block: Abstract out bvec iterator
[linux-2.6-block.git] / fs / 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 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
32
33 #include <trace/events/block.h>
34
35 /*
36  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
37  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
38  */
39 #define BIO_INLINE_VECS         4
40
41 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
42
43 /*
44  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
45  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
46  * unsigned short
47  */
48 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
49 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
50         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
51 };
52 #undef BV
53
54 /*
55  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
56  * IO code that does not need private memory pools.
57  */
58 struct bio_set *fs_bio_set;
59 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
60
61 /*
62  * Our slab pool management
63  */
64 struct bio_slab {
65         struct kmem_cache *slab;
66         unsigned int slab_ref;
67         unsigned int slab_size;
68         char name[8];
69 };
70 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
71 static struct bio_slab *bio_slabs;
72 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
73
74 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
75 {
76         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
77         struct kmem_cache *slab = NULL;
78         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
79         unsigned int new_bio_slab_max;
80         unsigned int i, entry = -1;
81
82         mutex_lock(&bio_slab_lock);
83
84         i = 0;
85         while (i < bio_slab_nr) {
86                 bslab = &bio_slabs[i];
87
88                 if (!bslab->slab && entry == -1)
89                         entry = i;
90                 else if (bslab->slab_size == sz) {
91                         slab = bslab->slab;
92                         bslab->slab_ref++;
93                         break;
94                 }
95                 i++;
96         }
97
98         if (slab)
99                 goto out_unlock;
100
101         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
102                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
103                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
104                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
105                                          GFP_KERNEL);
106                 if (!new_bio_slabs)
107                         goto out_unlock;
108                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
109                 bio_slabs = new_bio_slabs;
110         }
111         if (entry == -1)
112                 entry = bio_slab_nr++;
113
114         bslab = &bio_slabs[entry];
115
116         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
117         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
118         if (!slab)
119                 goto out_unlock;
120
121         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
122         bslab->slab = slab;
123         bslab->slab_ref = 1;
124         bslab->slab_size = sz;
125 out_unlock:
126         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
127         return slab;
128 }
129
130 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
131 {
132         struct bio_slab *bslab = NULL;
133         unsigned int i;
134
135         mutex_lock(&bio_slab_lock);
136
137         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
138                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
139                         bslab = &bio_slabs[i];
140                         break;
141                 }
142         }
143
144         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
145                 goto out;
146
147         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
148
149         if (--bslab->slab_ref)
150                 goto out;
151
152         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
153         bslab->slab = NULL;
154
155 out:
156         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
157 }
158
159 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
160 {
161         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
162 }
163
164 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
165 {
166         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
167
168         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
169                 mempool_free(bv, pool);
170         else {
171                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
172
173                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
174         }
175 }
176
177 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
178                            mempool_t *pool)
179 {
180         struct bio_vec *bvl;
181
182         /*
183          * see comment near bvec_array define!
184          */
185         switch (nr) {
186         case 1:
187                 *idx = 0;
188                 break;
189         case 2 ... 4:
190                 *idx = 1;
191                 break;
192         case 5 ... 16:
193                 *idx = 2;
194                 break;
195         case 17 ... 64:
196                 *idx = 3;
197                 break;
198         case 65 ... 128:
199                 *idx = 4;
200                 break;
201         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
202                 *idx = 5;
203                 break;
204         default:
205                 return NULL;
206         }
207
208         /*
209          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
210          * 1-vec entry pool is mempool backed.
211          */
212         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
213 fallback:
214                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
215         } else {
216                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
217                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
218
219                 /*
220                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
221                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
222                  * in case of failure.
223                  */
224                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
225
226                 /*
227                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
228                  * is set, retry with the 1-entry mempool
229                  */
230                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
231                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
232                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
233                         goto fallback;
234                 }
235         }
236
237         return bvl;
238 }
239
240 static void __bio_free(struct bio *bio)
241 {
242         bio_disassociate_task(bio);
243
244         if (bio_integrity(bio))
245                 bio_integrity_free(bio);
246 }
247
248 static void bio_free(struct bio *bio)
249 {
250         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
251         void *p;
252
253         __bio_free(bio);
254
255         if (bs) {
256                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
257                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
258
259                 /*
260                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
261                  */
262                 p = bio;
263                 p -= bs->front_pad;
264
265                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
266         } else {
267                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
268                 kfree(bio);
269         }
270 }
271
272 void bio_init(struct bio *bio)
273 {
274         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
275         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
276         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
279
280 /**
281  * bio_reset - reinitialize a bio
282  * @bio:        bio to reset
283  *
284  * Description:
285  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
286  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
287  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
288  *   comment in struct bio.
289  */
290 void bio_reset(struct bio *bio)
291 {
292         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
293
294         __bio_free(bio);
295
296         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
297         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
300
301 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
302 {
303         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
304         struct bio *bio;
305
306         while (1) {
307                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
308                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
309                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
310
311                 if (!bio)
312                         break;
313
314                 generic_make_request(bio);
315         }
316 }
317
318 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
319 {
320         struct bio_list punt, nopunt;
321         struct bio *bio;
322
323         /*
324          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
325          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
326          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
327          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
328          * our own rescuer would be bad.
329          *
330          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
331          * remove from the middle of the list:
332          */
333
334         bio_list_init(&punt);
335         bio_list_init(&nopunt);
336
337         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
338                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
339
340         *current->bio_list = nopunt;
341
342         spin_lock(&bs->rescue_lock);
343         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
344         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
345
346         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
347 }
348
349 /**
350  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
351  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
352  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
353  * @bs:         the bio_set to allocate from.
354  *
355  * Description:
356  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
357  *   backed by the @bs's mempool.
358  *
359  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
360  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
361  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
362  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
363  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
364  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
365  *
366  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
367  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
368  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
369  *   stack overflows.
370  *
371  *   This would normally mean allocating multiple bios under
372  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
373  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
374  *   thread.
375  *
376  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
377  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
378  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
379  *   for per bio allocations.
380  *
381  *   RETURNS:
382  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
383  */
384 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
385 {
386         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
387         unsigned front_pad;
388         unsigned inline_vecs;
389         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
390         struct bio_vec *bvl = NULL;
391         struct bio *bio;
392         void *p;
393
394         if (!bs) {
395                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
396                         return NULL;
397
398                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
399                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
400                             gfp_mask);
401                 front_pad = 0;
402                 inline_vecs = nr_iovecs;
403         } else {
404                 /*
405                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
406                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
407                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
408                  * return.
409                  *
410                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
411                  * multiple bios from the same bio_set() while running
412                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
413                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
414                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
415                  * reserve.
416                  *
417                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
418                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
419                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
420                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
421                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
422                  * with the original gfp_flags.
423                  */
424
425                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
426                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
427
428                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
429                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
430                         punt_bios_to_rescuer(bs);
431                         gfp_mask = saved_gfp;
432                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
433                 }
434
435                 front_pad = bs->front_pad;
436                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
437         }
438
439         if (unlikely(!p))
440                 return NULL;
441
442         bio = p + front_pad;
443         bio_init(bio);
444
445         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
446                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
447                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
448                         punt_bios_to_rescuer(bs);
449                         gfp_mask = saved_gfp;
450                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
451                 }
452
453                 if (unlikely(!bvl))
454                         goto err_free;
455
456                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
457         } else if (nr_iovecs) {
458                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
459         }
460
461         bio->bi_pool = bs;
462         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
463         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
464         bio->bi_io_vec = bvl;
465         return bio;
466
467 err_free:
468         mempool_free(p, bs->bio_pool);
469         return NULL;
470 }
471 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
472
473 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
474 {
475         unsigned long flags;
476         struct bio_vec *bv;
477         int i;
478
479         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
480                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
481                 memset(data, 0, bv->bv_len);
482                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
483                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
484         }
485 }
486 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
487
488 /**
489  * bio_put - release a reference to a bio
490  * @bio:   bio to release reference to
491  *
492  * Description:
493  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
494  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
495  **/
496 void bio_put(struct bio *bio)
497 {
498         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
499
500         /*
501          * last put frees it
502          */
503         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
504                 bio_free(bio);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
507
508 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
509 {
510         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
511                 blk_recount_segments(q, bio);
512
513         return bio->bi_phys_segments;
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
516
517 /**
518  *      __bio_clone     -       clone a bio
519  *      @bio: destination bio
520  *      @bio_src: bio to clone
521  *
522  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
523  *      the actual data it points to. Reference count of returned
524  *      bio will be one.
525  */
526 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
527 {
528         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
529                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
530
531         /*
532          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
533          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
534          */
535         bio->bi_iter.bi_sector = bio_src->bi_iter.bi_sector;
536         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
537         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
538         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
539         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
540         bio->bi_iter.bi_size = bio_src->bi_iter.bi_size;
541         bio->bi_iter.bi_idx = bio_src->bi_iter.bi_idx;
542 }
543 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
544
545 /**
546  *      bio_clone_bioset -      clone a bio
547  *      @bio: bio to clone
548  *      @gfp_mask: allocation priority
549  *      @bs: bio_set to allocate from
550  *
551  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
552  */
553 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask,
554                              struct bio_set *bs)
555 {
556         struct bio *b;
557
558         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, bs);
559         if (!b)
560                 return NULL;
561
562         __bio_clone(b, bio);
563
564         if (bio_integrity(bio)) {
565                 int ret;
566
567                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
568
569                 if (ret < 0) {
570                         bio_put(b);
571                         return NULL;
572                 }
573         }
574
575         return b;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
578
579 /**
580  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
581  *      @bdev:  I/O target
582  *
583  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
584  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
585  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
586  *      on offset.
587  */
588 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
589 {
590         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
591         int nr_pages;
592
593         nr_pages = min_t(unsigned,
594                      queue_max_segments(q),
595                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
596
597         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
598
599 }
600 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
601
602 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
603                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
604                           unsigned int max_sectors)
605 {
606         int retried_segments = 0;
607         struct bio_vec *bvec;
608
609         /*
610          * cloned bio must not modify vec list
611          */
612         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
613                 return 0;
614
615         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
616                 return 0;
617
618         /*
619          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
620          * we will often be called with the same page as last time and
621          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
622          */
623         if (bio->bi_vcnt > 0) {
624                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
625
626                 if (page == prev->bv_page &&
627                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
628                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
629                         prev->bv_len += len;
630
631                         if (q->merge_bvec_fn) {
632                                 struct bvec_merge_data bvm = {
633                                         /* prev_bvec is already charged in
634                                            bi_size, discharge it in order to
635                                            simulate merging updated prev_bvec
636                                            as new bvec. */
637                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
638                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
639                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
640                                                 prev_bv_len,
641                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
642                                 };
643
644                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
645                                         prev->bv_len -= len;
646                                         return 0;
647                                 }
648                         }
649
650                         goto done;
651                 }
652         }
653
654         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
655                 return 0;
656
657         /*
658          * we might lose a segment or two here, but rather that than
659          * make this too complex.
660          */
661
662         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
663
664                 if (retried_segments)
665                         return 0;
666
667                 retried_segments = 1;
668                 blk_recount_segments(q, bio);
669         }
670
671         /*
672          * setup the new entry, we might clear it again later if we
673          * cannot add the page
674          */
675         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
676         bvec->bv_page = page;
677         bvec->bv_len = len;
678         bvec->bv_offset = offset;
679
680         /*
681          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
682          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
683          * queue to get further control
684          */
685         if (q->merge_bvec_fn) {
686                 struct bvec_merge_data bvm = {
687                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
688                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
689                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size,
690                         .bi_rw = bio->bi_rw,
691                 };
692
693                 /*
694                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
695                  * at this offset
696                  */
697                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
698                         bvec->bv_page = NULL;
699                         bvec->bv_len = 0;
700                         bvec->bv_offset = 0;
701                         return 0;
702                 }
703         }
704
705         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
706         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
707                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
708
709         bio->bi_vcnt++;
710         bio->bi_phys_segments++;
711  done:
712         bio->bi_iter.bi_size += len;
713         return len;
714 }
715
716 /**
717  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
718  *      @q: the target queue
719  *      @bio: destination bio
720  *      @page: page to add
721  *      @len: vec entry length
722  *      @offset: vec entry offset
723  *
724  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
725  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
726  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
727  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
728  *
729  *      This should only be used by REQ_PC bios.
730  */
731 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
732                     unsigned int len, unsigned int offset)
733 {
734         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
735                               queue_max_hw_sectors(q));
736 }
737 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
738
739 /**
740  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
741  *      @bio: destination bio
742  *      @page: page to add
743  *      @len: vec entry length
744  *      @offset: vec entry offset
745  *
746  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
747  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
748  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
749  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
750  */
751 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
752                  unsigned int offset)
753 {
754         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
755         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
756 }
757 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
758
759 struct submit_bio_ret {
760         struct completion event;
761         int error;
762 };
763
764 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
765 {
766         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
767
768         ret->error = error;
769         complete(&ret->event);
770 }
771
772 /**
773  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
774  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
775  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
776  *
777  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
778  * bio_endio() on failure.
779  */
780 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
781 {
782         struct submit_bio_ret ret;
783
784         rw |= REQ_SYNC;
785         init_completion(&ret.event);
786         bio->bi_private = &ret;
787         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
788         submit_bio(rw, bio);
789         wait_for_completion(&ret.event);
790
791         return ret.error;
792 }
793 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
794
795 /**
796  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
797  * @bio:        bio to advance
798  * @bytes:      number of bytes to complete
799  *
800  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
801  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
802  * be updated on the last bvec as well.
803  *
804  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
805  */
806 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
807 {
808         if (bio_integrity(bio))
809                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
810
811         bio->bi_iter.bi_sector += bytes >> 9;
812         bio->bi_iter.bi_size -= bytes;
813
814         if (bio->bi_rw & BIO_NO_ADVANCE_ITER_MASK)
815                 return;
816
817         while (bytes) {
818                 if (unlikely(bio->bi_iter.bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
819                         WARN_ONCE(1, "bio idx %d >= vcnt %d\n",
820                                   bio->bi_iter.bi_idx, bio->bi_vcnt);
821                         break;
822                 }
823
824                 if (bytes >= bio_iovec(bio)->bv_len) {
825                         bytes -= bio_iovec(bio)->bv_len;
826                         bio->bi_iter.bi_idx++;
827                 } else {
828                         bio_iovec(bio)->bv_len -= bytes;
829                         bio_iovec(bio)->bv_offset += bytes;
830                         bytes = 0;
831                 }
832         }
833 }
834 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
835
836 /**
837  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
838  * @bio: bio to allocate pages for
839  * @gfp_mask: flags for allocation
840  *
841  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
842  *
843  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
844  * freed.
845  */
846 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
847 {
848         int i;
849         struct bio_vec *bv;
850
851         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
852                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
853                 if (!bv->bv_page) {
854                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
855                                 __free_page(bv->bv_page);
856                         return -ENOMEM;
857                 }
858         }
859
860         return 0;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
863
864 /**
865  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
866  * another
867  * @src: source bio list
868  * @dst: destination bio list
869  *
870  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
871  * @src and @dst as linked lists of bios.
872  *
873  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
874  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
875  */
876 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
877 {
878         struct bio_vec *src_bv, *dst_bv;
879         unsigned src_offset, dst_offset, bytes;
880         void *src_p, *dst_p;
881
882         src_bv = bio_iovec(src);
883         dst_bv = bio_iovec(dst);
884
885         src_offset = src_bv->bv_offset;
886         dst_offset = dst_bv->bv_offset;
887
888         while (1) {
889                 if (src_offset == src_bv->bv_offset + src_bv->bv_len) {
890                         src_bv++;
891                         if (src_bv == bio_iovec_idx(src, src->bi_vcnt)) {
892                                 src = src->bi_next;
893                                 if (!src)
894                                         break;
895
896                                 src_bv = bio_iovec(src);
897                         }
898
899                         src_offset = src_bv->bv_offset;
900                 }
901
902                 if (dst_offset == dst_bv->bv_offset + dst_bv->bv_len) {
903                         dst_bv++;
904                         if (dst_bv == bio_iovec_idx(dst, dst->bi_vcnt)) {
905                                 dst = dst->bi_next;
906                                 if (!dst)
907                                         break;
908
909                                 dst_bv = bio_iovec(dst);
910                         }
911
912                         dst_offset = dst_bv->bv_offset;
913                 }
914
915                 bytes = min(dst_bv->bv_offset + dst_bv->bv_len - dst_offset,
916                             src_bv->bv_offset + src_bv->bv_len - src_offset);
917
918                 src_p = kmap_atomic(src_bv->bv_page);
919                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv->bv_page);
920
921                 memcpy(dst_p + dst_offset,
922                        src_p + src_offset,
923                        bytes);
924
925                 kunmap_atomic(dst_p);
926                 kunmap_atomic(src_p);
927
928                 src_offset += bytes;
929                 dst_offset += bytes;
930         }
931 }
932 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
933
934 struct bio_map_data {
935         struct bio_vec *iovecs;
936         struct sg_iovec *sgvecs;
937         int nr_sgvecs;
938         int is_our_pages;
939 };
940
941 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
942                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
943                              int is_our_pages)
944 {
945         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
946         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
947         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
948         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
949         bio->bi_private = bmd;
950 }
951
952 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
953 {
954         kfree(bmd->iovecs);
955         kfree(bmd->sgvecs);
956         kfree(bmd);
957 }
958
959 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
960                                                unsigned int iov_count,
961                                                gfp_t gfp_mask)
962 {
963         struct bio_map_data *bmd;
964
965         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
966                 return NULL;
967
968         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
969         if (!bmd)
970                 return NULL;
971
972         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
973         if (!bmd->iovecs) {
974                 kfree(bmd);
975                 return NULL;
976         }
977
978         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
979         if (bmd->sgvecs)
980                 return bmd;
981
982         kfree(bmd->iovecs);
983         kfree(bmd);
984         return NULL;
985 }
986
987 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
988                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
989                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
990 {
991         int ret = 0, i;
992         struct bio_vec *bvec;
993         int iov_idx = 0;
994         unsigned int iov_off = 0;
995
996         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
997                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
998                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
999
1000                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
1001                         unsigned int bytes;
1002                         char __user *iov_addr;
1003
1004                         bytes = min_t(unsigned int,
1005                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1006                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1007
1008                         if (!ret) {
1009                                 if (to_user)
1010                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1011                                                            bytes);
1012
1013                                 if (from_user)
1014                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1015                                                              bytes);
1016
1017                                 if (ret)
1018                                         ret = -EFAULT;
1019                         }
1020
1021                         bv_len -= bytes;
1022                         bv_addr += bytes;
1023                         iov_addr += bytes;
1024                         iov_off += bytes;
1025
1026                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1027                                 iov_idx++;
1028                                 iov_off = 0;
1029                         }
1030                 }
1031
1032                 if (do_free_page)
1033                         __free_page(bvec->bv_page);
1034         }
1035
1036         return ret;
1037 }
1038
1039 /**
1040  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1041  *      @bio: bio being terminated
1042  *
1043  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
1044  *      to user space in case of a read.
1045  */
1046 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1047 {
1048         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1049         struct bio_vec *bvec;
1050         int ret = 0, i;
1051
1052         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1053                 /*
1054                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1055                  * don't copy into a random user address space, just free.
1056                  */
1057                 if (current->mm)
1058                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
1059                                              bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
1060                                              0, bmd->is_our_pages);
1061                 else if (bmd->is_our_pages)
1062                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1063                                 __free_page(bvec->bv_page);
1064         }
1065         bio_free_map_data(bmd);
1066         bio_put(bio);
1067         return ret;
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1070
1071 /**
1072  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1073  *      @q: destination block queue
1074  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1075  *      @iov:   the iovec.
1076  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1077  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1078  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1079  *
1080  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1081  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1082  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1083  */
1084 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1085                               struct rq_map_data *map_data,
1086                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1087                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1088 {
1089         struct bio_map_data *bmd;
1090         struct bio_vec *bvec;
1091         struct page *page;
1092         struct bio *bio;
1093         int i, ret;
1094         int nr_pages = 0;
1095         unsigned int len = 0;
1096         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1097
1098         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1099                 unsigned long uaddr;
1100                 unsigned long end;
1101                 unsigned long start;
1102
1103                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1104                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1105                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1106
1107                 /*
1108                  * Overflow, abort
1109                  */
1110                 if (end < start)
1111                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1112
1113                 nr_pages += end - start;
1114                 len += iov[i].iov_len;
1115         }
1116
1117         if (offset)
1118                 nr_pages++;
1119
1120         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1121         if (!bmd)
1122                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1123
1124         ret = -ENOMEM;
1125         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1126         if (!bio)
1127                 goto out_bmd;
1128
1129         if (!write_to_vm)
1130                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1131
1132         ret = 0;
1133
1134         if (map_data) {
1135                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1136                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1137         }
1138         while (len) {
1139                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1140
1141                 bytes -= offset;
1142
1143                 if (bytes > len)
1144                         bytes = len;
1145
1146                 if (map_data) {
1147                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1148                                 ret = -ENOMEM;
1149                                 break;
1150                         }
1151
1152                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1153                         page += (i % nr_pages);
1154
1155                         i++;
1156                 } else {
1157                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1158                         if (!page) {
1159                                 ret = -ENOMEM;
1160                                 break;
1161                         }
1162                 }
1163
1164                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1165                         break;
1166
1167                 len -= bytes;
1168                 offset = 0;
1169         }
1170
1171         if (ret)
1172                 goto cleanup;
1173
1174         /*
1175          * success
1176          */
1177         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1178             (map_data && map_data->from_user)) {
1179                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1180                 if (ret)
1181                         goto cleanup;
1182         }
1183
1184         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1185         return bio;
1186 cleanup:
1187         if (!map_data)
1188                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1189                         __free_page(bvec->bv_page);
1190
1191         bio_put(bio);
1192 out_bmd:
1193         bio_free_map_data(bmd);
1194         return ERR_PTR(ret);
1195 }
1196
1197 /**
1198  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1199  *      @q: destination block queue
1200  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1201  *      @uaddr: start of user address
1202  *      @len: length in bytes
1203  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1204  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1205  *
1206  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1207  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1208  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1209  */
1210 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1211                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1212                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1213 {
1214         struct sg_iovec iov;
1215
1216         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1217         iov.iov_len = len;
1218
1219         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1220 }
1221 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1222
1223 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1224                                       struct block_device *bdev,
1225                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1226                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1227 {
1228         int i, j;
1229         int nr_pages = 0;
1230         struct page **pages;
1231         struct bio *bio;
1232         int cur_page = 0;
1233         int ret, offset;
1234
1235         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1236                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1237                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1238                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1239                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1240
1241                 /*
1242                  * Overflow, abort
1243                  */
1244                 if (end < start)
1245                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1246
1247                 nr_pages += end - start;
1248                 /*
1249                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1250                  */
1251                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1253         }
1254
1255         if (!nr_pages)
1256                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1257
1258         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1259         if (!bio)
1260                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1261
1262         ret = -ENOMEM;
1263         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1264         if (!pages)
1265                 goto out;
1266
1267         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1268                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1269                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1270                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1271                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1272                 const int local_nr_pages = end - start;
1273                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1274
1275                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1276                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1277                 if (ret < local_nr_pages) {
1278                         ret = -EFAULT;
1279                         goto out_unmap;
1280                 }
1281
1282                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1283                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1284                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1285
1286                         if (len <= 0)
1287                                 break;
1288                         
1289                         if (bytes > len)
1290                                 bytes = len;
1291
1292                         /*
1293                          * sorry...
1294                          */
1295                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1296                                             bytes)
1297                                 break;
1298
1299                         len -= bytes;
1300                         offset = 0;
1301                 }
1302
1303                 cur_page = j;
1304                 /*
1305                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1306                  */
1307                 while (j < page_limit)
1308                         page_cache_release(pages[j++]);
1309         }
1310
1311         kfree(pages);
1312
1313         /*
1314          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1315          */
1316         if (!write_to_vm)
1317                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1318
1319         bio->bi_bdev = bdev;
1320         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1321         return bio;
1322
1323  out_unmap:
1324         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1325                 if(!pages[i])
1326                         break;
1327                 page_cache_release(pages[i]);
1328         }
1329  out:
1330         kfree(pages);
1331         bio_put(bio);
1332         return ERR_PTR(ret);
1333 }
1334
1335 /**
1336  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1337  *      @q: the struct request_queue for the bio
1338  *      @bdev: destination block device
1339  *      @uaddr: start of user address
1340  *      @len: length in bytes
1341  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1342  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1343  *
1344  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1345  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1346  */
1347 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1348                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1349                          gfp_t gfp_mask)
1350 {
1351         struct sg_iovec iov;
1352
1353         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1354         iov.iov_len = len;
1355
1356         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1357 }
1358 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1359
1360 /**
1361  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1362  *      @q: the struct request_queue for the bio
1363  *      @bdev: destination block device
1364  *      @iov:   the iovec.
1365  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1366  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1367  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1368  *
1369  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1370  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1371  */
1372 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1373                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1374                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1375 {
1376         struct bio *bio;
1377
1378         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1379                                  gfp_mask);
1380         if (IS_ERR(bio))
1381                 return bio;
1382
1383         /*
1384          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1385          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1386          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1387          * reference to it
1388          */
1389         bio_get(bio);
1390
1391         return bio;
1392 }
1393
1394 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1395 {
1396         struct bio_vec *bvec;
1397         int i;
1398
1399         /*
1400          * make sure we dirty pages we wrote to
1401          */
1402         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1403                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1404                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1405
1406                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1407         }
1408
1409         bio_put(bio);
1410 }
1411
1412 /**
1413  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1414  *      @bio:           the bio being unmapped
1415  *
1416  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1417  *      a process context.
1418  *
1419  *      bio_unmap_user() may sleep.
1420  */
1421 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1422 {
1423         __bio_unmap_user(bio);
1424         bio_put(bio);
1425 }
1426 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1427
1428 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1429 {
1430         bio_put(bio);
1431 }
1432
1433 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1434                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1435 {
1436         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1437         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1438         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1439         const int nr_pages = end - start;
1440         int offset, i;
1441         struct bio *bio;
1442
1443         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1444         if (!bio)
1445                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1446
1447         offset = offset_in_page(kaddr);
1448         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1449                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1450
1451                 if (len <= 0)
1452                         break;
1453
1454                 if (bytes > len)
1455                         bytes = len;
1456
1457                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1458                                     offset) < bytes)
1459                         break;
1460
1461                 data += bytes;
1462                 len -= bytes;
1463                 offset = 0;
1464         }
1465
1466         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1467         return bio;
1468 }
1469
1470 /**
1471  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1472  *      @q: the struct request_queue for the bio
1473  *      @data: pointer to buffer to map
1474  *      @len: length in bytes
1475  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1476  *
1477  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1478  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1479  */
1480 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1481                          gfp_t gfp_mask)
1482 {
1483         struct bio *bio;
1484
1485         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1486         if (IS_ERR(bio))
1487                 return bio;
1488
1489         if (bio->bi_iter.bi_size == len)
1490                 return bio;
1491
1492         /*
1493          * Don't support partial mappings.
1494          */
1495         bio_put(bio);
1496         return ERR_PTR(-EINVAL);
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1499
1500 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1501 {
1502         struct bio_vec *bvec;
1503         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1504         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1505         int i;
1506         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1507
1508         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1509                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1510                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1511
1512                 if (read)
1513                         memcpy(p, addr, len);
1514
1515                 __free_page(bvec->bv_page);
1516                 p += len;
1517         }
1518
1519         bio_free_map_data(bmd);
1520         bio_put(bio);
1521 }
1522
1523 /**
1524  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1525  *      @q: the struct request_queue for the bio
1526  *      @data: pointer to buffer to copy
1527  *      @len: length in bytes
1528  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1529  *      @reading: data direction is READ
1530  *
1531  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1532  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1533  */
1534 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1535                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1536 {
1537         struct bio *bio;
1538         struct bio_vec *bvec;
1539         int i;
1540
1541         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1542         if (IS_ERR(bio))
1543                 return bio;
1544
1545         if (!reading) {
1546                 void *p = data;
1547
1548                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1549                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1550
1551                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1552                         p += bvec->bv_len;
1553                 }
1554         }
1555
1556         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1557
1558         return bio;
1559 }
1560 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1561
1562 /*
1563  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1564  * for performing direct-IO in BIOs.
1565  *
1566  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1567  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1568  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1569  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1570  * in process context.
1571  *
1572  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1573  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1574  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1575  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1576  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1577  *
1578  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1579  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1580  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1581  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1582  * pagecache.
1583  *
1584  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1585  * deferred bio dirtying paths.
1586  */
1587
1588 /*
1589  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1590  */
1591 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1592 {
1593         struct bio_vec *bvec;
1594         int i;
1595
1596         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1597                 struct page *page = bvec->bv_page;
1598
1599                 if (page && !PageCompound(page))
1600                         set_page_dirty_lock(page);
1601         }
1602 }
1603
1604 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1605 {
1606         struct bio_vec *bvec;
1607         int i;
1608
1609         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1610                 struct page *page = bvec->bv_page;
1611
1612                 if (page)
1613                         put_page(page);
1614         }
1615 }
1616
1617 /*
1618  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1619  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1620  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1621  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1622  *
1623  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1624  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1625  * run one bio_put() against the BIO.
1626  */
1627
1628 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1629
1630 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1631 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1632 static struct bio *bio_dirty_list;
1633
1634 /*
1635  * This runs in process context
1636  */
1637 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1638 {
1639         unsigned long flags;
1640         struct bio *bio;
1641
1642         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1643         bio = bio_dirty_list;
1644         bio_dirty_list = NULL;
1645         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1646
1647         while (bio) {
1648                 struct bio *next = bio->bi_private;
1649
1650                 bio_set_pages_dirty(bio);
1651                 bio_release_pages(bio);
1652                 bio_put(bio);
1653                 bio = next;
1654         }
1655 }
1656
1657 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1658 {
1659         struct bio_vec *bvec;
1660         int nr_clean_pages = 0;
1661         int i;
1662
1663         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1664                 struct page *page = bvec->bv_page;
1665
1666                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1667                         page_cache_release(page);
1668                         bvec->bv_page = NULL;
1669                 } else {
1670                         nr_clean_pages++;
1671                 }
1672         }
1673
1674         if (nr_clean_pages) {
1675                 unsigned long flags;
1676
1677                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1678                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1679                 bio_dirty_list = bio;
1680                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1681                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1682         } else {
1683                 bio_put(bio);
1684         }
1685 }
1686
1687 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1688 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1689 {
1690         int i;
1691         struct bio_vec *bvec;
1692
1693         bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
1694                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
1695 }
1696 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1697 #endif
1698
1699 /**
1700  * bio_endio - end I/O on a bio
1701  * @bio:        bio
1702  * @error:      error, if any
1703  *
1704  * Description:
1705  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1706  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1707  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1708  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1709  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1710  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1711  *   function.
1712  **/
1713 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1714 {
1715         if (error)
1716                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1717         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1718                 error = -EIO;
1719
1720         if (bio->bi_end_io)
1721                 bio->bi_end_io(bio, error);
1722 }
1723 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1724
1725 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1726 {
1727         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1728                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1729
1730                 bio_endio(master, bp->error);
1731                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1732         }
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1735
1736 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1737 {
1738         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1739
1740         if (err)
1741                 bp->error = err;
1742
1743         bio_pair_release(bp);
1744 }
1745
1746 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1747 {
1748         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1749
1750         if (err)
1751                 bp->error = err;
1752
1753         bio_pair_release(bp);
1754 }
1755
1756 /*
1757  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1758  */
1759 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1760 {
1761         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1762
1763         if (!bp)
1764                 return bp;
1765
1766         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1767                                 bi->bi_iter.bi_sector + first_sectors);
1768
1769         BUG_ON(bio_segments(bi) > 1);
1770         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1771         bp->error = 0;
1772         bp->bio1 = *bi;
1773         bp->bio2 = *bi;
1774         bp->bio2.bi_iter.bi_sector += first_sectors;
1775         bp->bio2.bi_iter.bi_size -= first_sectors << 9;
1776         bp->bio1.bi_iter.bi_size = first_sectors << 9;
1777
1778         if (bi->bi_vcnt != 0) {
1779                 bp->bv1 = *bio_iovec(bi);
1780                 bp->bv2 = *bio_iovec(bi);
1781
1782                 if (bio_is_rw(bi)) {
1783                         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1784                         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1785                         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1786                 }
1787
1788                 bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1789                 bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1790
1791                 bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1792                 bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1793         }
1794
1795         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1796         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1797
1798         bp->bio1.bi_private = bi;
1799         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1800
1801         if (bio_integrity(bi))
1802                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1803
1804         return bp;
1805 }
1806 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1807
1808 /**
1809  * bio_trim - trim a bio
1810  * @bio:        bio to trim
1811  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1812  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1813  */
1814 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1815 {
1816         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1817          * the given offset and size.
1818          * This requires adjusting bi_sector, bi_size, and bi_io_vec
1819          */
1820         int i;
1821         struct bio_vec *bvec;
1822         int sofar = 0;
1823
1824         size <<= 9;
1825         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1826                 return;
1827
1828         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1829
1830         bio_advance(bio, offset << 9);
1831
1832         bio->bi_iter.bi_size = size;
1833
1834         /* avoid any complications with bi_idx being non-zero*/
1835         if (bio->bi_iter.bi_idx) {
1836                 memmove(bio->bi_io_vec, bio->bi_io_vec+bio->bi_iter.bi_idx,
1837                         (bio->bi_vcnt - bio->bi_iter.bi_idx) *
1838                         sizeof(struct bio_vec));
1839                 bio->bi_vcnt -= bio->bi_iter.bi_idx;
1840                 bio->bi_iter.bi_idx = 0;
1841         }
1842         /* Make sure vcnt and last bv are not too big */
1843         bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1844                 if (sofar + bvec->bv_len > size)
1845                         bvec->bv_len = size - sofar;
1846                 if (bvec->bv_len == 0) {
1847                         bio->bi_vcnt = i;
1848                         break;
1849                 }
1850                 sofar += bvec->bv_len;
1851         }
1852 }
1853 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1854
1855 /**
1856  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1857  *      @bio:           bio to inspect
1858  *      @index:         bio_vec index
1859  *      @offset:        offset in bv_page
1860  *
1861  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1862  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1863  *      within that vector's page.
1864  */
1865 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1866                            unsigned int offset)
1867 {
1868         unsigned int sector_sz;
1869         struct bio_vec *bv;
1870         sector_t sectors;
1871         int i;
1872
1873         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1874         sectors = 0;
1875
1876         if (index >= bio->bi_iter.bi_idx)
1877                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1878
1879         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
1880                 if (i == index) {
1881                         if (offset > bv->bv_offset)
1882                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1883                         break;
1884                 }
1885
1886                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1887         }
1888
1889         return sectors;
1890 }
1891 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1892
1893 /*
1894  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1895  * use the global biovec slabs created for general use.
1896  */
1897 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1898 {
1899         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1900
1901         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1902 }
1903
1904 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1905 {
1906         if (bs->rescue_workqueue)
1907                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1908
1909         if (bs->bio_pool)
1910                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1911
1912         if (bs->bvec_pool)
1913                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1914
1915         bioset_integrity_free(bs);
1916         bio_put_slab(bs);
1917
1918         kfree(bs);
1919 }
1920 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1921
1922 /**
1923  * bioset_create  - Create a bio_set
1924  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1925  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1926  *
1927  * Description:
1928  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1929  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1930  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1931  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1932  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1933  *    or things will break badly.
1934  */
1935 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1936 {
1937         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1938         struct bio_set *bs;
1939
1940         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1941         if (!bs)
1942                 return NULL;
1943
1944         bs->front_pad = front_pad;
1945
1946         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1947         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1948         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1949
1950         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1951         if (!bs->bio_slab) {
1952                 kfree(bs);
1953                 return NULL;
1954         }
1955
1956         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1957         if (!bs->bio_pool)
1958                 goto bad;
1959
1960         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1961         if (!bs->bvec_pool)
1962                 goto bad;
1963
1964         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1965         if (!bs->rescue_workqueue)
1966                 goto bad;
1967
1968         return bs;
1969 bad:
1970         bioset_free(bs);
1971         return NULL;
1972 }
1973 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1974
1975 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1976 /**
1977  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1978  * @bio: target bio
1979  *
1980  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1981  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1982  * task actually issues it.
1983  *
1984  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1985  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1986  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1987  * calls to this function.
1988  */
1989 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1990 {
1991         struct io_context *ioc;
1992         struct cgroup_subsys_state *css;
1993
1994         if (bio->bi_ioc)
1995                 return -EBUSY;
1996
1997         ioc = current->io_context;
1998         if (!ioc)
1999                 return -ENOENT;
2000
2001         /* acquire active ref on @ioc and associate */
2002         get_io_context_active(ioc);
2003         bio->bi_ioc = ioc;
2004
2005         /* associate blkcg if exists */
2006         rcu_read_lock();
2007         css = task_css(current, blkio_subsys_id);
2008         if (css && css_tryget(css))
2009                 bio->bi_css = css;
2010         rcu_read_unlock();
2011
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 /**
2016  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2017  * @bio: target bio
2018  */
2019 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2020 {
2021         if (bio->bi_ioc) {
2022                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2023                 bio->bi_ioc = NULL;
2024         }
2025         if (bio->bi_css) {
2026                 css_put(bio->bi_css);
2027                 bio->bi_css = NULL;
2028         }
2029 }
2030
2031 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2032
2033 static void __init biovec_init_slabs(void)
2034 {
2035         int i;
2036
2037         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2038                 int size;
2039                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2040
2041                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2042                         bvs->slab = NULL;
2043                         continue;
2044                 }
2045
2046                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2047                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2048                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2049         }
2050 }
2051
2052 static int __init init_bio(void)
2053 {
2054         bio_slab_max = 2;
2055         bio_slab_nr = 0;
2056         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2057         if (!bio_slabs)
2058                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2059
2060         bio_integrity_init();
2061         biovec_init_slabs();
2062
2063         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2064         if (!fs_bio_set)
2065                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2066
2067         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2068                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2069
2070         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
2071                                                      sizeof(struct bio_pair));
2072         if (!bio_split_pool)
2073                 panic("bio: can't create split pool\n");
2074
2075         return 0;
2076 }
2077 subsys_initcall(init_bio);