
1168                 goto out_bmd;
1169
1170         if (iter->type & WRITE)
1171                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1172
1173         ret = 0;
1174
1175         if (map_data) {
1176                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1177                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1178         }
1179         while (len) {
1180                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1181
1182                 bytes -= offset;
1183
1184                 if (bytes > len)
1185                         bytes = len;
1186
1187                 if (map_data) {
1188                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1189                                 ret = -ENOMEM;
1190                                 break;
1191                         }
1192
1193                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1194                         page += (i % nr_pages);
1195
1196                         i++;
1197                 } else {
1198                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1199                         if (!page) {
1200                                 ret = -ENOMEM;
1201                                 break;
1202                         }
1203                 }
1204
1205                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1206                         break;
1207
1208                 len -= bytes;
1209                 offset = 0;
1210         }
1211
1212         if (ret)
1213                 goto cleanup;
1214
1215         /*
1216          * success
1217          */
1218         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1219             (map_data && map_data->from_user)) {
1220                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1221                 if (ret)
1222                         goto cleanup;
1223         }
1224
1225         bio->bi_private = bmd;
1226         return bio;
1227 cleanup:
1228         if (!map_data)
1229                 bio_free_pages(bio);
1230         bio_put(bio);
1231 out_bmd:
1232         kfree(bmd);
1233         return ERR_PTR(ret);
1234 }
1235
1236 /**
1237  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1238  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1239  *      @iter:          iovec iterator
1240  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1241  *
1242  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1243  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1244  */
1245 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1246                              const struct iov_iter *iter,
1247                              gfp_t gfp_mask)
1248 {
1249         int j;
1250         int nr_pages = 0;
1251         struct page **pages;
1252         struct bio *bio;
1253         int cur_page = 0;
1254         int ret, offset;
1255         struct iov_iter i;
1256         struct iovec iov;
1257
1258         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1259                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1260                 unsigned long len = iov.iov_len;
1261                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1262                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1263
1264                 /*
1265                  * Overflow, abort
1266                  */
1267                 if (end < start)
1268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1269
1270                 nr_pages += end - start;
1271                 /*
1272                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1273                  */
1274                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1275                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1276         }
1277
1278         if (!nr_pages)
1279                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1280
1281         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1282         if (!bio)
1283                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1284
1285         ret = -ENOMEM;
1286         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1287         if (!pages)
1288                 goto out;
1289
1290         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1291                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1292                 unsigned long len = iov.iov_len;
1293                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1294                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1295                 const int local_nr_pages = end - start;
1296                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1297
1298                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1299                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1300                                 &pages[cur_page]);
1301                 if (ret < local_nr_pages) {
1302                         ret = -EFAULT;
1303                         goto out_unmap;
1304                 }
1305
1306                 offset = offset_in_page(uaddr);
1307                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1308                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1309
1310                         if (len <= 0)
1311                                 break;
1312                         
1313                         if (bytes > len)
1314                                 bytes = len;
1315
1316                         /*
1317                          * sorry...
1318                          */
1319                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1320                                             bytes)
1321                                 break;
1322
1323                         len -= bytes;
1324                         offset = 0;
1325                 }
1326
1327                 cur_page = j;
1328                 /*
1329                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1330                  */
1331                 while (j < page_limit)
1332                         put_page(pages[j++]);
1333         }
1334
1335         kfree(pages);
1336
1337         /*
1338          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1339          */
1340         if (iter->type & WRITE)
1341                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1342
1343         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1344
1345         /*
1346          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1347          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1348          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1349          * reference to it
1350          */
1351         bio_get(bio);
1352         return bio;
1353
1354  out_unmap:
1355         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1356                 if (!pages[j])
1357                         break;
1358                 put_page(pages[j]);
1359         }
1360  out:
1361         kfree(pages);
1362         bio_put(bio);
1363         return ERR_PTR(ret);
1364 }
1365
1366 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1367 {
1368         struct bio_vec *bvec;
1369         int i;
1370
1371         /*
1372          * make sure we dirty pages we wrote to
1373          */
1374         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1375                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1376                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1377
1378                 put_page(bvec->bv_page);
1379         }
1380
1381         bio_put(bio);
1382 }
1383
1384 /**
1385  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1386  *      @bio:           the bio being unmapped
1387  *
1388  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1389  *      a process context.
1390  *
1391  *      bio_unmap_user() may sleep.
1392  */
1393 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1394 {
1395         __bio_unmap_user(bio);
1396         bio_put(bio);
1397 }
1398
1399 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1400 {
1401         bio_put(bio);
1402 }
1403
1404 /**
1405  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1406  *      @q: the struct request_queue for the bio
1407  *      @data: pointer to buffer to map
1408  *      @len: length in bytes
1409  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1410  *
1411  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1412  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1413  */
1414 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1415                          gfp_t gfp_mask)
1416 {
1417         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1418         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1419         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1420         const int nr_pages = end - start;
1421         int offset, i;
1422         struct bio *bio;
1423
1424         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1425         if (!bio)
1426                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1427
1428         offset = offset_in_page(kaddr);
1429         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1430                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1431
1432                 if (len <= 0)
1433                         break;
1434
1435                 if (bytes > len)
1436                         bytes = len;
1437
1438                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1439                                     offset) < bytes) {
1440                         /* we don't support partial mappings */
1441                         bio_put(bio);
1442                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1443                 }
1444
1445                 data += bytes;
1446                 len -= bytes;
1447                 offset = 0;
1448         }
1449
1450         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1451         return bio;
1452 }
1453 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1454
1455 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1456 {
1457         bio_free_pages(bio);
1458         bio_put(bio);
1459 }
1460
1461 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1462 {
1463         char *p = bio->bi_private;
1464         struct bio_vec *bvec;
1465         int i;
1466
1467         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1468                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1469                 p += bvec->bv_len;
1470         }
1471
1472         bio_copy_kern_endio(bio);
1473 }
1474
1475 /**
1476  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1477  *      @q: the struct request_queue for the bio
1478  *      @data: pointer to buffer to copy
1479  *      @len: length in bytes
1480  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1481  *      @reading: data direction is READ
1482  *
1483  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1484  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1485  */
1486 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1487                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1488 {
1489         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1490         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1491         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1492         struct bio *bio;
1493         void *p = data;
1494         int nr_pages = 0;
1495
1496         /*
1497          * Overflow, abort
1498          */
1499         if (end < start)
1500                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1501
1502         nr_pages = end - start;
1503         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1504         if (!bio)
1505                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1506
1507         while (len) {
1508                 struct page *page;
1509                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1510
1511                 if (bytes > len)
1512                         bytes = len;
1513
1514                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1515                 if (!page)
1516                         goto cleanup;
1517
1518                 if (!reading)
1519                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1520
1521                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1522                         break;
1523
1524                 len -= bytes;
1525                 p += bytes;
1526         }
1527
1528         if (reading) {
1529                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1530                 bio->bi_private = data;
1531         } else {
1532                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1533                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1534         }
1535
1536         return bio;
1537
1538 cleanup:
1539         bio_free_pages(bio);
1540         bio_put(bio);
1541         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1546  * for performing direct-IO in BIOs.
1547  *
1548  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1549  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1550  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1551  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1552  * in process context.
1553  *
1554  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1555  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1556  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1557  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1558  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1559  *
1560  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1561  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1562  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1563  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1564  * pagecache.
1565  *
1566  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1567  * deferred bio dirtying paths.
1568  */
1569
1570 /*
1571  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1572  */
1573 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1574 {
1575         struct bio_vec *bvec;
1576         int i;
1577
1578         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1579                 struct page *page = bvec->bv_page;
1580
1581                 if (page && !PageCompound(page))
1582                         set_page_dirty_lock(page);
1583         }
1584 }
1585
1586 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1587 {
1588         struct bio_vec *bvec;
1589         int i;
1590
1591         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1592                 struct page *page = bvec->bv_page;
1593
1594                 if (page)
1595                         put_page(page);
1596         }
1597 }
1598
1599 /*
1600  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1601  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1602  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1603  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1604  *
1605  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1606  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1607  * bio_put() against the BIO.
1608  */
1609
1610 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1611
1612 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1613 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1614 static struct bio *bio_dirty_list;
1615
1616 /*
1617  * This runs in process context
1618  */
1619 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1620 {
1621         unsigned long flags;
1622         struct bio *bio;
1623
1624         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1625         bio = bio_dirty_list;
1626         bio_dirty_list = NULL;
1627         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1628
1629         while (bio) {
1630                 struct bio *next = bio->bi_private;
1631
1632                 bio_set_pages_dirty(bio);
1633                 bio_release_pages(bio);
1634                 bio_put(bio);
1635                 bio = next;
1636         }
1637 }
1638
1639 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1640 {
1641         struct bio_vec *bvec;
1642         int nr_clean_pages = 0;
1643         int i;
1644
1645         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1646                 struct page *page = bvec->bv_page;
1647
1648                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1649                         put_page(page);
1650                         bvec->bv_page = NULL;
1651                 } else {
1652                         nr_clean_pages++;
1653                 }
1654         }
1655
1656         if (nr_clean_pages) {
1657                 unsigned long flags;
1658
1659                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1660                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1661                 bio_dirty_list = bio;
1662                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1663                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1664         } else {
1665                 bio_put(bio);
1666         }
1667 }
1668
1669 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1670                            struct hd_struct *part)
1671 {
1672         int cpu = part_stat_lock();
1673
1674         part_round_stats(cpu, part);
1675         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1676         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1677         part_inc_in_flight(part, rw);
1678
1679         part_stat_unlock();
1680 }
1681 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1682
1683 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1684                          unsigned long start_time)
1685 {
1686         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1687         int cpu = part_stat_lock();
1688
1689         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1690         part_round_stats(cpu, part);
1691         part_dec_in_flight(part, rw);
1692
1693         part_stat_unlock();
1694 }
1695 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1696
1697 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1698 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1699 {
1700         struct bio_vec bvec;
1701         struct bvec_iter iter;
1702
1703         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1704                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1705 }
1706 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1707 #endif
1708
1709 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1710 {
1711         /*
1712          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1713          * we always end io on the first invocation.
1714          */
1715         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1716                 return true;
1717
1718         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1719
1720         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1721                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1722                 return true;
1723         }
1724
1725         return false;
1726 }
1727
1728 /**
1729  * bio_endio - end I/O on a bio
1730  * @bio:        bio
1731  *
1732  * Description:
1733  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1734  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1735  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1736  **/
1737 void bio_endio(struct bio *bio)
1738 {
1739 again:
1740         if (!bio_remaining_done(bio))
1741                 return;
1742
1743         /*
1744          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1745          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1746          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1747          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1748          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1749          * gcc's sibling call optimization.
1750          */
1751         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1752                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1753                 goto again;
1754         }
1755
1756         if (bio->bi_end_io)
1757                 bio->bi_end_io(bio);
1758 }
1759 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1760
1761 /**
1762  * bio_split - split a bio
1763  * @bio:        bio to split
1764  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1765  * @gfp:        gfp mask
1766  * @bs:         bio set to allocate from
1767  *
1768  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1769  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1770  *
1771  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1772  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1773  * @bio is not freed before the split.
1774  */
1775 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1776                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1777 {
1778         struct bio *split = NULL;
1779
1780         BUG_ON(sectors <= 0);
1781         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1782
1783         /*
1784          * Discards need a mutable bio_vec to accommodate the payload
1785          * required by the DSM TRIM and UNMAP commands.
1786          */
1787         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1788                 split = bio_clone_bioset(bio, gfp, bs);
1789         else
1790                 split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1791
1792         if (!split)
1793                 return NULL;
1794
1795         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1796
1797         if (bio_integrity(split))
1798                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1799
1800         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1801
1802         return split;
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1805
1806 /**
1807  * bio_trim - trim a bio
1808  * @bio:        bio to trim
1809  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1810  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1811  */
1812 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1813 {
1814         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1815          * the given offset and size.
1816          */
1817
1818         size <<= 9;
1819         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1820                 return;
1821
1822         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1823
1824         bio_advance(bio, offset << 9);
1825
1826         bio->bi_iter.bi_size = size;
1827 }
1828 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1829
1830 /*
1831  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1832  * use the global biovec slabs created for general use.
1833  */
1834 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1835 {
1836         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1837
1838         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1839 }
1840
1841 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1842 {
1843         if (bs->rescue_workqueue)
1844                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1845
1846         if (bs->bio_pool)
1847                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1848
1849         if (bs->bvec_pool)
1850                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1851
1852         bioset_integrity_free(bs);
1853         bio_put_slab(bs);
1854
1855         kfree(bs);
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1858
1859 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1860                                        unsigned int front_pad,
1861                                        bool create_bvec_pool)
1862 {
1863         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1864         struct bio_set *bs;
1865
1866         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1867         if (!bs)
1868                 return NULL;
1869
1870         bs->front_pad = front_pad;
1871
1872         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1873         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1874         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1875
1876         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1877         if (!bs->bio_slab) {
1878                 kfree(bs);
1879                 return NULL;
1880         }
1881
1882         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1883         if (!bs->bio_pool)
1884                 goto bad;
1885
1886         if (create_bvec_pool) {
1887                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1888                 if (!bs->bvec_pool)
1889                         goto bad;
1890         }
1891
1892         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1893         if (!bs->rescue_workqueue)
1894                 goto bad;
1895
1896         return bs;
1897 bad:
1898         bioset_free(bs);
1899         return NULL;
1900 }
1901
1902 /**
1903  * bioset_create  - Create a bio_set
1904  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1905  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1906  *
1907  * Description:
1908  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1909  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1910  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1911  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1912  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1913  *    or things will break badly.
1914  */
1915 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1916 {
1917         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1918 }
1919 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1920
1921 /**
1922  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1923  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1924  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1925  *
1926  * Description:
1927  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1928  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1929  */
1930 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1931 {
1932         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1935
1936 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1937
1938 /**
1939  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
1940  * @bio: target bio
1941  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
1942  *
1943  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
1944  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
1945  *
1946  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
1947  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
1948  * synchronizing calls to this function.
1949  */
1950 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1951 {
1952         if (unlikely(bio->bi_css))
1953                 return -EBUSY;
1954         css_get(blkcg_css);
1955         bio->bi_css = blkcg_css;
1956         return 0;
1957 }
1958 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
1959
1960 /**
1961  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1962  * @bio: target bio
1963  *
1964  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1965  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1966  * task actually issues it.
1967  *
1968  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1969  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1970  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1971  * calls to this function.
1972  */
1973 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1974 {
1975         struct io_context *ioc;
1976
1977         if (bio->bi_css)
1978                 return -EBUSY;
1979
1980         ioc = current->io_context;
1981         if (!ioc)
1982                 return -ENOENT;
1983
1984         get_io_context_active(ioc);
1985         bio->bi_ioc = ioc;
1986         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
1987         return 0;
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
1990
1991 /**
1992  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1993  * @bio: target bio
1994  */
1995 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1996 {
1997         if (bio->bi_ioc) {
1998                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1999                 bio->bi_ioc = NULL;
2000         }
2001         if (bio->bi_css) {
2002                 css_put(bio->bi_css);
2003                 bio->bi_css = NULL;
2004         }
2005 }
2006
2007 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2008
2009 static void __init biovec_init_slabs(void)
2010 {
2011         int i;
2012
2013         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2014                 int size;
2015                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2016
2017                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2018                         bvs->slab = NULL;
2019                         continue;
2020                 }
2021
2022                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2023                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2024                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2025         }
2026 }
2027
2028 static int __init init_bio(void)
2029 {
2030         bio_slab_max = 2;
2031         bio_slab_nr = 0;
2032         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2033         if (!bio_slabs)
2034                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2035
2036         bio_integrity_init();
2037         biovec_init_slabs();
2038
2039         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2040         if (!fs_bio_set)
2041                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2042
2043         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2044                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2045
2046         return 0;
2047 }
2048 subsys_initcall(init_bio);