]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - block/bio.c
block: don't unecessarily clobber bi_error for chained bios
[karo-tx-linux.git] / block / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31
32 #include <trace/events/block.h>
33
34 /*
35  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
36  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
37  */
38 #define BIO_INLINE_VECS         4
39
40 /*
41  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
42  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
43  * unsigned short
44  */
45 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
46 static struct biovec_slab bvec_slabs[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_DIRECT_RECLAIM | __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_DIRECT_RECLAIM
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_DIRECT_RECLAIM))) {
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         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
273         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
274 }
275 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
276
277 /**
278  * bio_reset - reinitialize a bio
279  * @bio:        bio to reset
280  *
281  * Description:
282  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
283  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
284  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
285  *   comment in struct bio.
286  */
287 void bio_reset(struct bio *bio)
288 {
289         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
290
291         __bio_free(bio);
292
293         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
294         bio->bi_flags = flags;
295         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
296 }
297 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
298
299 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
300 {
301         struct bio *parent = bio->bi_private;
302
303         if (!parent->bi_error)
304                 parent->bi_error = bio->bi_error;
305         bio_endio(parent);
306         bio_put(bio);
307 }
308
309 /*
310  * Increment chain count for the bio. Make sure the CHAIN flag update
311  * is visible before the raised count.
312  */
313 static inline void bio_inc_remaining(struct bio *bio)
314 {
315         bio_set_flag(bio, BIO_CHAIN);
316         smp_mb__before_atomic();
317         atomic_inc(&bio->__bi_remaining);
318 }
319
320 /**
321  * bio_chain - chain bio completions
322  * @bio: the target bio
323  * @parent: the @bio's parent bio
324  *
325  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
326  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
327  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
328  *
329  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
330  */
331 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
332 {
333         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
334
335         bio->bi_private = parent;
336         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
337         bio_inc_remaining(parent);
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
340
341 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
342 {
343         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
344         struct bio *bio;
345
346         while (1) {
347                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
348                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
349                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
350
351                 if (!bio)
352                         break;
353
354                 generic_make_request(bio);
355         }
356 }
357
358 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
359 {
360         struct bio_list punt, nopunt;
361         struct bio *bio;
362
363         /*
364          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
365          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
366          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
367          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
368          * our own rescuer would be bad.
369          *
370          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
371          * remove from the middle of the list:
372          */
373
374         bio_list_init(&punt);
375         bio_list_init(&nopunt);
376
377         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
378                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
379
380         *current->bio_list = nopunt;
381
382         spin_lock(&bs->rescue_lock);
383         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
384         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
385
386         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
387 }
388
389 /**
390  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
391  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
392  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
393  * @bs:         the bio_set to allocate from.
394  *
395  * Description:
396  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
397  *   backed by the @bs's mempool.
398  *
399  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
400  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
401  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
402  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
403  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
404  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
405  *
406  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
407  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
408  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
409  *   stack overflows.
410  *
411  *   This would normally mean allocating multiple bios under
412  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
413  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
414  *   thread.
415  *
416  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
417  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
418  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
419  *   for per bio allocations.
420  *
421  *   RETURNS:
422  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
423  */
424 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
425 {
426         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
427         unsigned front_pad;
428         unsigned inline_vecs;
429         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
430         struct bio_vec *bvl = NULL;
431         struct bio *bio;
432         void *p;
433
434         if (!bs) {
435                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
436                         return NULL;
437
438                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
439                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
440                             gfp_mask);
441                 front_pad = 0;
442                 inline_vecs = nr_iovecs;
443         } else {
444                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
445                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
446                         return NULL;
447                 /*
448                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
449                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
450                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
451                  * return.
452                  *
453                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
454                  * multiple bios from the same bio_set() while running
455                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
456                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
457                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
458                  * reserve.
459                  *
460                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
461                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
462                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
463                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
464                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
465                  * we retry with the original gfp_flags.
466                  */
467
468                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
469                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
470
471                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
472                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
473                         punt_bios_to_rescuer(bs);
474                         gfp_mask = saved_gfp;
475                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
476                 }
477
478                 front_pad = bs->front_pad;
479                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
480         }
481
482         if (unlikely(!p))
483                 return NULL;
484
485         bio = p + front_pad;
486         bio_init(bio);
487
488         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
489                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
490                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
491                         punt_bios_to_rescuer(bs);
492                         gfp_mask = saved_gfp;
493                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
494                 }
495
496                 if (unlikely(!bvl))
497                         goto err_free;
498
499                 bio_set_flag(bio, BIO_OWNS_VEC);
500         } else if (nr_iovecs) {
501                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
502         }
503
504         bio->bi_pool = bs;
505         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
506         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
507         bio->bi_io_vec = bvl;
508         return bio;
509
510 err_free:
511         mempool_free(p, bs->bio_pool);
512         return NULL;
513 }
514 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
515
516 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
517 {
518         unsigned long flags;
519         struct bio_vec bv;
520         struct bvec_iter iter;
521
522         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
523                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
524                 memset(data, 0, bv.bv_len);
525                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
526                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
527         }
528 }
529 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
530
531 /**
532  * bio_put - release a reference to a bio
533  * @bio:   bio to release reference to
534  *
535  * Description:
536  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
537  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
538  **/
539 void bio_put(struct bio *bio)
540 {
541         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
542                 bio_free(bio);
543         else {
544                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
545
546                 /*
547                  * last put frees it
548                  */
549                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
550                         bio_free(bio);
551         }
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
554
555 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
556 {
557         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
558                 blk_recount_segments(q, bio);
559
560         return bio->bi_phys_segments;
561 }
562 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
563
564 /**
565  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
566  *      @bio: destination bio
567  *      @bio_src: bio to clone
568  *
569  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
570  *      the actual data it points to. Reference count of returned
571  *      bio will be one.
572  *
573  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
574  */
575 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
576 {
577         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
578
579         /*
580          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
581          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
582          */
583         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
584         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
585         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
586         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
587         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
588 }
589 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
590
591 /**
592  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
593  *      @bio: bio to clone
594  *      @gfp_mask: allocation priority
595  *      @bs: bio_set to allocate from
596  *
597  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
598  */
599 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
600 {
601         struct bio *b;
602
603         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
604         if (!b)
605                 return NULL;
606
607         __bio_clone_fast(b, bio);
608
609         if (bio_integrity(bio)) {
610                 int ret;
611
612                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
613
614                 if (ret < 0) {
615                         bio_put(b);
616                         return NULL;
617                 }
618         }
619
620         return b;
621 }
622 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
623
624 /**
625  *      bio_clone_bioset - clone a bio
626  *      @bio_src: bio to clone
627  *      @gfp_mask: allocation priority
628  *      @bs: bio_set to allocate from
629  *
630  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
631  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
632  */
633 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
634                              struct bio_set *bs)
635 {
636         struct bvec_iter iter;
637         struct bio_vec bv;
638         struct bio *bio;
639
640         /*
641          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
642          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
643          *
644          * We can't do that anymore, because:
645          *
646          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
647          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
648          *
649          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
650          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
651          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
652          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
653          *
654          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
655          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
656          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
657          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
658          *    asking for trouble and would force extra work on
659          *    __bio_clone_fast() anyways.
660          */
661
662         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
663         if (!bio)
664                 return NULL;
665
666         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
667         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
668         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
669         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
670
671         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
672                 goto integrity_clone;
673
674         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
675                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
676                 goto integrity_clone;
677         }
678
679         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
680                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
681
682 integrity_clone:
683         if (bio_integrity(bio_src)) {
684                 int ret;
685
686                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
687                 if (ret < 0) {
688                         bio_put(bio);
689                         return NULL;
690                 }
691         }
692
693         return bio;
694 }
695 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
696
697 /**
698  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
699  *      @q: the target queue
700  *      @bio: destination bio
701  *      @page: page to add
702  *      @len: vec entry length
703  *      @offset: vec entry offset
704  *
705  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
706  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
707  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
708  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
709  *
710  *      This should only be used by REQ_PC bios.
711  */
712 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
713                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
714 {
715         int retried_segments = 0;
716         struct bio_vec *bvec;
717
718         /*
719          * cloned bio must not modify vec list
720          */
721         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
722                 return 0;
723
724         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
725                 return 0;
726
727         /*
728          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
729          * we will often be called with the same page as last time and
730          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
731          */
732         if (bio->bi_vcnt > 0) {
733                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
734
735                 if (page == prev->bv_page &&
736                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
737                         prev->bv_len += len;
738                         bio->bi_iter.bi_size += len;
739                         goto done;
740                 }
741
742                 /*
743                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
744                  * offset would create a gap, disallow it.
745                  */
746                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
747                         return 0;
748         }
749
750         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
751                 return 0;
752
753         /*
754          * setup the new entry, we might clear it again later if we
755          * cannot add the page
756          */
757         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
758         bvec->bv_page = page;
759         bvec->bv_len = len;
760         bvec->bv_offset = offset;
761         bio->bi_vcnt++;
762         bio->bi_phys_segments++;
763         bio->bi_iter.bi_size += len;
764
765         /*
766          * Perform a recount if the number of segments is greater
767          * than queue_max_segments(q).
768          */
769
770         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
771
772                 if (retried_segments)
773                         goto failed;
774
775                 retried_segments = 1;
776                 blk_recount_segments(q, bio);
777         }
778
779         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
780         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
781                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
782
783  done:
784         return len;
785
786  failed:
787         bvec->bv_page = NULL;
788         bvec->bv_len = 0;
789         bvec->bv_offset = 0;
790         bio->bi_vcnt--;
791         bio->bi_iter.bi_size -= len;
792         blk_recount_segments(q, bio);
793         return 0;
794 }
795 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
796
797 /**
798  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
799  *      @bio: destination bio
800  *      @page: page to add
801  *      @len: vec entry length
802  *      @offset: vec entry offset
803  *
804  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
805  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
806  */
807 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
808                  unsigned int len, unsigned int offset)
809 {
810         struct bio_vec *bv;
811
812         /*
813          * cloned bio must not modify vec list
814          */
815         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
816                 return 0;
817
818         /*
819          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
820          * we will often be called with the same page as last time and
821          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
822          */
823         if (bio->bi_vcnt > 0) {
824                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
825
826                 if (page == bv->bv_page &&
827                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
828                         bv->bv_len += len;
829                         goto done;
830                 }
831         }
832
833         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
834                 return 0;
835
836         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
837         bv->bv_page     = page;
838         bv->bv_len      = len;
839         bv->bv_offset   = offset;
840
841         bio->bi_vcnt++;
842 done:
843         bio->bi_iter.bi_size += len;
844         return len;
845 }
846 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
847
848 struct submit_bio_ret {
849         struct completion event;
850         int error;
851 };
852
853 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
854 {
855         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
856
857         ret->error = bio->bi_error;
858         complete(&ret->event);
859 }
860
861 /**
862  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
863  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
864  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
865  *
866  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
867  * bio_endio() on failure.
868  */
869 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
870 {
871         struct submit_bio_ret ret;
872
873         rw |= REQ_SYNC;
874         init_completion(&ret.event);
875         bio->bi_private = &ret;
876         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
877         submit_bio(rw, bio);
878         wait_for_completion(&ret.event);
879
880         return ret.error;
881 }
882 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
883
884 /**
885  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
886  * @bio:        bio to advance
887  * @bytes:      number of bytes to complete
888  *
889  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
890  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
891  * be updated on the last bvec as well.
892  *
893  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
894  */
895 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
896 {
897         if (bio_integrity(bio))
898                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
899
900         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
901 }
902 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
903
904 /**
905  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
906  * @bio: bio to allocate pages for
907  * @gfp_mask: flags for allocation
908  *
909  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
910  *
911  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
912  * freed.
913  */
914 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
915 {
916         int i;
917         struct bio_vec *bv;
918
919         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
920                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
921                 if (!bv->bv_page) {
922                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
923                                 __free_page(bv->bv_page);
924                         return -ENOMEM;
925                 }
926         }
927
928         return 0;
929 }
930 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
931
932 /**
933  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
934  * another
935  * @src: source bio list
936  * @dst: destination bio list
937  *
938  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
939  * @src and @dst as linked lists of bios.
940  *
941  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
942  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
943  */
944 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
945 {
946         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
947         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
948         void *src_p, *dst_p;
949         unsigned bytes;
950
951         src_iter = src->bi_iter;
952         dst_iter = dst->bi_iter;
953
954         while (1) {
955                 if (!src_iter.bi_size) {
956                         src = src->bi_next;
957                         if (!src)
958                                 break;
959
960                         src_iter = src->bi_iter;
961                 }
962
963                 if (!dst_iter.bi_size) {
964                         dst = dst->bi_next;
965                         if (!dst)
966                                 break;
967
968                         dst_iter = dst->bi_iter;
969                 }
970
971                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
972                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
973
974                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
975
976                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
977                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
978
979                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
980                        src_p + src_bv.bv_offset,
981                        bytes);
982
983                 kunmap_atomic(dst_p);
984                 kunmap_atomic(src_p);
985
986                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
987                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
988         }
989 }
990 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
991
992 struct bio_map_data {
993         int is_our_pages;
994         struct iov_iter iter;
995         struct iovec iov[];
996 };
997
998 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
999                                                gfp_t gfp_mask)
1000 {
1001         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1002                 return NULL;
1003
1004         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1005                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1006 }
1007
1008 /**
1009  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1010  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1011  * @iter: iov_iter as source
1012  *
1013  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1014  * Returns 0 on success, or error on failure.
1015  */
1016 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1017 {
1018         int i;
1019         struct bio_vec *bvec;
1020
1021         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1022                 ssize_t ret;
1023
1024                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1025                                           bvec->bv_offset,
1026                                           bvec->bv_len,
1027                                           &iter);
1028
1029                 if (!iov_iter_count(&iter))
1030                         break;
1031
1032                 if (ret < bvec->bv_len)
1033                         return -EFAULT;
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 /**
1040  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1041  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1042  * @iter: iov_iter as destination
1043  *
1044  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1045  * Returns 0 on success, or error on failure.
1046  */
1047 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1048 {
1049         int i;
1050         struct bio_vec *bvec;
1051
1052         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1053                 ssize_t ret;
1054
1055                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1056                                         bvec->bv_offset,
1057                                         bvec->bv_len,
1058                                         &iter);
1059
1060                 if (!iov_iter_count(&iter))
1061                         break;
1062
1063                 if (ret < bvec->bv_len)
1064                         return -EFAULT;
1065         }
1066
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 static void bio_free_pages(struct bio *bio)
1071 {
1072         struct bio_vec *bvec;
1073         int i;
1074
1075         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1076                 __free_page(bvec->bv_page);
1077 }
1078
1079 /**
1080  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1081  *      @bio: bio being terminated
1082  *
1083  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1084  *      to user space in case of a read.
1085  */
1086 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1087 {
1088         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1089         int ret = 0;
1090
1091         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1092                 /*
1093                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1094                  * don't copy into a random user address space, just free.
1095                  */
1096                 if (current->mm && bio_data_dir(bio) == READ)
1097                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1098                 if (bmd->is_our_pages)
1099                         bio_free_pages(bio);
1100         }
1101         kfree(bmd);
1102         bio_put(bio);
1103         return ret;
1104 }
1105 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1106
1107 /**
1108  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1109  *      @q:             destination block queue
1110  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1111  *      @iter:          iovec iterator
1112  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1113  *
1114  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1115  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1116  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1117  */
1118 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1119                               struct rq_map_data *map_data,
1120                               const struct iov_iter *iter,
1121                               gfp_t gfp_mask)
1122 {
1123         struct bio_map_data *bmd;
1124         struct page *page;
1125         struct bio *bio;
1126         int i, ret;
1127         int nr_pages = 0;
1128         unsigned int len = iter->count;
1129         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1130
1131         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1132                 unsigned long uaddr;
1133                 unsigned long end;
1134                 unsigned long start;
1135
1136                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1137                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1138                         >> PAGE_SHIFT;
1139                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1140
1141                 /*
1142                  * Overflow, abort
1143                  */
1144                 if (end < start)
1145                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1146
1147                 nr_pages += end - start;
1148         }
1149
1150         if (offset)
1151                 nr_pages++;
1152
1153         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1154         if (!bmd)
1155                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1156
1157         /*
1158          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1159          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1160          * shortlived one.
1161          */
1162         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1163         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1164         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1165                         iter->nr_segs, iter->count);
1166
1167         ret = -ENOMEM;
1168         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1169         if (!bio)
1170                 goto out_bmd;
1171
1172         if (iter->type & WRITE)
1173                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1174
1175         ret = 0;
1176
1177         if (map_data) {
1178                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1179                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1180         }
1181         while (len) {
1182                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1183
1184                 bytes -= offset;
1185
1186                 if (bytes > len)
1187                         bytes = len;
1188
1189                 if (map_data) {
1190                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1191                                 ret = -ENOMEM;
1192                                 break;
1193                         }
1194
1195                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1196                         page += (i % nr_pages);
1197
1198                         i++;
1199                 } else {
1200                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1201                         if (!page) {
1202                                 ret = -ENOMEM;
1203                                 break;
1204                         }
1205                 }
1206
1207                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1208                         break;
1209
1210                 len -= bytes;
1211                 offset = 0;
1212         }
1213
1214         if (ret)
1215                 goto cleanup;
1216
1217         /*
1218          * success
1219          */
1220         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1221             (map_data && map_data->from_user)) {
1222                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1223                 if (ret)
1224                         goto cleanup;
1225         }
1226
1227         bio->bi_private = bmd;
1228         return bio;
1229 cleanup:
1230         if (!map_data)
1231                 bio_free_pages(bio);
1232         bio_put(bio);
1233 out_bmd:
1234         kfree(bmd);
1235         return ERR_PTR(ret);
1236 }
1237
1238 /**
1239  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1240  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1241  *      @iter:          iovec iterator
1242  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1243  *
1244  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1245  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1246  */
1247 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1248                              const struct iov_iter *iter,
1249                              gfp_t gfp_mask)
1250 {
1251         int j;
1252         int nr_pages = 0;
1253         struct page **pages;
1254         struct bio *bio;
1255         int cur_page = 0;
1256         int ret, offset;
1257         struct iov_iter i;
1258         struct iovec iov;
1259
1260         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1261                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1262                 unsigned long len = iov.iov_len;
1263                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1264                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1265
1266                 /*
1267                  * Overflow, abort
1268                  */
1269                 if (end < start)
1270                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1271
1272                 nr_pages += end - start;
1273                 /*
1274                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1275                  */
1276                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1277                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1278         }
1279
1280         if (!nr_pages)
1281                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1282
1283         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1284         if (!bio)
1285                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1286
1287         ret = -ENOMEM;
1288         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1289         if (!pages)
1290                 goto out;
1291
1292         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1293                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1294                 unsigned long len = iov.iov_len;
1295                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1296                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1297                 const int local_nr_pages = end - start;
1298                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1299
1300                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1301                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1302                                 &pages[cur_page]);
1303                 if (ret < local_nr_pages) {
1304                         ret = -EFAULT;
1305                         goto out_unmap;
1306                 }
1307
1308                 offset = offset_in_page(uaddr);
1309                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1310                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1311
1312                         if (len <= 0)
1313                                 break;
1314                         
1315                         if (bytes > len)
1316                                 bytes = len;
1317
1318                         /*
1319                          * sorry...
1320                          */
1321                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1322                                             bytes)
1323                                 break;
1324
1325                         len -= bytes;
1326                         offset = 0;
1327                 }
1328
1329                 cur_page = j;
1330                 /*
1331                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1332                  */
1333                 while (j < page_limit)
1334                         page_cache_release(pages[j++]);
1335         }
1336
1337         kfree(pages);
1338
1339         /*
1340          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1341          */
1342         if (iter->type & WRITE)
1343                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1344
1345         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1346
1347         /*
1348          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1349          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1350          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1351          * reference to it
1352          */
1353         bio_get(bio);
1354         return bio;
1355
1356  out_unmap:
1357         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1358                 if (!pages[j])
1359                         break;
1360                 page_cache_release(pages[j]);
1361         }
1362  out:
1363         kfree(pages);
1364         bio_put(bio);
1365         return ERR_PTR(ret);
1366 }
1367
1368 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1369 {
1370         struct bio_vec *bvec;
1371         int i;
1372
1373         /*
1374          * make sure we dirty pages we wrote to
1375          */
1376         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1377                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1378                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1379
1380                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1381         }
1382
1383         bio_put(bio);
1384 }
1385
1386 /**
1387  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1388  *      @bio:           the bio being unmapped
1389  *
1390  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1391  *      a process context.
1392  *
1393  *      bio_unmap_user() may sleep.
1394  */
1395 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1396 {
1397         __bio_unmap_user(bio);
1398         bio_put(bio);
1399 }
1400 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1401
1402 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1403 {
1404         bio_put(bio);
1405 }
1406
1407 /**
1408  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1409  *      @q: the struct request_queue for the bio
1410  *      @data: pointer to buffer to map
1411  *      @len: length in bytes
1412  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1413  *
1414  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1415  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1416  */
1417 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1418                          gfp_t gfp_mask)
1419 {
1420         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1421         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1422         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1423         const int nr_pages = end - start;
1424         int offset, i;
1425         struct bio *bio;
1426
1427         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1428         if (!bio)
1429                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1430
1431         offset = offset_in_page(kaddr);
1432         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1433                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1434
1435                 if (len <= 0)
1436                         break;
1437
1438                 if (bytes > len)
1439                         bytes = len;
1440
1441                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1442                                     offset) < bytes) {
1443                         /* we don't support partial mappings */
1444                         bio_put(bio);
1445                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1446                 }
1447
1448                 data += bytes;
1449                 len -= bytes;
1450                 offset = 0;
1451         }
1452
1453         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1454         return bio;
1455 }
1456 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1457
1458 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1459 {
1460         bio_free_pages(bio);
1461         bio_put(bio);
1462 }
1463
1464 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1465 {
1466         char *p = bio->bi_private;
1467         struct bio_vec *bvec;
1468         int i;
1469
1470         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1471                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1472                 p += bvec->bv_len;
1473         }
1474
1475         bio_copy_kern_endio(bio);
1476 }
1477
1478 /**
1479  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1480  *      @q: the struct request_queue for the bio
1481  *      @data: pointer to buffer to copy
1482  *      @len: length in bytes
1483  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1484  *      @reading: data direction is READ
1485  *
1486  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1487  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1488  */
1489 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1490                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1491 {
1492         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1493         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1494         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1495         struct bio *bio;
1496         void *p = data;
1497         int nr_pages = 0;
1498
1499         /*
1500          * Overflow, abort
1501          */
1502         if (end < start)
1503                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1504
1505         nr_pages = end - start;
1506         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1507         if (!bio)
1508                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1509
1510         while (len) {
1511                 struct page *page;
1512                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1513
1514                 if (bytes > len)
1515                         bytes = len;
1516
1517                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1518                 if (!page)
1519                         goto cleanup;
1520
1521                 if (!reading)
1522                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1523
1524                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1525                         break;
1526
1527                 len -= bytes;
1528                 p += bytes;
1529         }
1530
1531         if (reading) {
1532                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1533                 bio->bi_private = data;
1534         } else {
1535                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1536                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1537         }
1538
1539         return bio;
1540
1541 cleanup:
1542         bio_free_pages(bio);
1543         bio_put(bio);
1544         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1545 }
1546 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1547
1548 /*
1549  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1550  * for performing direct-IO in BIOs.
1551  *
1552  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1553  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1554  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1555  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1556  * in process context.
1557  *
1558  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1559  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1560  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1561  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1562  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1563  *
1564  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1565  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1566  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1567  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1568  * pagecache.
1569  *
1570  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1571  * deferred bio dirtying paths.
1572  */
1573
1574 /*
1575  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1576  */
1577 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1578 {
1579         struct bio_vec *bvec;
1580         int i;
1581
1582         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1583                 struct page *page = bvec->bv_page;
1584
1585                 if (page && !PageCompound(page))
1586                         set_page_dirty_lock(page);
1587         }
1588 }
1589
1590 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1591 {
1592         struct bio_vec *bvec;
1593         int i;
1594
1595         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1596                 struct page *page = bvec->bv_page;
1597
1598                 if (page)
1599                         put_page(page);
1600         }
1601 }
1602
1603 /*
1604  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1605  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1606  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1607  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1608  *
1609  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1610  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1611  * run one bio_put() against the BIO.
1612  */
1613
1614 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1615
1616 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1617 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1618 static struct bio *bio_dirty_list;
1619
1620 /*
1621  * This runs in process context
1622  */
1623 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1624 {
1625         unsigned long flags;
1626         struct bio *bio;
1627
1628         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1629         bio = bio_dirty_list;
1630         bio_dirty_list = NULL;
1631         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1632
1633         while (bio) {
1634                 struct bio *next = bio->bi_private;
1635
1636                 bio_set_pages_dirty(bio);
1637                 bio_release_pages(bio);
1638                 bio_put(bio);
1639                 bio = next;
1640         }
1641 }
1642
1643 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1644 {
1645         struct bio_vec *bvec;
1646         int nr_clean_pages = 0;
1647         int i;
1648
1649         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1650                 struct page *page = bvec->bv_page;
1651
1652                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1653                         page_cache_release(page);
1654                         bvec->bv_page = NULL;
1655                 } else {
1656                         nr_clean_pages++;
1657                 }
1658         }
1659
1660         if (nr_clean_pages) {
1661                 unsigned long flags;
1662
1663                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1664                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1665                 bio_dirty_list = bio;
1666                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1667                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1668         } else {
1669                 bio_put(bio);
1670         }
1671 }
1672
1673 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1674                            struct hd_struct *part)
1675 {
1676         int cpu = part_stat_lock();
1677
1678         part_round_stats(cpu, part);
1679         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1680         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1681         part_inc_in_flight(part, rw);
1682
1683         part_stat_unlock();
1684 }
1685 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1686
1687 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1688                          unsigned long start_time)
1689 {
1690         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1691         int cpu = part_stat_lock();
1692
1693         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1694         part_round_stats(cpu, part);
1695         part_dec_in_flight(part, rw);
1696
1697         part_stat_unlock();
1698 }
1699 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1700
1701 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1702 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1703 {
1704         struct bio_vec bvec;
1705         struct bvec_iter iter;
1706
1707         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1708                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1709 }
1710 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1711 #endif
1712
1713 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1714 {
1715         /*
1716          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1717          * we always end io on the first invocation.
1718          */
1719         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1720                 return true;
1721
1722         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1723
1724         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1725                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1726                 return true;
1727         }
1728
1729         return false;
1730 }
1731
1732 /**
1733  * bio_endio - end I/O on a bio
1734  * @bio:        bio
1735  *
1736  * Description:
1737  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1738  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1739  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1740  **/
1741 void bio_endio(struct bio *bio)
1742 {
1743         while (bio) {
1744                 if (unlikely(!bio_remaining_done(bio)))
1745                         break;
1746
1747                 /*
1748                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1749                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1750                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1751                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1752                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1753                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1754                  */
1755                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1756                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1757
1758                         if (!parent->bi_error)
1759                                 parent->bi_error = bio->bi_error;
1760                         bio_put(bio);
1761                         bio = parent;
1762                 } else {
1763                         if (bio->bi_end_io)
1764                                 bio->bi_end_io(bio);
1765                         bio = NULL;
1766                 }
1767         }
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1770
1771 /**
1772  * bio_split - split a bio
1773  * @bio:        bio to split
1774  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1775  * @gfp:        gfp mask
1776  * @bs:         bio set to allocate from
1777  *
1778  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1779  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1780  *
1781  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1782  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1783  * @bio is not freed before the split.
1784  */
1785 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1786                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1787 {
1788         struct bio *split = NULL;
1789
1790         BUG_ON(sectors <= 0);
1791         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1792
1793         /*
1794          * Discards need a mutable bio_vec to accommodate the payload
1795          * required by the DSM TRIM and UNMAP commands.
1796          */
1797         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
1798                 split = bio_clone_bioset(bio, gfp, bs);
1799         else
1800                 split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1801
1802         if (!split)
1803                 return NULL;
1804
1805         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1806
1807         if (bio_integrity(split))
1808                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1809
1810         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1811
1812         return split;
1813 }
1814 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1815
1816 /**
1817  * bio_trim - trim a bio
1818  * @bio:        bio to trim
1819  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1820  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1821  */
1822 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1823 {
1824         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1825          * the given offset and size.
1826          */
1827
1828         size <<= 9;
1829         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1830                 return;
1831
1832         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1833
1834         bio_advance(bio, offset << 9);
1835
1836         bio->bi_iter.bi_size = size;
1837 }
1838 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1839
1840 /*
1841  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1842  * use the global biovec slabs created for general use.
1843  */
1844 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1845 {
1846         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1847
1848         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1849 }
1850
1851 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1852 {
1853         if (bs->rescue_workqueue)
1854                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1855
1856         if (bs->bio_pool)
1857                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1858
1859         if (bs->bvec_pool)
1860                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1861
1862         bioset_integrity_free(bs);
1863         bio_put_slab(bs);
1864
1865         kfree(bs);
1866 }
1867 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1868
1869 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1870                                        unsigned int front_pad,
1871                                        bool create_bvec_pool)
1872 {
1873         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1874         struct bio_set *bs;
1875
1876         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1877         if (!bs)
1878                 return NULL;
1879
1880         bs->front_pad = front_pad;
1881
1882         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1883         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1884         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1885
1886         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1887         if (!bs->bio_slab) {
1888                 kfree(bs);
1889                 return NULL;
1890         }
1891
1892         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1893         if (!bs->bio_pool)
1894                 goto bad;
1895
1896         if (create_bvec_pool) {
1897                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1898                 if (!bs->bvec_pool)
1899                         goto bad;
1900         }
1901
1902         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1903         if (!bs->rescue_workqueue)
1904                 goto bad;
1905
1906         return bs;
1907 bad:
1908         bioset_free(bs);
1909         return NULL;
1910 }
1911
1912 /**
1913  * bioset_create  - Create a bio_set
1914  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1915  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1916  *
1917  * Description:
1918  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1919  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1920  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1921  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1922  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1923  *    or things will break badly.
1924  */
1925 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1926 {
1927         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1928 }
1929 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1930
1931 /**
1932  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1933  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1934  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1935  *
1936  * Description:
1937  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1938  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1939  */
1940 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1941 {
1942         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1945
1946 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1947
1948 /**
1949  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
1950  * @bio: target bio
1951  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
1952  *
1953  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
1954  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
1955  *
1956  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
1957  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
1958  * synchronizing calls to this function.
1959  */
1960 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1961 {
1962         if (unlikely(bio->bi_css))
1963                 return -EBUSY;
1964         css_get(blkcg_css);
1965         bio->bi_css = blkcg_css;
1966         return 0;
1967 }
1968 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
1969
1970 /**
1971  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1972  * @bio: target bio
1973  *
1974  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1975  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1976  * task actually issues it.
1977  *
1978  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1979  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1980  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1981  * calls to this function.
1982  */
1983 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1984 {
1985         struct io_context *ioc;
1986
1987         if (bio->bi_css)
1988                 return -EBUSY;
1989
1990         ioc = current->io_context;
1991         if (!ioc)
1992                 return -ENOENT;
1993
1994         get_io_context_active(ioc);
1995         bio->bi_ioc = ioc;
1996         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
1997         return 0;
1998 }
1999 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
2000
2001 /**
2002  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2003  * @bio: target bio
2004  */
2005 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2006 {
2007         if (bio->bi_ioc) {
2008                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2009                 bio->bi_ioc = NULL;
2010         }
2011         if (bio->bi_css) {
2012                 css_put(bio->bi_css);
2013                 bio->bi_css = NULL;
2014         }
2015 }
2016
2017 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2018
2019 static void __init biovec_init_slabs(void)
2020 {
2021         int i;
2022
2023         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2024                 int size;
2025                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2026
2027                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2028                         bvs->slab = NULL;
2029                         continue;
2030                 }
2031
2032                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2033                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2034                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2035         }
2036 }
2037
2038 static int __init init_bio(void)
2039 {
2040         bio_slab_max = 2;
2041         bio_slab_nr = 0;
2042         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2043         if (!bio_slabs)
2044                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2045
2046         bio_integrity_init();
2047         biovec_init_slabs();
2048
2049         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2050         if (!fs_bio_set)
2051                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2052
2053         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2054                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2055
2056         return 0;
2057 }
2058 subsys_initcall(init_bio);