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