block: replace trylock with mutex_lock in blkdev_reread_part()
[linux-2.6-block.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[BIOVEC_NR_POOLS] __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         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
164
165         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
166                 mempool_free(bv, pool);
167         else {
168                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
169
170                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
171         }
172 }
173
174 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
175                            mempool_t *pool)
176 {
177         struct bio_vec *bvl;
178
179         /*
180          * see comment near bvec_array define!
181          */
182         switch (nr) {
183         case 1:
184                 *idx = 0;
185                 break;
186         case 2 ... 4:
187                 *idx = 1;
188                 break;
189         case 5 ... 16:
190                 *idx = 2;
191                 break;
192         case 17 ... 64:
193                 *idx = 3;
194                 break;
195         case 65 ... 128:
196                 *idx = 4;
197                 break;
198         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
199                 *idx = 5;
200                 break;
201         default:
202                 return NULL;
203         }
204
205         /*
206          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
207          * 1-vec entry pool is mempool backed.
208          */
209         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
210 fallback:
211                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
212         } else {
213                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
214                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
215
216                 /*
217                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
218                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
219                  * in case of failure.
220                  */
221                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
222
223                 /*
224                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
225                  * is set, retry with the 1-entry mempool
226                  */
227                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
228                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
229                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
230                         goto fallback;
231                 }
232         }
233
234         return bvl;
235 }
236
237 static void __bio_free(struct bio *bio)
238 {
239         bio_disassociate_task(bio);
240
241         if (bio_integrity(bio))
242                 bio_integrity_free(bio);
243 }
244
245 static void bio_free(struct bio *bio)
246 {
247         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
248         void *p;
249
250         __bio_free(bio);
251
252         if (bs) {
253                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
254                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
255
256                 /*
257                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
258                  */
259                 p = bio;
260                 p -= bs->front_pad;
261
262                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
263         } else {
264                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
265                 kfree(bio);
266         }
267 }
268
269 void bio_init(struct bio *bio)
270 {
271         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
272         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
273         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
274         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
277
278 /**
279  * bio_reset - reinitialize a bio
280  * @bio:        bio to reset
281  *
282  * Description:
283  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
284  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
285  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
286  *   comment in struct bio.
287  */
288 void bio_reset(struct bio *bio)
289 {
290         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
291
292         __bio_free(bio);
293
294         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
295         bio->bi_flags = flags | (1 << BIO_UPTODATE);
296         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
299
300 static void bio_chain_endio(struct bio *bio, int error)
301 {
302         bio_endio(bio->bi_private, error);
303         bio_put(bio);
304 }
305
306 /**
307  * bio_chain - chain bio completions
308  * @bio: the target bio
309  * @parent: the @bio's parent bio
310  *
311  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
312  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
313  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
314  *
315  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
316  */
317 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
318 {
319         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
320
321         bio->bi_private = parent;
322         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
323         bio_inc_remaining(parent);
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
326
327 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
328 {
329         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
330         struct bio *bio;
331
332         while (1) {
333                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
334                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
335                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
336
337                 if (!bio)
338                         break;
339
340                 generic_make_request(bio);
341         }
342 }
343
344 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
345 {
346         struct bio_list punt, nopunt;
347         struct bio *bio;
348
349         /*
350          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
351          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
352          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
353          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
354          * our own rescuer would be bad.
355          *
356          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
357          * remove from the middle of the list:
358          */
359
360         bio_list_init(&punt);
361         bio_list_init(&nopunt);
362
363         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
364                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
365
366         *current->bio_list = nopunt;
367
368         spin_lock(&bs->rescue_lock);
369         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
370         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
371
372         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
373 }
374
375 /**
376  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
377  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
378  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
379  * @bs:         the bio_set to allocate from.
380  *
381  * Description:
382  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
383  *   backed by the @bs's mempool.
384  *
385  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
386  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
387  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
388  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
389  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
390  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
391  *
392  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
393  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
394  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
395  *   stack overflows.
396  *
397  *   This would normally mean allocating multiple bios under
398  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
399  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
400  *   thread.
401  *
402  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
403  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
404  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
405  *   for per bio allocations.
406  *
407  *   RETURNS:
408  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
409  */
410 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
411 {
412         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
413         unsigned front_pad;
414         unsigned inline_vecs;
415         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
416         struct bio_vec *bvl = NULL;
417         struct bio *bio;
418         void *p;
419
420         if (!bs) {
421                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
422                         return NULL;
423
424                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
425                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
426                             gfp_mask);
427                 front_pad = 0;
428                 inline_vecs = nr_iovecs;
429         } else {
430                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
431                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
432                         return NULL;
433                 /*
434                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
435                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
436                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
437                  * return.
438                  *
439                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
440                  * multiple bios from the same bio_set() while running
441                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
442                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
443                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
444                  * reserve.
445                  *
446                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
447                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
448                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
449                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
450                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
451                  * with the original gfp_flags.
452                  */
453
454                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
455                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
456
457                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
458                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
459                         punt_bios_to_rescuer(bs);
460                         gfp_mask = saved_gfp;
461                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
462                 }
463
464                 front_pad = bs->front_pad;
465                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
466         }
467
468         if (unlikely(!p))
469                 return NULL;
470
471         bio = p + front_pad;
472         bio_init(bio);
473
474         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
475                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
476                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
477                         punt_bios_to_rescuer(bs);
478                         gfp_mask = saved_gfp;
479                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
480                 }
481
482                 if (unlikely(!bvl))
483                         goto err_free;
484
485                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
486         } else if (nr_iovecs) {
487                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
488         }
489
490         bio->bi_pool = bs;
491         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
492         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
493         bio->bi_io_vec = bvl;
494         return bio;
495
496 err_free:
497         mempool_free(p, bs->bio_pool);
498         return NULL;
499 }
500 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
501
502 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
503 {
504         unsigned long flags;
505         struct bio_vec bv;
506         struct bvec_iter iter;
507
508         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
509                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
510                 memset(data, 0, bv.bv_len);
511                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
512                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
513         }
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
516
517 /**
518  * bio_put - release a reference to a bio
519  * @bio:   bio to release reference to
520  *
521  * Description:
522  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
523  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
524  **/
525 void bio_put(struct bio *bio)
526 {
527         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
528                 bio_free(bio);
529         else {
530                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
531
532                 /*
533                  * last put frees it
534                  */
535                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
536                         bio_free(bio);
537         }
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
540
541 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
542 {
543         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
544                 blk_recount_segments(q, bio);
545
546         return bio->bi_phys_segments;
547 }
548 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
549
550 /**
551  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
552  *      @bio: destination bio
553  *      @bio_src: bio to clone
554  *
555  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
556  *      the actual data it points to. Reference count of returned
557  *      bio will be one.
558  *
559  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
560  */
561 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
562 {
563         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
564
565         /*
566          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
567          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
568          */
569         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
570         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
571         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
572         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
573         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
576
577 /**
578  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
579  *      @bio: bio to clone
580  *      @gfp_mask: allocation priority
581  *      @bs: bio_set to allocate from
582  *
583  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
584  */
585 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
586 {
587         struct bio *b;
588
589         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
590         if (!b)
591                 return NULL;
592
593         __bio_clone_fast(b, bio);
594
595         if (bio_integrity(bio)) {
596                 int ret;
597
598                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
599
600                 if (ret < 0) {
601                         bio_put(b);
602                         return NULL;
603                 }
604         }
605
606         return b;
607 }
608 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
609
610 /**
611  *      bio_clone_bioset - clone a bio
612  *      @bio_src: bio to clone
613  *      @gfp_mask: allocation priority
614  *      @bs: bio_set to allocate from
615  *
616  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
617  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
618  */
619 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
620                              struct bio_set *bs)
621 {
622         struct bvec_iter iter;
623         struct bio_vec bv;
624         struct bio *bio;
625
626         /*
627          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
628          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
629          *
630          * We can't do that anymore, because:
631          *
632          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
633          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
634          *
635          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
636          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
637          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
638          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
639          *
640          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
641          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
642          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
643          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
644          *    asking for trouble and would force extra work on
645          *    __bio_clone_fast() anyways.
646          */
647
648         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
649         if (!bio)
650                 return NULL;
651
652         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
653         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
654         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
655         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
656
657         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
658                 goto integrity_clone;
659
660         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
661                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
662                 goto integrity_clone;
663         }
664
665         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
666                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
667
668 integrity_clone:
669         if (bio_integrity(bio_src)) {
670                 int ret;
671
672                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
673                 if (ret < 0) {
674                         bio_put(bio);
675                         return NULL;
676                 }
677         }
678
679         return bio;
680 }
681 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
682
683 /**
684  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
685  *      @bdev:  I/O target
686  *
687  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
688  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
689  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
690  *      on offset.
691  */
692 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
693 {
694         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
695         int nr_pages;
696
697         nr_pages = min_t(unsigned,
698                      queue_max_segments(q),
699                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
700
701         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
702
703 }
704 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
705
706 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
707                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
708                           unsigned int max_sectors)
709 {
710         int retried_segments = 0;
711         struct bio_vec *bvec;
712
713         /*
714          * cloned bio must not modify vec list
715          */
716         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
717                 return 0;
718
719         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
720                 return 0;
721
722         /*
723          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
724          * we will often be called with the same page as last time and
725          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
726          */
727         if (bio->bi_vcnt > 0) {
728                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
729
730                 if (page == prev->bv_page &&
731                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
732                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
733                         prev->bv_len += len;
734
735                         if (q->merge_bvec_fn) {
736                                 struct bvec_merge_data bvm = {
737                                         /* prev_bvec is already charged in
738                                            bi_size, discharge it in order to
739                                            simulate merging updated prev_bvec
740                                            as new bvec. */
741                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
742                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
743                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
744                                                 prev_bv_len,
745                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
746                                 };
747
748                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
749                                         prev->bv_len -= len;
750                                         return 0;
751                                 }
752                         }
753
754                         bio->bi_iter.bi_size += len;
755                         goto done;
756                 }
757
758                 /*
759                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
760                  * offset would create a gap, disallow it.
761                  */
762                 if (q->queue_flags & (1 << QUEUE_FLAG_SG_GAPS) &&
763                     bvec_gap_to_prev(prev, offset))
764                         return 0;
765         }
766
767         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
768                 return 0;
769
770         /*
771          * setup the new entry, we might clear it again later if we
772          * cannot add the page
773          */
774         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
775         bvec->bv_page = page;
776         bvec->bv_len = len;
777         bvec->bv_offset = offset;
778         bio->bi_vcnt++;
779         bio->bi_phys_segments++;
780         bio->bi_iter.bi_size += len;
781
782         /*
783          * Perform a recount if the number of segments is greater
784          * than queue_max_segments(q).
785          */
786
787         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
788
789                 if (retried_segments)
790                         goto failed;
791
792                 retried_segments = 1;
793                 blk_recount_segments(q, bio);
794         }
795
796         /*
797          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
798          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
799          * queue to get further control
800          */
801         if (q->merge_bvec_fn) {
802                 struct bvec_merge_data bvm = {
803                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
804                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
805                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size - len,
806                         .bi_rw = bio->bi_rw,
807                 };
808
809                 /*
810                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
811                  * at this offset
812                  */
813                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len)
814                         goto failed;
815         }
816
817         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
818         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
819                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
820
821  done:
822         return len;
823
824  failed:
825         bvec->bv_page = NULL;
826         bvec->bv_len = 0;
827         bvec->bv_offset = 0;
828         bio->bi_vcnt--;
829         bio->bi_iter.bi_size -= len;
830         blk_recount_segments(q, bio);
831         return 0;
832 }
833
834 /**
835  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
836  *      @q: the target queue
837  *      @bio: destination bio
838  *      @page: page to add
839  *      @len: vec entry length
840  *      @offset: vec entry offset
841  *
842  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
843  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
844  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
845  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
846  *
847  *      This should only be used by REQ_PC bios.
848  */
849 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
850                     unsigned int len, unsigned int offset)
851 {
852         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
853                               queue_max_hw_sectors(q));
854 }
855 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
856
857 /**
858  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
859  *      @bio: destination bio
860  *      @page: page to add
861  *      @len: vec entry length
862  *      @offset: vec entry offset
863  *
864  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
865  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
866  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
867  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
868  */
869 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
870                  unsigned int offset)
871 {
872         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
873         unsigned int max_sectors;
874
875         max_sectors = blk_max_size_offset(q, bio->bi_iter.bi_sector);
876         if ((max_sectors < (len >> 9)) && !bio->bi_iter.bi_size)
877                 max_sectors = len >> 9;
878
879         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, max_sectors);
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
882
883 struct submit_bio_ret {
884         struct completion event;
885         int error;
886 };
887
888 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
889 {
890         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
891
892         ret->error = error;
893         complete(&ret->event);
894 }
895
896 /**
897  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
898  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
899  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
900  *
901  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
902  * bio_endio() on failure.
903  */
904 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
905 {
906         struct submit_bio_ret ret;
907
908         rw |= REQ_SYNC;
909         init_completion(&ret.event);
910         bio->bi_private = &ret;
911         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
912         submit_bio(rw, bio);
913         wait_for_completion(&ret.event);
914
915         return ret.error;
916 }
917 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
918
919 /**
920  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
921  * @bio:        bio to advance
922  * @bytes:      number of bytes to complete
923  *
924  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
925  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
926  * be updated on the last bvec as well.
927  *
928  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
929  */
930 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
931 {
932         if (bio_integrity(bio))
933                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
934
935         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
936 }
937 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
938
939 /**
940  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
941  * @bio: bio to allocate pages for
942  * @gfp_mask: flags for allocation
943  *
944  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
945  *
946  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
947  * freed.
948  */
949 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
950 {
951         int i;
952         struct bio_vec *bv;
953
954         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
955                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
956                 if (!bv->bv_page) {
957                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
958                                 __free_page(bv->bv_page);
959                         return -ENOMEM;
960                 }
961         }
962
963         return 0;
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
966
967 /**
968  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
969  * another
970  * @src: source bio list
971  * @dst: destination bio list
972  *
973  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
974  * @src and @dst as linked lists of bios.
975  *
976  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
977  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
978  */
979 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
980 {
981         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
982         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
983         void *src_p, *dst_p;
984         unsigned bytes;
985
986         src_iter = src->bi_iter;
987         dst_iter = dst->bi_iter;
988
989         while (1) {
990                 if (!src_iter.bi_size) {
991                         src = src->bi_next;
992                         if (!src)
993                                 break;
994
995                         src_iter = src->bi_iter;
996                 }
997
998                 if (!dst_iter.bi_size) {
999                         dst = dst->bi_next;
1000                         if (!dst)
1001                                 break;
1002
1003                         dst_iter = dst->bi_iter;
1004                 }
1005
1006                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
1007                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
1008
1009                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1010
1011                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1012                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1013
1014                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1015                        src_p + src_bv.bv_offset,
1016                        bytes);
1017
1018                 kunmap_atomic(dst_p);
1019                 kunmap_atomic(src_p);
1020
1021                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
1022                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1023         }
1024 }
1025 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1026
1027 struct bio_map_data {
1028         int is_our_pages;
1029         struct iov_iter iter;
1030         struct iovec iov[];
1031 };
1032
1033 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1034                                                gfp_t gfp_mask)
1035 {
1036         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1037                 return NULL;
1038
1039         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1040                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1041 }
1042
1043 /**
1044  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1045  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1046  * @iter: iov_iter as source
1047  *
1048  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1049  * Returns 0 on success, or error on failure.
1050  */
1051 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1052 {
1053         int i;
1054         struct bio_vec *bvec;
1055
1056         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1057                 ssize_t ret;
1058
1059                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1060                                           bvec->bv_offset,
1061                                           bvec->bv_len,
1062                                           &iter);
1063
1064                 if (!iov_iter_count(&iter))
1065                         break;
1066
1067                 if (ret < bvec->bv_len)
1068                         return -EFAULT;
1069         }
1070
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 /**
1075  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1076  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1077  * @iter: iov_iter as destination
1078  *
1079  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1080  * Returns 0 on success, or error on failure.
1081  */
1082 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1083 {
1084         int i;
1085         struct bio_vec *bvec;
1086
1087         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1088                 ssize_t ret;
1089
1090                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1091                                         bvec->bv_offset,
1092                                         bvec->bv_len,
1093                                         &iter);
1094
1095                 if (!iov_iter_count(&iter))
1096                         break;
1097
1098                 if (ret < bvec->bv_len)
1099                         return -EFAULT;
1100         }
1101
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 static void bio_free_pages(struct bio *bio)
1106 {
1107         struct bio_vec *bvec;
1108         int i;
1109
1110         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1111                 __free_page(bvec->bv_page);
1112 }
1113
1114 /**
1115  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1116  *      @bio: bio being terminated
1117  *
1118  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1119  *      to user space in case of a read.
1120  */
1121 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1122 {
1123         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1124         int ret = 0;
1125
1126         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1127                 /*
1128                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1129                  * don't copy into a random user address space, just free.
1130                  */
1131                 if (current->mm && bio_data_dir(bio) == READ)
1132                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1133                 if (bmd->is_our_pages)
1134                         bio_free_pages(bio);
1135         }
1136         kfree(bmd);
1137         bio_put(bio);
1138         return ret;
1139 }
1140 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1141
1142 /**
1143  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1144  *      @q:             destination block queue
1145  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1146  *      @iter:          iovec iterator
1147  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1148  *
1149  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1150  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1151  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1152  */
1153 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1154                               struct rq_map_data *map_data,
1155                               const struct iov_iter *iter,
1156                               gfp_t gfp_mask)
1157 {
1158         struct bio_map_data *bmd;
1159         struct page *page;
1160         struct bio *bio;
1161         int i, ret;
1162         int nr_pages = 0;
1163         unsigned int len = iter->count;
1164         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1165
1166         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1167                 unsigned long uaddr;
1168                 unsigned long end;
1169                 unsigned long start;
1170
1171                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1172                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1173                         >> PAGE_SHIFT;
1174                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1175
1176                 /*
1177                  * Overflow, abort
1178                  */
1179                 if (end < start)
1180                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1181
1182                 nr_pages += end - start;
1183         }
1184
1185         if (offset)
1186                 nr_pages++;
1187
1188         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1189         if (!bmd)
1190                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1191
1192         /*
1193          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1194          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1195          * shortlived one.
1196          */
1197         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1198         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1199         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1200                         iter->nr_segs, iter->count);
1201
1202         ret = -ENOMEM;
1203         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1204         if (!bio)
1205                 goto out_bmd;
1206
1207         if (iter->type & WRITE)
1208                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1209
1210         ret = 0;
1211
1212         if (map_data) {
1213                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1214                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1215         }
1216         while (len) {
1217                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1218
1219                 bytes -= offset;
1220
1221                 if (bytes > len)
1222                         bytes = len;
1223
1224                 if (map_data) {
1225                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1226                                 ret = -ENOMEM;
1227                                 break;
1228                         }
1229
1230                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1231                         page += (i % nr_pages);
1232
1233                         i++;
1234                 } else {
1235                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1236                         if (!page) {
1237                                 ret = -ENOMEM;
1238                                 break;
1239                         }
1240                 }
1241
1242                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1243                         break;
1244
1245                 len -= bytes;
1246                 offset = 0;
1247         }
1248
1249         if (ret)
1250                 goto cleanup;
1251
1252         /*
1253          * success
1254          */
1255         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1256             (map_data && map_data->from_user)) {
1257                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1258                 if (ret)
1259                         goto cleanup;
1260         }
1261
1262         bio->bi_private = bmd;
1263         return bio;
1264 cleanup:
1265         if (!map_data)
1266                 bio_free_pages(bio);
1267         bio_put(bio);
1268 out_bmd:
1269         kfree(bmd);
1270         return ERR_PTR(ret);
1271 }
1272
1273 /**
1274  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1275  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1276  *      @iter:          iovec iterator
1277  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1278  *
1279  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1280  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1281  */
1282 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1283                              const struct iov_iter *iter,
1284                              gfp_t gfp_mask)
1285 {
1286         int j;
1287         int nr_pages = 0;
1288         struct page **pages;
1289         struct bio *bio;
1290         int cur_page = 0;
1291         int ret, offset;
1292         struct iov_iter i;
1293         struct iovec iov;
1294
1295         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1296                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1297                 unsigned long len = iov.iov_len;
1298                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1299                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1300
1301                 /*
1302                  * Overflow, abort
1303                  */
1304                 if (end < start)
1305                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1306
1307                 nr_pages += end - start;
1308                 /*
1309                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1310                  */
1311                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1312                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1313         }
1314
1315         if (!nr_pages)
1316                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1317
1318         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1319         if (!bio)
1320                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1321
1322         ret = -ENOMEM;
1323         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1324         if (!pages)
1325                 goto out;
1326
1327         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1328                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1329                 unsigned long len = iov.iov_len;
1330                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1331                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1332                 const int local_nr_pages = end - start;
1333                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1334
1335                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1336                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1337                                 &pages[cur_page]);
1338                 if (ret < local_nr_pages) {
1339                         ret = -EFAULT;
1340                         goto out_unmap;
1341                 }
1342
1343                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1344                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1345                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1346
1347                         if (len <= 0)
1348                                 break;
1349                         
1350                         if (bytes > len)
1351                                 bytes = len;
1352
1353                         /*
1354                          * sorry...
1355                          */
1356                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1357                                             bytes)
1358                                 break;
1359
1360                         len -= bytes;
1361                         offset = 0;
1362                 }
1363
1364                 cur_page = j;
1365                 /*
1366                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1367                  */
1368                 while (j < page_limit)
1369                         page_cache_release(pages[j++]);
1370         }
1371
1372         kfree(pages);
1373
1374         /*
1375          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1376          */
1377         if (iter->type & WRITE)
1378                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1379
1380         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1381
1382         /*
1383          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1384          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1385          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1386          * reference to it
1387          */
1388         bio_get(bio);
1389         return bio;
1390
1391  out_unmap:
1392         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1393                 if (!pages[j])
1394                         break;
1395                 page_cache_release(pages[j]);
1396         }
1397  out:
1398         kfree(pages);
1399         bio_put(bio);
1400         return ERR_PTR(ret);
1401 }
1402
1403 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1404 {
1405         struct bio_vec *bvec;
1406         int i;
1407
1408         /*
1409          * make sure we dirty pages we wrote to
1410          */
1411         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1412                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1413                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1414
1415                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1416         }
1417
1418         bio_put(bio);
1419 }
1420
1421 /**
1422  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1423  *      @bio:           the bio being unmapped
1424  *
1425  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1426  *      a process context.
1427  *
1428  *      bio_unmap_user() may sleep.
1429  */
1430 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1431 {
1432         __bio_unmap_user(bio);
1433         bio_put(bio);
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1436
1437 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1438 {
1439         bio_put(bio);
1440 }
1441
1442 /**
1443  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1444  *      @q: the struct request_queue for the bio
1445  *      @data: pointer to buffer to map
1446  *      @len: length in bytes
1447  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1448  *
1449  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1450  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1451  */
1452 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1453                          gfp_t gfp_mask)
1454 {
1455         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1456         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1457         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1458         const int nr_pages = end - start;
1459         int offset, i;
1460         struct bio *bio;
1461
1462         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1463         if (!bio)
1464                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1465
1466         offset = offset_in_page(kaddr);
1467         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1468                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1469
1470                 if (len <= 0)
1471                         break;
1472
1473                 if (bytes > len)
1474                         bytes = len;
1475
1476                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1477                                     offset) < bytes) {
1478                         /* we don't support partial mappings */
1479                         bio_put(bio);
1480                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1481                 }
1482
1483                 data += bytes;
1484                 len -= bytes;
1485                 offset = 0;
1486         }
1487
1488         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1489         return bio;
1490 }
1491 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1492
1493 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1494 {
1495         bio_free_pages(bio);
1496         bio_put(bio);
1497 }
1498
1499 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio, int err)
1500 {
1501         char *p = bio->bi_private;
1502         struct bio_vec *bvec;
1503         int i;
1504
1505         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1506                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1507                 p += bvec->bv_len;
1508         }
1509
1510         bio_copy_kern_endio(bio, err);
1511 }
1512
1513 /**
1514  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1515  *      @q: the struct request_queue for the bio
1516  *      @data: pointer to buffer to copy
1517  *      @len: length in bytes
1518  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1519  *      @reading: data direction is READ
1520  *
1521  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1522  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1523  */
1524 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1525                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1526 {
1527         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1528         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1529         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1530         struct bio *bio;
1531         void *p = data;
1532         int nr_pages = 0;
1533
1534         /*
1535          * Overflow, abort
1536          */
1537         if (end < start)
1538                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1539
1540         nr_pages = end - start;
1541         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1542         if (!bio)
1543                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1544
1545         while (len) {
1546                 struct page *page;
1547                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1548
1549                 if (bytes > len)
1550                         bytes = len;
1551
1552                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1553                 if (!page)
1554                         goto cleanup;
1555
1556                 if (!reading)
1557                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1558
1559                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1560                         break;
1561
1562                 len -= bytes;
1563                 p += bytes;
1564         }
1565
1566         if (reading) {
1567                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1568                 bio->bi_private = data;
1569         } else {
1570                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1571                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1572         }
1573
1574         return bio;
1575
1576 cleanup:
1577         bio_free_pages(bio);
1578         bio_put(bio);
1579         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1580 }
1581 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1582
1583 /*
1584  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1585  * for performing direct-IO in BIOs.
1586  *
1587  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1588  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1589  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1590  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1591  * in process context.
1592  *
1593  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1594  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1595  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1596  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1597  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1598  *
1599  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1600  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1601  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1602  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1603  * pagecache.
1604  *
1605  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1606  * deferred bio dirtying paths.
1607  */
1608
1609 /*
1610  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1611  */
1612 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1613 {
1614         struct bio_vec *bvec;
1615         int i;
1616
1617         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1618                 struct page *page = bvec->bv_page;
1619
1620                 if (page && !PageCompound(page))
1621                         set_page_dirty_lock(page);
1622         }
1623 }
1624
1625 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1626 {
1627         struct bio_vec *bvec;
1628         int i;
1629
1630         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1631                 struct page *page = bvec->bv_page;
1632
1633                 if (page)
1634                         put_page(page);
1635         }
1636 }
1637
1638 /*
1639  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1640  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1641  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1642  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1643  *
1644  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1645  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1646  * run one bio_put() against the BIO.
1647  */
1648
1649 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1650
1651 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1652 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1653 static struct bio *bio_dirty_list;
1654
1655 /*
1656  * This runs in process context
1657  */
1658 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1659 {
1660         unsigned long flags;
1661         struct bio *bio;
1662
1663         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1664         bio = bio_dirty_list;
1665         bio_dirty_list = NULL;
1666         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1667
1668         while (bio) {
1669                 struct bio *next = bio->bi_private;
1670
1671                 bio_set_pages_dirty(bio);
1672                 bio_release_pages(bio);
1673                 bio_put(bio);
1674                 bio = next;
1675         }
1676 }
1677
1678 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1679 {
1680         struct bio_vec *bvec;
1681         int nr_clean_pages = 0;
1682         int i;
1683
1684         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1685                 struct page *page = bvec->bv_page;
1686
1687                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1688                         page_cache_release(page);
1689                         bvec->bv_page = NULL;
1690                 } else {
1691                         nr_clean_pages++;
1692                 }
1693         }
1694
1695         if (nr_clean_pages) {
1696                 unsigned long flags;
1697
1698                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1699                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1700                 bio_dirty_list = bio;
1701                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1702                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1703         } else {
1704                 bio_put(bio);
1705         }
1706 }
1707
1708 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1709                            struct hd_struct *part)
1710 {
1711         int cpu = part_stat_lock();
1712
1713         part_round_stats(cpu, part);
1714         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1715         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1716         part_inc_in_flight(part, rw);
1717
1718         part_stat_unlock();
1719 }
1720 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1721
1722 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1723                          unsigned long start_time)
1724 {
1725         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1726         int cpu = part_stat_lock();
1727
1728         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1729         part_round_stats(cpu, part);
1730         part_dec_in_flight(part, rw);
1731
1732         part_stat_unlock();
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1735
1736 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1737 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1738 {
1739         struct bio_vec bvec;
1740         struct bvec_iter iter;
1741
1742         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1743                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1744 }
1745 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1746 #endif
1747
1748 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1749 {
1750         /*
1751          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1752          * we always end io on the first invocation.
1753          */
1754         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1755                 return true;
1756
1757         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1758
1759         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining))
1760                 return true;
1761
1762         return false;
1763 }
1764
1765 /**
1766  * bio_endio - end I/O on a bio
1767  * @bio:        bio
1768  * @error:      error, if any
1769  *
1770  * Description:
1771  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1772  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1773  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1774  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1775  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1776  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1777  *   function.
1778  **/
1779 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1780 {
1781         while (bio) {
1782                 if (error)
1783                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1784                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1785                         error = -EIO;
1786
1787                 if (unlikely(!bio_remaining_done(bio)))
1788                         break;
1789
1790                 /*
1791                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1792                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1793                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1794                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1795                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1796                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1797                  */
1798                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1799                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1800                         bio_put(bio);
1801                         bio = parent;
1802                 } else {
1803                         if (bio->bi_end_io)
1804                                 bio->bi_end_io(bio, error);
1805                         bio = NULL;
1806                 }
1807         }
1808 }
1809 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1810
1811 /**
1812  * bio_endio_nodec - end I/O on a bio, without decrementing bi_remaining
1813  * @bio:        bio
1814  * @error:      error, if any
1815  *
1816  * For code that has saved and restored bi_end_io; thing hard before using this
1817  * function, probably you should've cloned the entire bio.
1818  **/
1819 void bio_endio_nodec(struct bio *bio, int error)
1820 {
1821         /*
1822          * If it's not flagged as a chain, we are not going to dec the count
1823          */
1824         if (bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1825                 bio_inc_remaining(bio);
1826
1827         bio_endio(bio, error);
1828 }
1829 EXPORT_SYMBOL(bio_endio_nodec);
1830
1831 /**
1832  * bio_split - split a bio
1833  * @bio:        bio to split
1834  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1835  * @gfp:        gfp mask
1836  * @bs:         bio set to allocate from
1837  *
1838  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1839  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1840  *
1841  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec; it is the caller's
1842  * responsibility to ensure that @bio is not freed before the split.
1843  */
1844 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1845                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1846 {
1847         struct bio *split = NULL;
1848
1849         BUG_ON(sectors <= 0);
1850         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1851
1852         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1853         if (!split)
1854                 return NULL;
1855
1856         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1857
1858         if (bio_integrity(split))
1859                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1860
1861         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1862
1863         return split;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1866
1867 /**
1868  * bio_trim - trim a bio
1869  * @bio:        bio to trim
1870  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1871  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1872  */
1873 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1874 {
1875         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1876          * the given offset and size.
1877          */
1878
1879         size <<= 9;
1880         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1881                 return;
1882
1883         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1884
1885         bio_advance(bio, offset << 9);
1886
1887         bio->bi_iter.bi_size = size;
1888 }
1889 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1890
1891 /*
1892  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1893  * use the global biovec slabs created for general use.
1894  */
1895 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1896 {
1897         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1898
1899         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1900 }
1901
1902 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1903 {
1904         if (bs->rescue_workqueue)
1905                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1906
1907         if (bs->bio_pool)
1908                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1909
1910         if (bs->bvec_pool)
1911                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1912
1913         bioset_integrity_free(bs);
1914         bio_put_slab(bs);
1915
1916         kfree(bs);
1917 }
1918 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1919
1920 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1921                                        unsigned int front_pad,
1922                                        bool create_bvec_pool)
1923 {
1924         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1925         struct bio_set *bs;
1926
1927         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1928         if (!bs)
1929                 return NULL;
1930
1931         bs->front_pad = front_pad;
1932
1933         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1934         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1935         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1936
1937         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1938         if (!bs->bio_slab) {
1939                 kfree(bs);
1940                 return NULL;
1941         }
1942
1943         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1944         if (!bs->bio_pool)
1945                 goto bad;
1946
1947         if (create_bvec_pool) {
1948                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1949                 if (!bs->bvec_pool)
1950                         goto bad;
1951         }
1952
1953         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1954         if (!bs->rescue_workqueue)
1955                 goto bad;
1956
1957         return bs;
1958 bad:
1959         bioset_free(bs);
1960         return NULL;
1961 }
1962
1963 /**
1964  * bioset_create  - Create a bio_set
1965  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1966  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1967  *
1968  * Description:
1969  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1970  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1971  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1972  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1973  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1974  *    or things will break badly.
1975  */
1976 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1977 {
1978         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1981
1982 /**
1983  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1984  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1985  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1986  *
1987  * Description:
1988  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1989  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1990  */
1991 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1992 {
1993         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1996
1997 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1998 /**
1999  * bio_associate_current - associate a bio with %current
2000  * @bio: target bio
2001  *
2002  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
2003  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
2004  * task actually issues it.
2005  *
2006  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
2007  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
2008  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
2009  * calls to this function.
2010  */
2011 int bio_associate_current(struct bio *bio)
2012 {
2013         struct io_context *ioc;
2014         struct cgroup_subsys_state *css;
2015
2016         if (bio->bi_ioc)
2017                 return -EBUSY;
2018
2019         ioc = current->io_context;
2020         if (!ioc)
2021                 return -ENOENT;
2022
2023         /* acquire active ref on @ioc and associate */
2024         get_io_context_active(ioc);
2025         bio->bi_ioc = ioc;
2026
2027         /* associate blkcg if exists */
2028         rcu_read_lock();
2029         css = task_css(current, blkio_cgrp_id);
2030         if (css && css_tryget_online(css))
2031                 bio->bi_css = css;
2032         rcu_read_unlock();
2033
2034         return 0;
2035 }
2036
2037 /**
2038  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2039  * @bio: target bio
2040  */
2041 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2042 {
2043         if (bio->bi_ioc) {
2044                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2045                 bio->bi_ioc = NULL;
2046         }
2047         if (bio->bi_css) {
2048                 css_put(bio->bi_css);
2049                 bio->bi_css = NULL;
2050         }
2051 }
2052
2053 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2054
2055 static void __init biovec_init_slabs(void)
2056 {
2057         int i;
2058
2059         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2060                 int size;
2061                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2062
2063                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2064                         bvs->slab = NULL;
2065                         continue;
2066                 }
2067
2068                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2069                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2070                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2071         }
2072 }
2073
2074 static int __init init_bio(void)
2075 {
2076         bio_slab_max = 2;
2077         bio_slab_nr = 0;
2078         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2079         if (!bio_slabs)
2080                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2081
2082         bio_integrity_init();
2083         biovec_init_slabs();
2084
2085         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2086         if (!fs_bio_set)
2087                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2088
2089         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2090                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2091
2092         return 0;
2093 }
2094 subsys_initcall(init_bio);