x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[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_opf = bio_src->bi_opf;
584         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
585         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
586
587         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
588 }
589 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
590
591 /**
592  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
593  *      @bio: bio to clone
594  *      @gfp_mask: allocation priority
595  *      @bs: bio_set to allocate from
596  *
597  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
598  */
599 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
600 {
601         struct bio *b;
602
603         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
604         if (!b)
605                 return NULL;
606
607         __bio_clone_fast(b, bio);
608
609         if (bio_integrity(bio)) {
610                 int ret;
611
612                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
613
614                 if (ret < 0) {
615                         bio_put(b);
616                         return NULL;
617                 }
618         }
619
620         return b;
621 }
622 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
623
624 /**
625  *      bio_clone_bioset - clone a bio
626  *      @bio_src: bio to clone
627  *      @gfp_mask: allocation priority
628  *      @bs: bio_set to allocate from
629  *
630  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
631  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
632  */
633 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
634                              struct bio_set *bs)
635 {
636         struct bvec_iter iter;
637         struct bio_vec bv;
638         struct bio *bio;
639
640         /*
641          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
642          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
643          *
644          * We can't do that anymore, because:
645          *
646          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
647          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
648          *
649          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
650          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
651          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
652          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
653          *
654          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
655          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
656          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
657          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
658          *    asking for trouble and would force extra work on
659          *    __bio_clone_fast() anyways.
660          */
661
662         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
663         if (!bio)
664                 return NULL;
665         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
666         bio->bi_opf             = bio_src->bi_opf;
667         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
668         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
669
670         switch (bio_op(bio)) {
671         case REQ_OP_DISCARD:
672         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
673                 break;
674         case REQ_OP_WRITE_SAME:
675                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
676                 break;
677         default:
678                 bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
679                         bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
680                 break;
681         }
682
683         if (bio_integrity(bio_src)) {
684                 int ret;
685
686                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
687                 if (ret < 0) {
688                         bio_put(bio);
689                         return NULL;
690                 }
691         }
692
693         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
694
695         return bio;
696 }
697 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
698
699 /**
700  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
701  *      @q: the target queue
702  *      @bio: destination bio
703  *      @page: page to add
704  *      @len: vec entry length
705  *      @offset: vec entry offset
706  *
707  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
708  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
709  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
710  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
711  *
712  *      This should only be used by REQ_PC bios.
713  */
714 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
715                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
716 {
717         int retried_segments = 0;
718         struct bio_vec *bvec;
719
720         /*
721          * cloned bio must not modify vec list
722          */
723         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
724                 return 0;
725
726         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
727                 return 0;
728
729         /*
730          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
731          * we will often be called with the same page as last time and
732          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
733          */
734         if (bio->bi_vcnt > 0) {
735                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
736
737                 if (page == prev->bv_page &&
738                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
739                         prev->bv_len += len;
740                         bio->bi_iter.bi_size += len;
741                         goto done;
742                 }
743
744                 /*
745                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
746                  * offset would create a gap, disallow it.
747                  */
748                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
749                         return 0;
750         }
751
752         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
753                 return 0;
754
755         /*
756          * setup the new entry, we might clear it again later if we
757          * cannot add the page
758          */
759         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
760         bvec->bv_page = page;
761         bvec->bv_len = len;
762         bvec->bv_offset = offset;
763         bio->bi_vcnt++;
764         bio->bi_phys_segments++;
765         bio->bi_iter.bi_size += len;
766
767         /*
768          * Perform a recount if the number of segments is greater
769          * than queue_max_segments(q).
770          */
771
772         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
773
774                 if (retried_segments)
775                         goto failed;
776
777                 retried_segments = 1;
778                 blk_recount_segments(q, bio);
779         }
780
781         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
782         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
783                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
784
785  done:
786         return len;
787
788  failed:
789         bvec->bv_page = NULL;
790         bvec->bv_len = 0;
791         bvec->bv_offset = 0;
792         bio->bi_vcnt--;
793         bio->bi_iter.bi_size -= len;
794         blk_recount_segments(q, bio);
795         return 0;
796 }
797 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
798
799 /**
800  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
801  *      @bio: destination bio
802  *      @page: page to add
803  *      @len: vec entry length
804  *      @offset: vec entry offset
805  *
806  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
807  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
808  */
809 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
810                  unsigned int len, unsigned int offset)
811 {
812         struct bio_vec *bv;
813
814         /*
815          * cloned bio must not modify vec list
816          */
817         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
818                 return 0;
819
820         /*
821          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
822          * we will often be called with the same page as last time and
823          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
824          */
825         if (bio->bi_vcnt > 0) {
826                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
827
828                 if (page == bv->bv_page &&
829                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
830                         bv->bv_len += len;
831                         goto done;
832                 }
833         }
834
835         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
836                 return 0;
837
838         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
839         bv->bv_page     = page;
840         bv->bv_len      = len;
841         bv->bv_offset   = offset;
842
843         bio->bi_vcnt++;
844 done:
845         bio->bi_iter.bi_size += len;
846         return len;
847 }
848 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
849
850 struct submit_bio_ret {
851         struct completion event;
852         int error;
853 };
854
855 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
856 {
857         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
858
859         ret->error = bio->bi_error;
860         complete(&ret->event);
861 }
862
863 /**
864  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
865  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
866  *
867  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
868  * bio_endio() on failure.
869  */
870 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
871 {
872         struct submit_bio_ret ret;
873
874         init_completion(&ret.event);
875         bio->bi_private = &ret;
876         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
877         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
878         submit_bio(bio);
879         wait_for_completion_io(&ret.event);
880
881         return ret.error;
882 }
883 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
884
885 /**
886  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
887  * @bio:        bio to advance
888  * @bytes:      number of bytes to complete
889  *
890  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
891  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
892  * be updated on the last bvec as well.
893  *
894  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
895  */
896 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
897 {
898         if (bio_integrity(bio))
899                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
900
901         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
902 }
903 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
904
905 /**
906  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
907  * @bio: bio to allocate pages for
908  * @gfp_mask: flags for allocation
909  *
910  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
911  *
912  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
913  * freed.
914  */
915 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
916 {
917         int i;
918         struct bio_vec *bv;
919
920         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
921                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
922                 if (!bv->bv_page) {
923                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
924                                 __free_page(bv->bv_page);
925                         return -ENOMEM;
926                 }
927         }
928
929         return 0;
930 }
931 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
932
933 /**
934  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
935  * another
936  * @src: source bio list
937  * @dst: destination bio list
938  *
939  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
940  * @src and @dst as linked lists of bios.
941  *
942  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
943  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
944  */
945 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
946 {
947         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
948         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
949         void *src_p, *dst_p;
950         unsigned bytes;
951
952         src_iter = src->bi_iter;
953         dst_iter = dst->bi_iter;
954
955         while (1) {
956                 if (!src_iter.bi_size) {
957                         src = src->bi_next;
958                         if (!src)
959                                 break;
960
961                         src_iter = src->bi_iter;
962                 }
963
964                 if (!dst_iter.bi_size) {
965                         dst = dst->bi_next;
966                         if (!dst)
967                                 break;
968
969                         dst_iter = dst->bi_iter;
970                 }
971
972                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
973                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
974
975                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
976
977                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
978                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
979
980                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
981                        src_p + src_bv.bv_offset,
982                        bytes);
983
984                 kunmap_atomic(dst_p);
985                 kunmap_atomic(src_p);
986
987                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
988                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
989         }
990 }
991 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
992
993 struct bio_map_data {
994         int is_our_pages;
995         struct iov_iter iter;
996         struct iovec iov[];
997 };
998
999 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1000                                                gfp_t gfp_mask)
1001 {
1002         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1003                 return NULL;
1004
1005         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1006                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1007 }
1008
1009 /**
1010  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1011  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1012  * @iter: iov_iter as source
1013  *
1014  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1015  * Returns 0 on success, or error on failure.
1016  */
1017 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1018 {
1019         int i;
1020         struct bio_vec *bvec;
1021
1022         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1023                 ssize_t ret;
1024
1025                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1026                                           bvec->bv_offset,
1027                                           bvec->bv_len,
1028                                           &iter);
1029
1030                 if (!iov_iter_count(&iter))
1031                         break;
1032
1033                 if (ret < bvec->bv_len)
1034                         return -EFAULT;
1035         }
1036
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1042  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1043  * @iter: iov_iter as destination
1044  *
1045  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1046  * Returns 0 on success, or error on failure.
1047  */
1048 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1049 {
1050         int i;
1051         struct bio_vec *bvec;
1052
1053         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1054                 ssize_t ret;
1055
1056                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1057                                         bvec->bv_offset,
1058                                         bvec->bv_len,
1059                                         &iter);
1060
1061                 if (!iov_iter_count(&iter))
1062                         break;
1063
1064                 if (ret < bvec->bv_len)
1065                         return -EFAULT;
1066         }
1067
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1072 {
1073         struct bio_vec *bvec;
1074         int i;
1075
1076         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1077                 __free_page(bvec->bv_page);
1078 }
1079 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1080
1081 /**
1082  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1083  *      @bio: bio being terminated
1084  *
1085  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1086  *      to user space in case of a read.
1087  */
1088 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1089 {
1090         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1091         int ret = 0;
1092
1093         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1094                 /*
1095                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1096                  * don't copy into a random user address space, just free
1097                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1098                  */
1099                 if (!current->mm)
1100                         ret = -EINTR;
1101                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1102                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1103                 if (bmd->is_our_pages)
1104                         bio_free_pages(bio);
1105         }
1106         kfree(bmd);
1107         bio_put(bio);
1108         return ret;
1109 }
1110
1111 /**
1112  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1113  *      @q:             destination block queue
1114  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1115  *      @iter:          iovec iterator
1116  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1117  *
1118  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1119  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1120  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1121  */
1122 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1123                               struct rq_map_data *map_data,
1124                               const struct iov_iter *iter,
1125                               gfp_t gfp_mask)
1126 {
1127         struct bio_map_data *bmd;
1128         struct page *page;
1129         struct bio *bio;
1130         int i, ret;
1131         int nr_pages = 0;
1132         unsigned int len = iter->count;
1133         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1134
1135         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1136                 unsigned long uaddr;
1137                 unsigned long end;
1138                 unsigned long start;
1139
1140                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1141                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1142                         >> PAGE_SHIFT;
1143                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1144
1145                 /*
1146                  * Overflow, abort
1147                  */
1148                 if (end < start)
1149                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1150
1151                 nr_pages += end - start;
1152         }
1153
1154         if (offset)
1155                 nr_pages++;
1156
1157         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1158         if (!bmd)
1159                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1160
1161         /*
1162          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1163          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1164          * shortlived one.
1165          */
1166         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1167         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1168         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1169                         iter->nr_segs, iter->count);
1170
1171         ret = -ENOMEM;
1172         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1173         if (!bio)
1174                 goto out_bmd;
1175
1176         if (iter->type & WRITE)
1177                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1178
1179         ret = 0;
1180
1181         if (map_data) {
1182                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1183                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1184         }
1185         while (len) {
1186                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1187
1188                 bytes -= offset;
1189
1190                 if (bytes > len)
1191                         bytes = len;
1192
1193                 if (map_data) {
1194                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1195                                 ret = -ENOMEM;
1196                                 break;
1197                         }
1198
1199                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1200                         page += (i % nr_pages);
1201
1202                         i++;
1203                 } else {
1204                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1205                         if (!page) {
1206                                 ret = -ENOMEM;
1207                                 break;
1208                         }
1209                 }
1210
1211                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1212                         break;
1213
1214                 len -= bytes;
1215                 offset = 0;
1216         }
1217
1218         if (ret)
1219                 goto cleanup;
1220
1221         /*
1222          * success
1223          */
1224         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1225             (map_data && map_data->from_user)) {
1226                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1227                 if (ret)
1228                         goto cleanup;
1229         }
1230
1231         bio->bi_private = bmd;
1232         return bio;
1233 cleanup:
1234         if (!map_data)
1235                 bio_free_pages(bio);
1236         bio_put(bio);
1237 out_bmd:
1238         kfree(bmd);
1239         return ERR_PTR(ret);
1240 }
1241
1242 /**
1243  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1244  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1245  *      @iter:          iovec iterator
1246  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1247  *
1248  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1249  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1250  */
1251 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1252                              const struct iov_iter *iter,
1253                              gfp_t gfp_mask)
1254 {
1255         int j;
1256         int nr_pages = 0;
1257         struct page **pages;
1258         struct bio *bio;
1259         int cur_page = 0;
1260         int ret, offset;
1261         struct iov_iter i;
1262         struct iovec iov;
1263
1264         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1265                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1266                 unsigned long len = iov.iov_len;
1267                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1268                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1269
1270                 /*
1271                  * Overflow, abort
1272                  */
1273                 if (end < start)
1274                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1275
1276                 nr_pages += end - start;
1277                 /*
1278                  * buffer must be aligned to at least logical block size for now
1279                  */
1280                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1281                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1282         }
1283
1284         if (!nr_pages)
1285                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1286
1287         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1288         if (!bio)
1289                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1290
1291         ret = -ENOMEM;
1292         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1293         if (!pages)
1294                 goto out;
1295
1296         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1297                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1298                 unsigned long len = iov.iov_len;
1299                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1300                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1301                 const int local_nr_pages = end - start;
1302                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1303
1304                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1305                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1306                                 &pages[cur_page]);
1307                 if (ret < local_nr_pages) {
1308                         ret = -EFAULT;
1309                         goto out_unmap;
1310                 }
1311
1312                 offset = offset_in_page(uaddr);
1313                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1314                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1315
1316                         if (len <= 0)
1317                                 break;
1318                         
1319                         if (bytes > len)
1320                                 bytes = len;
1321
1322                         /*
1323                          * sorry...
1324                          */
1325                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1326                                             bytes)
1327                                 break;
1328
1329                         len -= bytes;
1330                         offset = 0;
1331                 }
1332
1333                 cur_page = j;
1334                 /*
1335                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1336                  */
1337                 while (j < page_limit)
1338                         put_page(pages[j++]);
1339         }
1340
1341         kfree(pages);
1342
1343         /*
1344          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1345          */
1346         if (iter->type & WRITE)
1347                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1348
1349         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1350
1351         /*
1352          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1353          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1354          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1355          * reference to it
1356          */
1357         bio_get(bio);
1358         return bio;
1359
1360  out_unmap:
1361         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1362                 if (!pages[j])
1363                         break;
1364                 put_page(pages[j]);
1365         }
1366  out:
1367         kfree(pages);
1368         bio_put(bio);
1369         return ERR_PTR(ret);
1370 }
1371
1372 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1373 {
1374         struct bio_vec *bvec;
1375         int i;
1376
1377         /*
1378          * make sure we dirty pages we wrote to
1379          */
1380         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1381                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1382                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1383
1384                 put_page(bvec->bv_page);
1385         }
1386
1387         bio_put(bio);
1388 }
1389
1390 /**
1391  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1392  *      @bio:           the bio being unmapped
1393  *
1394  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1395  *      a process context.
1396  *
1397  *      bio_unmap_user() may sleep.
1398  */
1399 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1400 {
1401         __bio_unmap_user(bio);
1402         bio_put(bio);
1403 }
1404
1405 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1406 {
1407         bio_put(bio);
1408 }
1409
1410 /**
1411  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1412  *      @q: the struct request_queue for the bio
1413  *      @data: pointer to buffer to map
1414  *      @len: length in bytes
1415  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1416  *
1417  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1418  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1419  */
1420 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1421                          gfp_t gfp_mask)
1422 {
1423         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1424         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1425         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1426         const int nr_pages = end - start;
1427         int offset, i;
1428         struct bio *bio;
1429
1430         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1431         if (!bio)
1432                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1433
1434         offset = offset_in_page(kaddr);
1435         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1436                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1437
1438                 if (len <= 0)
1439                         break;
1440
1441                 if (bytes > len)
1442                         bytes = len;
1443
1444                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1445                                     offset) < bytes) {
1446                         /* we don't support partial mappings */
1447                         bio_put(bio);
1448                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1449                 }
1450
1451                 data += bytes;
1452                 len -= bytes;
1453                 offset = 0;
1454         }
1455
1456         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1457         return bio;
1458 }
1459 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1460
1461 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1462 {
1463         bio_free_pages(bio);
1464         bio_put(bio);
1465 }
1466
1467 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1468 {
1469         char *p = bio->bi_private;
1470         struct bio_vec *bvec;
1471         int i;
1472
1473         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1474                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1475                 p += bvec->bv_len;
1476         }
1477
1478         bio_copy_kern_endio(bio);
1479 }
1480
1481 /**
1482  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1483  *      @q: the struct request_queue for the bio
1484  *      @data: pointer to buffer to copy
1485  *      @len: length in bytes
1486  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1487  *      @reading: data direction is READ
1488  *
1489  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1490  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1491  */
1492 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1493                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1494 {
1495         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1496         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1497         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1498         struct bio *bio;
1499         void *p = data;
1500         int nr_pages = 0;
1501
1502         /*
1503          * Overflow, abort
1504          */
1505         if (end < start)
1506                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1507
1508         nr_pages = end - start;
1509         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1510         if (!bio)
1511                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1512
1513         while (len) {
1514                 struct page *page;
1515                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1516
1517                 if (bytes > len)
1518                         bytes = len;
1519
1520                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1521                 if (!page)
1522                         goto cleanup;
1523
1524                 if (!reading)
1525                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1526
1527                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1528                         break;
1529
1530                 len -= bytes;
1531                 p += bytes;
1532         }
1533
1534         if (reading) {
1535                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1536                 bio->bi_private = data;
1537         } else {
1538                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1539                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1540         }
1541
1542         return bio;
1543
1544 cleanup:
1545         bio_free_pages(bio);
1546         bio_put(bio);
1547         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1552  * for performing direct-IO in BIOs.
1553  *
1554  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1555  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1556  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1557  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1558  * in process context.
1559  *
1560  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1561  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1562  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1563  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1564  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1565  *
1566  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1567  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1568  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1569  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1570  * pagecache.
1571  *
1572  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1573  * deferred bio dirtying paths.
1574  */
1575
1576 /*
1577  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1578  */
1579 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1580 {
1581         struct bio_vec *bvec;
1582         int i;
1583
1584         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1585                 struct page *page = bvec->bv_page;
1586
1587                 if (page && !PageCompound(page))
1588                         set_page_dirty_lock(page);
1589         }
1590 }
1591
1592 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1593 {
1594         struct bio_vec *bvec;
1595         int i;
1596
1597         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1598                 struct page *page = bvec->bv_page;
1599
1600                 if (page)
1601                         put_page(page);
1602         }
1603 }
1604
1605 /*
1606  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1607  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1608  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1609  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1610  *
1611  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1612  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1613  * bio_put() against the BIO.
1614  */
1615
1616 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1617
1618 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1619 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1620 static struct bio *bio_dirty_list;
1621
1622 /*
1623  * This runs in process context
1624  */
1625 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1626 {
1627         unsigned long flags;
1628         struct bio *bio;
1629
1630         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1631         bio = bio_dirty_list;
1632         bio_dirty_list = NULL;
1633         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1634
1635         while (bio) {
1636                 struct bio *next = bio->bi_private;
1637
1638                 bio_set_pages_dirty(bio);
1639                 bio_release_pages(bio);
1640                 bio_put(bio);
1641                 bio = next;
1642         }
1643 }
1644
1645 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1646 {
1647         struct bio_vec *bvec;
1648         int nr_clean_pages = 0;
1649         int i;
1650
1651         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1652                 struct page *page = bvec->bv_page;
1653
1654                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1655                         put_page(page);
1656                         bvec->bv_page = NULL;
1657                 } else {
1658                         nr_clean_pages++;
1659                 }
1660         }
1661
1662         if (nr_clean_pages) {
1663                 unsigned long flags;
1664
1665                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1666                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1667                 bio_dirty_list = bio;
1668                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1669                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1670         } else {
1671                 bio_put(bio);
1672         }
1673 }
1674
1675 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1676                            struct hd_struct *part)
1677 {
1678         int cpu = part_stat_lock();
1679
1680         part_round_stats(cpu, part);
1681         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1682         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1683         part_inc_in_flight(part, rw);
1684
1685         part_stat_unlock();
1686 }
1687 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1688
1689 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1690                          unsigned long start_time)
1691 {
1692         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1693         int cpu = part_stat_lock();
1694
1695         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1696         part_round_stats(cpu, part);
1697         part_dec_in_flight(part, rw);
1698
1699         part_stat_unlock();
1700 }
1701 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1702
1703 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1704 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1705 {
1706         struct bio_vec bvec;
1707         struct bvec_iter iter;
1708
1709         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1710                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1711 }
1712 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1713 #endif
1714
1715 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1716 {
1717         /*
1718          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1719          * we always end io on the first invocation.
1720          */
1721         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1722                 return true;
1723
1724         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1725
1726         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1727                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1728                 return true;
1729         }
1730
1731         return false;
1732 }
1733
1734 /**
1735  * bio_endio - end I/O on a bio
1736  * @bio:        bio
1737  *
1738  * Description:
1739  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1740  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1741  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1742  **/
1743 void bio_endio(struct bio *bio)
1744 {
1745 again:
1746         if (!bio_remaining_done(bio))
1747                 return;
1748
1749         /*
1750          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1751          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1752          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1753          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1754          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1755          * gcc's sibling call optimization.
1756          */
1757         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1758                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1759                 goto again;
1760         }
1761
1762         if (bio->bi_end_io)
1763                 bio->bi_end_io(bio);
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1766
1767 /**
1768  * bio_split - split a bio
1769  * @bio:        bio to split
1770  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1771  * @gfp:        gfp mask
1772  * @bs:         bio set to allocate from
1773  *
1774  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1775  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1776  *
1777  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1778  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1779  * @bio is not freed before the split.
1780  */
1781 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1782                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1783 {
1784         struct bio *split = NULL;
1785
1786         BUG_ON(sectors <= 0);
1787         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1788
1789         /*
1790          * Discards need a mutable bio_vec to accommodate the payload
1791          * required by the DSM TRIM and UNMAP commands.
1792          */
1793         if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD || bio_op(bio) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1794                 split = bio_clone_bioset(bio, gfp, bs);
1795         else
1796                 split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1797
1798         if (!split)
1799                 return NULL;
1800
1801         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1802
1803         if (bio_integrity(split))
1804                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1805
1806         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1807
1808         return split;
1809 }
1810 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1811
1812 /**
1813  * bio_trim - trim a bio
1814  * @bio:        bio to trim
1815  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1816  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1817  */
1818 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1819 {
1820         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1821          * the given offset and size.
1822          */
1823
1824         size <<= 9;
1825         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1826                 return;
1827
1828         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1829
1830         bio_advance(bio, offset << 9);
1831
1832         bio->bi_iter.bi_size = size;
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1835
1836 /*
1837  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1838  * use the global biovec slabs created for general use.
1839  */
1840 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1841 {
1842         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1843
1844         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1845 }
1846
1847 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1848 {
1849         if (bs->rescue_workqueue)
1850                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1851
1852         if (bs->bio_pool)
1853                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1854
1855         if (bs->bvec_pool)
1856                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1857
1858         bioset_integrity_free(bs);
1859         bio_put_slab(bs);
1860
1861         kfree(bs);
1862 }
1863 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1864
1865 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1866                                        unsigned int front_pad,
1867                                        bool create_bvec_pool)
1868 {
1869         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1870         struct bio_set *bs;
1871
1872         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1873         if (!bs)
1874                 return NULL;
1875
1876         bs->front_pad = front_pad;
1877
1878         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1879         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1880         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1881
1882         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1883         if (!bs->bio_slab) {
1884                 kfree(bs);
1885                 return NULL;
1886         }
1887
1888         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1889         if (!bs->bio_pool)
1890                 goto bad;
1891
1892         if (create_bvec_pool) {
1893                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1894                 if (!bs->bvec_pool)
1895                         goto bad;
1896         }
1897
1898         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1899         if (!bs->rescue_workqueue)
1900                 goto bad;
1901
1902         return bs;
1903 bad:
1904         bioset_free(bs);
1905         return NULL;
1906 }
1907
1908 /**
1909  * bioset_create  - Create a bio_set
1910  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1911  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1912  *
1913  * Description:
1914  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1915  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1916  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1917  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1918  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1919  *    or things will break badly.
1920  */
1921 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1922 {
1923         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1924 }
1925 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1926
1927 /**
1928  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1929  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1930  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1931  *
1932  * Description:
1933  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1934  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1935  */
1936 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1937 {
1938         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1939 }
1940 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1941
1942 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1943
1944 /**
1945  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
1946  * @bio: target bio
1947  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
1948  *
1949  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
1950  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
1951  *
1952  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
1953  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
1954  * synchronizing calls to this function.
1955  */
1956 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1957 {
1958         if (unlikely(bio->bi_css))
1959                 return -EBUSY;
1960         css_get(blkcg_css);
1961         bio->bi_css = blkcg_css;
1962         return 0;
1963 }
1964 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
1965
1966 /**
1967  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1968  * @bio: target bio
1969  *
1970  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1971  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1972  * task actually issues it.
1973  *
1974  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1975  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1976  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1977  * calls to this function.
1978  */
1979 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1980 {
1981         struct io_context *ioc;
1982
1983         if (bio->bi_css)
1984                 return -EBUSY;
1985
1986         ioc = current->io_context;
1987         if (!ioc)
1988                 return -ENOENT;
1989
1990         get_io_context_active(ioc);
1991         bio->bi_ioc = ioc;
1992         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
1993         return 0;
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
1996
1997 /**
1998  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1999  * @bio: target bio
2000  */
2001 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2002 {
2003         if (bio->bi_ioc) {
2004                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2005                 bio->bi_ioc = NULL;
2006         }
2007         if (bio->bi_css) {
2008                 css_put(bio->bi_css);
2009                 bio->bi_css = NULL;
2010         }
2011 }
2012
2013 /**
2014  * bio_clone_blkcg_association - clone blkcg association from src to dst bio
2015  * @dst: destination bio
2016  * @src: source bio
2017  */
2018 void bio_clone_blkcg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2019 {
2020         if (src->bi_css)
2021                 WARN_ON(bio_associate_blkcg(dst, src->bi_css));
2022 }
2023
2024 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2025
2026 static void __init biovec_init_slabs(void)
2027 {
2028         int i;
2029
2030         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2031                 int size;
2032                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2033
2034                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2035                         bvs->slab = NULL;
2036                         continue;
2037                 }
2038
2039                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2040                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2041                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2042         }
2043 }
2044
2045 static int __init init_bio(void)
2046 {
2047         bio_slab_max = 2;
2048         bio_slab_nr = 0;
2049         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2050         if (!bio_slabs)
2051                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2052
2053         bio_integrity_init();
2054         biovec_init_slabs();
2055
2056         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2057         if (!fs_bio_set)
2058                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2059
2060         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2061                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2062
2063         return 0;
2064 }
2065 subsys_initcall(init_bio);