Merge branch '4.3-fixes' into mips-for-linux-next
[linux-drm-fsl-dcu.git] / block / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31
32 #include <trace/events/block.h>
33
34 /*
35  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
36  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
37  */
38 #define BIO_INLINE_VECS         4
39
40 /*
41  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
42  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
43  * unsigned short
44  */
45 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
46 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
47         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
48 };
49 #undef BV
50
51 /*
52  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
53  * IO code that does not need private memory pools.
54  */
55 struct bio_set *fs_bio_set;
56 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
57
58 /*
59  * Our slab pool management
60  */
61 struct bio_slab {
62         struct kmem_cache *slab;
63         unsigned int slab_ref;
64         unsigned int slab_size;
65         char name[8];
66 };
67 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
68 static struct bio_slab *bio_slabs;
69 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
70
71 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
72 {
73         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
74         struct kmem_cache *slab = NULL;
75         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
76         unsigned int new_bio_slab_max;
77         unsigned int i, entry = -1;
78
79         mutex_lock(&bio_slab_lock);
80
81         i = 0;
82         while (i < bio_slab_nr) {
83                 bslab = &bio_slabs[i];
84
85                 if (!bslab->slab && entry == -1)
86                         entry = i;
87                 else if (bslab->slab_size == sz) {
88                         slab = bslab->slab;
89                         bslab->slab_ref++;
90                         break;
91                 }
92                 i++;
93         }
94
95         if (slab)
96                 goto out_unlock;
97
98         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
99                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
100                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
101                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
102                                          GFP_KERNEL);
103                 if (!new_bio_slabs)
104                         goto out_unlock;
105                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
106                 bio_slabs = new_bio_slabs;
107         }
108         if (entry == -1)
109                 entry = bio_slab_nr++;
110
111         bslab = &bio_slabs[entry];
112
113         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
114         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
115                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
116         if (!slab)
117                 goto out_unlock;
118
119         bslab->slab = slab;
120         bslab->slab_ref = 1;
121         bslab->slab_size = sz;
122 out_unlock:
123         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
124         return slab;
125 }
126
127 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
128 {
129         struct bio_slab *bslab = NULL;
130         unsigned int i;
131
132         mutex_lock(&bio_slab_lock);
133
134         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
135                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
136                         bslab = &bio_slabs[i];
137                         break;
138                 }
139         }
140
141         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
142                 goto out;
143
144         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
145
146         if (--bslab->slab_ref)
147                 goto out;
148
149         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
150         bslab->slab = NULL;
151
152 out:
153         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
154 }
155
156 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
157 {
158         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
159 }
160
161 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
162 {
163         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
164
165         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
166                 mempool_free(bv, pool);
167         else {
168                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
169
170                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
171         }
172 }
173
174 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
175                            mempool_t *pool)
176 {
177         struct bio_vec *bvl;
178
179         /*
180          * see comment near bvec_array define!
181          */
182         switch (nr) {
183         case 1:
184                 *idx = 0;
185                 break;
186         case 2 ... 4:
187                 *idx = 1;
188                 break;
189         case 5 ... 16:
190                 *idx = 2;
191                 break;
192         case 17 ... 64:
193                 *idx = 3;
194                 break;
195         case 65 ... 128:
196                 *idx = 4;
197                 break;
198         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
199                 *idx = 5;
200                 break;
201         default:
202                 return NULL;
203         }
204
205         /*
206          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
207          * 1-vec entry pool is mempool backed.
208          */
209         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
210 fallback:
211                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
212         } else {
213                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
214                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
215
216                 /*
217                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
218                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
219                  * in case of failure.
220                  */
221                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
222
223                 /*
224                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
225                  * is set, retry with the 1-entry mempool
226                  */
227                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
228                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
229                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
230                         goto fallback;
231                 }
232         }
233
234         return bvl;
235 }
236
237 static void __bio_free(struct bio *bio)
238 {
239         bio_disassociate_task(bio);
240
241         if (bio_integrity(bio))
242                 bio_integrity_free(bio);
243 }
244
245 static void bio_free(struct bio *bio)
246 {
247         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
248         void *p;
249
250         __bio_free(bio);
251
252         if (bs) {
253                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
254                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
255
256                 /*
257                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
258                  */
259                 p = bio;
260                 p -= bs->front_pad;
261
262                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
263         } else {
264                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
265                 kfree(bio);
266         }
267 }
268
269 void bio_init(struct bio *bio)
270 {
271         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
272         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         parent->bi_error = bio->bi_error;
304         bio_endio(parent);
305         bio_put(bio);
306 }
307
308 /*
309  * Increment chain count for the bio. Make sure the CHAIN flag update
310  * is visible before the raised count.
311  */
312 static inline void bio_inc_remaining(struct bio *bio)
313 {
314         bio_set_flag(bio, BIO_CHAIN);
315         smp_mb__before_atomic();
316         atomic_inc(&bio->__bi_remaining);
317 }
318
319 /**
320  * bio_chain - chain bio completions
321  * @bio: the target bio
322  * @parent: the @bio's parent bio
323  *
324  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
325  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
326  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
327  *
328  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
329  */
330 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
331 {
332         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
333
334         bio->bi_private = parent;
335         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
336         bio_inc_remaining(parent);
337 }
338 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
339
340 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
341 {
342         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
343         struct bio *bio;
344
345         while (1) {
346                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
347                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
348                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
349
350                 if (!bio)
351                         break;
352
353                 generic_make_request(bio);
354         }
355 }
356
357 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
358 {
359         struct bio_list punt, nopunt;
360         struct bio *bio;
361
362         /*
363          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
364          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
365          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
366          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
367          * our own rescuer would be bad.
368          *
369          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
370          * remove from the middle of the list:
371          */
372
373         bio_list_init(&punt);
374         bio_list_init(&nopunt);
375
376         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
377                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
378
379         *current->bio_list = nopunt;
380
381         spin_lock(&bs->rescue_lock);
382         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
383         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
384
385         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
386 }
387
388 /**
389  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
390  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
391  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
392  * @bs:         the bio_set to allocate from.
393  *
394  * Description:
395  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
396  *   backed by the @bs's mempool.
397  *
398  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
399  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
400  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
401  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
402  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
403  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
404  *
405  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
406  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
407  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
408  *   stack overflows.
409  *
410  *   This would normally mean allocating multiple bios under
411  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
412  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
413  *   thread.
414  *
415  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
416  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
417  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
418  *   for per bio allocations.
419  *
420  *   RETURNS:
421  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
422  */
423 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
424 {
425         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
426         unsigned front_pad;
427         unsigned inline_vecs;
428         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
429         struct bio_vec *bvl = NULL;
430         struct bio *bio;
431         void *p;
432
433         if (!bs) {
434                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
435                         return NULL;
436
437                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
438                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
439                             gfp_mask);
440                 front_pad = 0;
441                 inline_vecs = nr_iovecs;
442         } else {
443                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
444                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
445                         return NULL;
446                 /*
447                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
448                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
449                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
450                  * return.
451                  *
452                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
453                  * multiple bios from the same bio_set() while running
454                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
455                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
456                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
457                  * reserve.
458                  *
459                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
460                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
461                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
462                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
463                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
464                  * with the original gfp_flags.
465                  */
466
467                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
468                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
469
470                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
471                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
472                         punt_bios_to_rescuer(bs);
473                         gfp_mask = saved_gfp;
474                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
475                 }
476
477                 front_pad = bs->front_pad;
478                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
479         }
480
481         if (unlikely(!p))
482                 return NULL;
483
484         bio = p + front_pad;
485         bio_init(bio);
486
487         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
488                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
489                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
490                         punt_bios_to_rescuer(bs);
491                         gfp_mask = saved_gfp;
492                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
493                 }
494
495                 if (unlikely(!bvl))
496                         goto err_free;
497
498                 bio_set_flag(bio, BIO_OWNS_VEC);
499         } else if (nr_iovecs) {
500                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
501         }
502
503         bio->bi_pool = bs;
504         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
505         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
506         bio->bi_io_vec = bvl;
507         return bio;
508
509 err_free:
510         mempool_free(p, bs->bio_pool);
511         return NULL;
512 }
513 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
514
515 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
516 {
517         unsigned long flags;
518         struct bio_vec bv;
519         struct bvec_iter iter;
520
521         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
522                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
523                 memset(data, 0, bv.bv_len);
524                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
525                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
526         }
527 }
528 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
529
530 /**
531  * bio_put - release a reference to a bio
532  * @bio:   bio to release reference to
533  *
534  * Description:
535  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
536  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
537  **/
538 void bio_put(struct bio *bio)
539 {
540         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
541                 bio_free(bio);
542         else {
543                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
544
545                 /*
546                  * last put frees it
547                  */
548                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
549                         bio_free(bio);
550         }
551 }
552 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
553
554 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
555 {
556         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
557                 blk_recount_segments(q, bio);
558
559         return bio->bi_phys_segments;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
562
563 /**
564  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
565  *      @bio: destination bio
566  *      @bio_src: bio to clone
567  *
568  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
569  *      the actual data it points to. Reference count of returned
570  *      bio will be one.
571  *
572  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
573  */
574 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
575 {
576         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
577
578         /*
579          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
580          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
581          */
582         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
583         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
584         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
585         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
586         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
587 }
588 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
589
590 /**
591  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
592  *      @bio: bio to clone
593  *      @gfp_mask: allocation priority
594  *      @bs: bio_set to allocate from
595  *
596  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
597  */
598 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
599 {
600         struct bio *b;
601
602         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
603         if (!b)
604                 return NULL;
605
606         __bio_clone_fast(b, bio);
607
608         if (bio_integrity(bio)) {
609                 int ret;
610
611                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
612
613                 if (ret < 0) {
614                         bio_put(b);
615                         return NULL;
616                 }
617         }
618
619         return b;
620 }
621 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
622
623 /**
624  *      bio_clone_bioset - clone a bio
625  *      @bio_src: bio to clone
626  *      @gfp_mask: allocation priority
627  *      @bs: bio_set to allocate from
628  *
629  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
630  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
631  */
632 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
633                              struct bio_set *bs)
634 {
635         struct bvec_iter iter;
636         struct bio_vec bv;
637         struct bio *bio;
638
639         /*
640          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
641          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
642          *
643          * We can't do that anymore, because:
644          *
645          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
646          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
647          *
648          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
649          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
650          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
651          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
652          *
653          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
654          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
655          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
656          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
657          *    asking for trouble and would force extra work on
658          *    __bio_clone_fast() anyways.
659          */
660
661         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
662         if (!bio)
663                 return NULL;
664
665         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
666         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
667         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
668         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
669
670         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
671                 goto integrity_clone;
672
673         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
674                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
675                 goto integrity_clone;
676         }
677
678         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
679                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
680
681 integrity_clone:
682         if (bio_integrity(bio_src)) {
683                 int ret;
684
685                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
686                 if (ret < 0) {
687                         bio_put(bio);
688                         return NULL;
689                 }
690         }
691
692         return bio;
693 }
694 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
695
696 /**
697  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
698  *      @q: the target queue
699  *      @bio: destination bio
700  *      @page: page to add
701  *      @len: vec entry length
702  *      @offset: vec entry offset
703  *
704  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
705  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
706  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
707  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
708  *
709  *      This should only be used by REQ_PC bios.
710  */
711 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
712                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
713 {
714         int retried_segments = 0;
715         struct bio_vec *bvec;
716
717         /*
718          * cloned bio must not modify vec list
719          */
720         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
721                 return 0;
722
723         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
724                 return 0;
725
726         /*
727          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
728          * we will often be called with the same page as last time and
729          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
730          */
731         if (bio->bi_vcnt > 0) {
732                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
733
734                 if (page == prev->bv_page &&
735                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
736                         prev->bv_len += len;
737                         bio->bi_iter.bi_size += len;
738                         goto done;
739                 }
740
741                 /*
742                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
743                  * offset would create a gap, disallow it.
744                  */
745                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
746                         return 0;
747         }
748
749         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
750                 return 0;
751
752         /*
753          * setup the new entry, we might clear it again later if we
754          * cannot add the page
755          */
756         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
757         bvec->bv_page = page;
758         bvec->bv_len = len;
759         bvec->bv_offset = offset;
760         bio->bi_vcnt++;
761         bio->bi_phys_segments++;
762         bio->bi_iter.bi_size += len;
763
764         /*
765          * Perform a recount if the number of segments is greater
766          * than queue_max_segments(q).
767          */
768
769         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
770
771                 if (retried_segments)
772                         goto failed;
773
774                 retried_segments = 1;
775                 blk_recount_segments(q, bio);
776         }
777
778         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
779         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
780                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
781
782  done:
783         return len;
784
785  failed:
786         bvec->bv_page = NULL;
787         bvec->bv_len = 0;
788         bvec->bv_offset = 0;
789         bio->bi_vcnt--;
790         bio->bi_iter.bi_size -= len;
791         blk_recount_segments(q, bio);
792         return 0;
793 }
794 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
795
796 /**
797  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
798  *      @bio: destination bio
799  *      @page: page to add
800  *      @len: vec entry length
801  *      @offset: vec entry offset
802  *
803  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
804  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
805  */
806 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
807                  unsigned int len, unsigned int offset)
808 {
809         struct bio_vec *bv;
810
811         /*
812          * cloned bio must not modify vec list
813          */
814         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
815                 return 0;
816
817         /*
818          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
819          * we will often be called with the same page as last time and
820          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
821          */
822         if (bio->bi_vcnt > 0) {
823                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
824
825                 if (page == bv->bv_page &&
826                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
827                         bv->bv_len += len;
828                         goto done;
829                 }
830         }
831
832         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
833                 return 0;
834
835         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
836         bv->bv_page     = page;
837         bv->bv_len      = len;
838         bv->bv_offset   = offset;
839
840         bio->bi_vcnt++;
841 done:
842         bio->bi_iter.bi_size += len;
843         return len;
844 }
845 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
846
847 struct submit_bio_ret {
848         struct completion event;
849         int error;
850 };
851
852 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
853 {
854         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
855
856         ret->error = bio->bi_error;
857         complete(&ret->event);
858 }
859
860 /**
861  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
862  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
863  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
864  *
865  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
866  * bio_endio() on failure.
867  */
868 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
869 {
870         struct submit_bio_ret ret;
871
872         rw |= REQ_SYNC;
873         init_completion(&ret.event);
874         bio->bi_private = &ret;
875         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
876         submit_bio(rw, bio);
877         wait_for_completion(&ret.event);
878
879         return ret.error;
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
882
883 /**
884  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
885  * @bio:        bio to advance
886  * @bytes:      number of bytes to complete
887  *
888  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
889  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
890  * be updated on the last bvec as well.
891  *
892  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
893  */
894 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
895 {
896         if (bio_integrity(bio))
897                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
898
899         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
900 }
901 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
902
903 /**
904  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
905  * @bio: bio to allocate pages for
906  * @gfp_mask: flags for allocation
907  *
908  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
909  *
910  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
911  * freed.
912  */
913 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
914 {
915         int i;
916         struct bio_vec *bv;
917
918         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
919                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
920                 if (!bv->bv_page) {
921                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
922                                 __free_page(bv->bv_page);
923                         return -ENOMEM;
924                 }
925         }
926
927         return 0;
928 }
929 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
930
931 /**
932  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
933  * another
934  * @src: source bio list
935  * @dst: destination bio list
936  *
937  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
938  * @src and @dst as linked lists of bios.
939  *
940  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
941  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
942  */
943 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
944 {
945         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
946         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
947         void *src_p, *dst_p;
948         unsigned bytes;
949
950         src_iter = src->bi_iter;
951         dst_iter = dst->bi_iter;
952
953         while (1) {
954                 if (!src_iter.bi_size) {
955                         src = src->bi_next;
956                         if (!src)
957                                 break;
958
959                         src_iter = src->bi_iter;
960                 }
961
962                 if (!dst_iter.bi_size) {
963                         dst = dst->bi_next;
964                         if (!dst)
965                                 break;
966
967                         dst_iter = dst->bi_iter;
968                 }
969
970                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
971                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
972
973                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
974
975                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
976                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
977
978                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
979                        src_p + src_bv.bv_offset,
980                        bytes);
981
982                 kunmap_atomic(dst_p);
983                 kunmap_atomic(src_p);
984
985                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
986                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
987         }
988 }
989 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
990
991 struct bio_map_data {
992         int is_our_pages;
993         struct iov_iter iter;
994         struct iovec iov[];
995 };
996
997 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
998                                                gfp_t gfp_mask)
999 {
1000         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1001                 return NULL;
1002
1003         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1004                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1005 }
1006
1007 /**
1008  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1009  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1010  * @iter: iov_iter as source
1011  *
1012  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1013  * Returns 0 on success, or error on failure.
1014  */
1015 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1016 {
1017         int i;
1018         struct bio_vec *bvec;
1019
1020         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1021                 ssize_t ret;
1022
1023                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1024                                           bvec->bv_offset,
1025                                           bvec->bv_len,
1026                                           &iter);
1027
1028                 if (!iov_iter_count(&iter))
1029                         break;
1030
1031                 if (ret < bvec->bv_len)
1032                         return -EFAULT;
1033         }
1034
1035         return 0;
1036 }
1037
1038 /**
1039  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1040  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1041  * @iter: iov_iter as destination
1042  *
1043  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1044  * Returns 0 on success, or error on failure.
1045  */
1046 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1047 {
1048         int i;
1049         struct bio_vec *bvec;
1050
1051         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1052                 ssize_t ret;
1053
1054                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1055                                         bvec->bv_offset,
1056                                         bvec->bv_len,
1057                                         &iter);
1058
1059                 if (!iov_iter_count(&iter))
1060                         break;
1061
1062                 if (ret < bvec->bv_len)
1063                         return -EFAULT;
1064         }
1065
1066         return 0;
1067 }
1068
1069 static void bio_free_pages(struct bio *bio)
1070 {
1071         struct bio_vec *bvec;
1072         int i;
1073
1074         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1075                 __free_page(bvec->bv_page);
1076 }
1077
1078 /**
1079  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1080  *      @bio: bio being terminated
1081  *
1082  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1083  *      to user space in case of a read.
1084  */
1085 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1086 {
1087         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1088         int ret = 0;
1089
1090         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1091                 /*
1092                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1093                  * don't copy into a random user address space, just free.
1094                  */
1095                 if (current->mm && bio_data_dir(bio) == READ)
1096                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1097                 if (bmd->is_our_pages)
1098                         bio_free_pages(bio);
1099         }
1100         kfree(bmd);
1101         bio_put(bio);
1102         return ret;
1103 }
1104 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1105
1106 /**
1107  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1108  *      @q:             destination block queue
1109  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1110  *      @iter:          iovec iterator
1111  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1112  *
1113  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1114  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1115  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1116  */
1117 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1118                               struct rq_map_data *map_data,
1119                               const struct iov_iter *iter,
1120                               gfp_t gfp_mask)
1121 {
1122         struct bio_map_data *bmd;
1123         struct page *page;
1124         struct bio *bio;
1125         int i, ret;
1126         int nr_pages = 0;
1127         unsigned int len = iter->count;
1128         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1129
1130         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1131                 unsigned long uaddr;
1132                 unsigned long end;
1133                 unsigned long start;
1134
1135                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1136                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1137                         >> PAGE_SHIFT;
1138                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1139
1140                 /*
1141                  * Overflow, abort
1142                  */
1143                 if (end < start)
1144                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1145
1146                 nr_pages += end - start;
1147         }
1148
1149         if (offset)
1150                 nr_pages++;
1151
1152         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1153         if (!bmd)
1154                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1155
1156         /*
1157          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1158          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1159          * shortlived one.
1160          */
1161         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1162         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1163         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1164                         iter->nr_segs, iter->count);
1165
1166         ret = -ENOMEM;
1167         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1168         if (!bio)
1169                 goto out_bmd;
1170
1171         if (iter->type & WRITE)
1172                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1173
1174         ret = 0;
1175
1176         if (map_data) {
1177                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1178                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1179         }
1180         while (len) {
1181                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1182
1183                 bytes -= offset;
1184
1185                 if (bytes > len)
1186                         bytes = len;
1187
1188                 if (map_data) {
1189                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1190                                 ret = -ENOMEM;
1191                                 break;
1192                         }
1193
1194                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1195                         page += (i % nr_pages);
1196
1197                         i++;
1198                 } else {
1199                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1200                         if (!page) {
1201                                 ret = -ENOMEM;
1202                                 break;
1203                         }
1204                 }
1205
1206                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1207                         break;
1208
1209                 len -= bytes;
1210                 offset = 0;
1211         }
1212
1213         if (ret)
1214                 goto cleanup;
1215
1216         /*
1217          * success
1218          */
1219         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1220             (map_data && map_data->from_user)) {
1221                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1222                 if (ret)
1223                         goto cleanup;
1224         }
1225
1226         bio->bi_private = bmd;
1227         return bio;
1228 cleanup:
1229         if (!map_data)
1230                 bio_free_pages(bio);
1231         bio_put(bio);
1232 out_bmd:
1233         kfree(bmd);
1234         return ERR_PTR(ret);
1235 }
1236
1237 /**
1238  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1239  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1240  *      @iter:          iovec iterator
1241  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1242  *
1243  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1244  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1245  */
1246 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1247                              const struct iov_iter *iter,
1248                              gfp_t gfp_mask)
1249 {
1250         int j;
1251         int nr_pages = 0;
1252         struct page **pages;
1253         struct bio *bio;
1254         int cur_page = 0;
1255         int ret, offset;
1256         struct iov_iter i;
1257         struct iovec iov;
1258
1259         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1260                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1261                 unsigned long len = iov.iov_len;
1262                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1263                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1264
1265                 /*
1266                  * Overflow, abort
1267                  */
1268                 if (end < start)
1269                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1270
1271                 nr_pages += end - start;
1272                 /*
1273                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1274                  */
1275                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1276                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1277         }
1278
1279         if (!nr_pages)
1280                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1281
1282         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1283         if (!bio)
1284                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1285
1286         ret = -ENOMEM;
1287         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1288         if (!pages)
1289                 goto out;
1290
1291         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1292                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1293                 unsigned long len = iov.iov_len;
1294                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1295                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1296                 const int local_nr_pages = end - start;
1297                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1298
1299                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1300                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1301                                 &pages[cur_page]);
1302                 if (ret < local_nr_pages) {
1303                         ret = -EFAULT;
1304                         goto out_unmap;
1305                 }
1306
1307                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1308                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1309                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1310
1311                         if (len <= 0)
1312                                 break;
1313                         
1314                         if (bytes > len)
1315                                 bytes = len;
1316
1317                         /*
1318                          * sorry...
1319                          */
1320                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1321                                             bytes)
1322                                 break;
1323
1324                         len -= bytes;
1325                         offset = 0;
1326                 }
1327
1328                 cur_page = j;
1329                 /*
1330                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1331                  */
1332                 while (j < page_limit)
1333                         page_cache_release(pages[j++]);
1334         }
1335
1336         kfree(pages);
1337
1338         /*
1339          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1340          */
1341         if (iter->type & WRITE)
1342                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1343
1344         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1345
1346         /*
1347          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1348          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1349          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1350          * reference to it
1351          */
1352         bio_get(bio);
1353         return bio;
1354
1355  out_unmap:
1356         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1357                 if (!pages[j])
1358                         break;
1359                 page_cache_release(pages[j]);
1360         }
1361  out:
1362         kfree(pages);
1363         bio_put(bio);
1364         return ERR_PTR(ret);
1365 }
1366
1367 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1368 {
1369         struct bio_vec *bvec;
1370         int i;
1371
1372         /*
1373          * make sure we dirty pages we wrote to
1374          */
1375         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1376                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1377                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1378
1379                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1380         }
1381
1382         bio_put(bio);
1383 }
1384
1385 /**
1386  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1387  *      @bio:           the bio being unmapped
1388  *
1389  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1390  *      a process context.
1391  *
1392  *      bio_unmap_user() may sleep.
1393  */
1394 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1395 {
1396         __bio_unmap_user(bio);
1397         bio_put(bio);
1398 }
1399 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1400
1401 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1402 {
1403         bio_put(bio);
1404 }
1405
1406 /**
1407  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1408  *      @q: the struct request_queue for the bio
1409  *      @data: pointer to buffer to map
1410  *      @len: length in bytes
1411  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1412  *
1413  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1414  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1415  */
1416 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1417                          gfp_t gfp_mask)
1418 {
1419         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1420         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1421         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1422         const int nr_pages = end - start;
1423         int offset, i;
1424         struct bio *bio;
1425
1426         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1427         if (!bio)
1428                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1429
1430         offset = offset_in_page(kaddr);
1431         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1432                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1433
1434                 if (len <= 0)
1435                         break;
1436
1437                 if (bytes > len)
1438                         bytes = len;
1439
1440                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1441                                     offset) < bytes) {
1442                         /* we don't support partial mappings */
1443                         bio_put(bio);
1444                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1445                 }
1446
1447                 data += bytes;
1448                 len -= bytes;
1449                 offset = 0;
1450         }
1451
1452         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1453         return bio;
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1456
1457 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1458 {
1459         bio_free_pages(bio);
1460         bio_put(bio);
1461 }
1462
1463 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1464 {
1465         char *p = bio->bi_private;
1466         struct bio_vec *bvec;
1467         int i;
1468
1469         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1470                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1471                 p += bvec->bv_len;
1472         }
1473
1474         bio_copy_kern_endio(bio);
1475 }
1476
1477 /**
1478  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1479  *      @q: the struct request_queue for the bio
1480  *      @data: pointer to buffer to copy
1481  *      @len: length in bytes
1482  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1483  *      @reading: data direction is READ
1484  *
1485  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1486  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1487  */
1488 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1489                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1490 {
1491         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1492         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1493         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1494         struct bio *bio;
1495         void *p = data;
1496         int nr_pages = 0;
1497
1498         /*
1499          * Overflow, abort
1500          */
1501         if (end < start)
1502                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1503
1504         nr_pages = end - start;
1505         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1506         if (!bio)
1507                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1508
1509         while (len) {
1510                 struct page *page;
1511                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1512
1513                 if (bytes > len)
1514                         bytes = len;
1515
1516                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1517                 if (!page)
1518                         goto cleanup;
1519
1520                 if (!reading)
1521                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1522
1523                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1524                         break;
1525
1526                 len -= bytes;
1527                 p += bytes;
1528         }
1529
1530         if (reading) {
1531                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1532                 bio->bi_private = data;
1533         } else {
1534                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1535                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1536         }
1537
1538         return bio;
1539
1540 cleanup:
1541         bio_free_pages(bio);
1542         bio_put(bio);
1543         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1544 }
1545 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1546
1547 /*
1548  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1549  * for performing direct-IO in BIOs.
1550  *
1551  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1552  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1553  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1554  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1555  * in process context.
1556  *
1557  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1558  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1559  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1560  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1561  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1562  *
1563  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1564  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1565  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1566  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1567  * pagecache.
1568  *
1569  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1570  * deferred bio dirtying paths.
1571  */
1572
1573 /*
1574  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1575  */
1576 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1577 {
1578         struct bio_vec *bvec;
1579         int i;
1580
1581         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1582                 struct page *page = bvec->bv_page;
1583
1584                 if (page && !PageCompound(page))
1585                         set_page_dirty_lock(page);
1586         }
1587 }
1588
1589 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1590 {
1591         struct bio_vec *bvec;
1592         int i;
1593
1594         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1595                 struct page *page = bvec->bv_page;
1596
1597                 if (page)
1598                         put_page(page);
1599         }
1600 }
1601
1602 /*
1603  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1604  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1605  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1606  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1607  *
1608  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1609  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1610  * run one bio_put() against the BIO.
1611  */
1612
1613 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1614
1615 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1616 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1617 static struct bio *bio_dirty_list;
1618
1619 /*
1620  * This runs in process context
1621  */
1622 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1623 {
1624         unsigned long flags;
1625         struct bio *bio;
1626
1627         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1628         bio = bio_dirty_list;
1629         bio_dirty_list = NULL;
1630         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1631
1632         while (bio) {
1633                 struct bio *next = bio->bi_private;
1634
1635                 bio_set_pages_dirty(bio);
1636                 bio_release_pages(bio);
1637                 bio_put(bio);
1638                 bio = next;
1639         }
1640 }
1641
1642 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1643 {
1644         struct bio_vec *bvec;
1645         int nr_clean_pages = 0;
1646         int i;
1647
1648         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1649                 struct page *page = bvec->bv_page;
1650
1651                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1652                         page_cache_release(page);
1653                         bvec->bv_page = NULL;
1654                 } else {
1655                         nr_clean_pages++;
1656                 }
1657         }
1658
1659         if (nr_clean_pages) {
1660                 unsigned long flags;
1661
1662                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1663                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1664                 bio_dirty_list = bio;
1665                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1666                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1667         } else {
1668                 bio_put(bio);
1669         }
1670 }
1671
1672 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1673                            struct hd_struct *part)
1674 {
1675         int cpu = part_stat_lock();
1676
1677         part_round_stats(cpu, part);
1678         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1679         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1680         part_inc_in_flight(part, rw);
1681
1682         part_stat_unlock();
1683 }
1684 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1685
1686 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1687                          unsigned long start_time)
1688 {
1689         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1690         int cpu = part_stat_lock();
1691
1692         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1693         part_round_stats(cpu, part);
1694         part_dec_in_flight(part, rw);
1695
1696         part_stat_unlock();
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1699
1700 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1701 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1702 {
1703         struct bio_vec bvec;
1704         struct bvec_iter iter;
1705
1706         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1707                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1708 }
1709 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1710 #endif
1711
1712 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1713 {
1714         /*
1715          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1716          * we always end io on the first invocation.
1717          */
1718         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1719                 return true;
1720
1721         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1722
1723         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1724                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1725                 return true;
1726         }
1727
1728         return false;
1729 }
1730
1731 /**
1732  * bio_endio - end I/O on a bio
1733  * @bio:        bio
1734  *
1735  * Description:
1736  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1737  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1738  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1739  **/
1740 void bio_endio(struct bio *bio)
1741 {
1742         while (bio) {
1743                 if (unlikely(!bio_remaining_done(bio)))
1744                         break;
1745
1746                 /*
1747                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1748                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1749                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1750                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1751                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1752                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1753                  */
1754                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1755                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1756                         parent->bi_error = bio->bi_error;
1757                         bio_put(bio);
1758                         bio = parent;
1759                 } else {
1760                         if (bio->bi_end_io)
1761                                 bio->bi_end_io(bio);
1762                         bio = NULL;
1763                 }
1764         }
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1767
1768 /**
1769  * bio_split - split a bio
1770  * @bio:        bio to split
1771  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1772  * @gfp:        gfp mask
1773  * @bs:         bio set to allocate from
1774  *
1775  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1776  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1777  *
1778  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1779  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1780  * @bio is not freed before the split.
1781  */
1782 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1783                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1784 {
1785         struct bio *split = NULL;
1786
1787         BUG_ON(sectors <= 0);
1788         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1789
1790         /*
1791          * Discards need a mutable bio_vec to accommodate the payload
1792          * required by the DSM TRIM and UNMAP commands.
1793          */
1794         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
1795                 split = bio_clone_bioset(bio, gfp, bs);
1796         else
1797                 split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1798
1799         if (!split)
1800                 return NULL;
1801
1802         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1803
1804         if (bio_integrity(split))
1805                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1806
1807         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1808
1809         return split;
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1812
1813 /**
1814  * bio_trim - trim a bio
1815  * @bio:        bio to trim
1816  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1817  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1818  */
1819 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1820 {
1821         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1822          * the given offset and size.
1823          */
1824
1825         size <<= 9;
1826         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1827                 return;
1828
1829         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1830
1831         bio_advance(bio, offset << 9);
1832
1833         bio->bi_iter.bi_size = size;
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1836
1837 /*
1838  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1839  * use the global biovec slabs created for general use.
1840  */
1841 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1842 {
1843         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1844
1845         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1846 }
1847
1848 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1849 {
1850         if (bs->rescue_workqueue)
1851                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1852
1853         if (bs->bio_pool)
1854                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1855
1856         if (bs->bvec_pool)
1857                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1858
1859         bioset_integrity_free(bs);
1860         bio_put_slab(bs);
1861
1862         kfree(bs);
1863 }
1864 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1865
1866 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1867                                        unsigned int front_pad,
1868                                        bool create_bvec_pool)
1869 {
1870         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1871         struct bio_set *bs;
1872
1873         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1874         if (!bs)
1875                 return NULL;
1876
1877         bs->front_pad = front_pad;
1878
1879         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1880         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1881         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1882
1883         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1884         if (!bs->bio_slab) {
1885                 kfree(bs);
1886                 return NULL;
1887         }
1888
1889         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1890         if (!bs->bio_pool)
1891                 goto bad;
1892
1893         if (create_bvec_pool) {
1894                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1895                 if (!bs->bvec_pool)
1896                         goto bad;
1897         }
1898
1899         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1900         if (!bs->rescue_workqueue)
1901                 goto bad;
1902
1903         return bs;
1904 bad:
1905         bioset_free(bs);
1906         return NULL;
1907 }
1908
1909 /**
1910  * bioset_create  - Create a bio_set
1911  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1912  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1913  *
1914  * Description:
1915  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1916  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1917  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1918  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1919  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1920  *    or things will break badly.
1921  */
1922 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1923 {
1924         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1927
1928 /**
1929  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1930  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1931  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1932  *
1933  * Description:
1934  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1935  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1936  */
1937 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1938 {
1939         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1940 }
1941 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1942
1943 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1944
1945 /**
1946  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
1947  * @bio: target bio
1948  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
1949  *
1950  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
1951  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
1952  *
1953  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
1954  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
1955  * synchronizing calls to this function.
1956  */
1957 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1958 {
1959         if (unlikely(bio->bi_css))
1960                 return -EBUSY;
1961         css_get(blkcg_css);
1962         bio->bi_css = blkcg_css;
1963         return 0;
1964 }
1965 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
1966
1967 /**
1968  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1969  * @bio: target bio
1970  *
1971  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1972  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1973  * task actually issues it.
1974  *
1975  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1976  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1977  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1978  * calls to this function.
1979  */
1980 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1981 {
1982         struct io_context *ioc;
1983
1984         if (bio->bi_css)
1985                 return -EBUSY;
1986
1987         ioc = current->io_context;
1988         if (!ioc)
1989                 return -ENOENT;
1990
1991         get_io_context_active(ioc);
1992         bio->bi_ioc = ioc;
1993         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
1994         return 0;
1995 }
1996 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
1997
1998 /**
1999  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2000  * @bio: target bio
2001  */
2002 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2003 {
2004         if (bio->bi_ioc) {
2005                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2006                 bio->bi_ioc = NULL;
2007         }
2008         if (bio->bi_css) {
2009                 css_put(bio->bi_css);
2010                 bio->bi_css = NULL;
2011         }
2012 }
2013
2014 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2015
2016 static void __init biovec_init_slabs(void)
2017 {
2018         int i;
2019
2020         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2021                 int size;
2022                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2023
2024                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2025                         bvs->slab = NULL;
2026                         continue;
2027                 }
2028
2029                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2030                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2031                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2032         }
2033 }
2034
2035 static int __init init_bio(void)
2036 {
2037         bio_slab_max = 2;
2038         bio_slab_nr = 0;
2039         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2040         if (!bio_slabs)
2041                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2042
2043         bio_integrity_init();
2044         biovec_init_slabs();
2045
2046         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2047         if (!fs_bio_set)
2048                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2049
2050         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2051                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2052
2053         return 0;
2054 }
2055 subsys_initcall(init_bio);