]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - fs/bio.c
Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/iwlwifi/iwlwif...
[~andy/linux] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
32
33 #include <trace/events/block.h>
34
35 /*
36  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
37  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
38  */
39 #define BIO_INLINE_VECS         4
40
41 /*
42  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
43  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
44  * unsigned short
45  */
46 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
47 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
48         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
49 };
50 #undef BV
51
52 /*
53  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
54  * IO code that does not need private memory pools.
55  */
56 struct bio_set *fs_bio_set;
57 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
58
59 /*
60  * Our slab pool management
61  */
62 struct bio_slab {
63         struct kmem_cache *slab;
64         unsigned int slab_ref;
65         unsigned int slab_size;
66         char name[8];
67 };
68 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
69 static struct bio_slab *bio_slabs;
70 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
71
72 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
73 {
74         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
75         struct kmem_cache *slab = NULL;
76         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
77         unsigned int new_bio_slab_max;
78         unsigned int i, entry = -1;
79
80         mutex_lock(&bio_slab_lock);
81
82         i = 0;
83         while (i < bio_slab_nr) {
84                 bslab = &bio_slabs[i];
85
86                 if (!bslab->slab && entry == -1)
87                         entry = i;
88                 else if (bslab->slab_size == sz) {
89                         slab = bslab->slab;
90                         bslab->slab_ref++;
91                         break;
92                 }
93                 i++;
94         }
95
96         if (slab)
97                 goto out_unlock;
98
99         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
100                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
101                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
102                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
103                                          GFP_KERNEL);
104                 if (!new_bio_slabs)
105                         goto out_unlock;
106                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
107                 bio_slabs = new_bio_slabs;
108         }
109         if (entry == -1)
110                 entry = bio_slab_nr++;
111
112         bslab = &bio_slabs[entry];
113
114         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
115         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
116         if (!slab)
117                 goto out_unlock;
118
119         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
120         bslab->slab = slab;
121         bslab->slab_ref = 1;
122         bslab->slab_size = sz;
123 out_unlock:
124         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
125         return slab;
126 }
127
128 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
129 {
130         struct bio_slab *bslab = NULL;
131         unsigned int i;
132
133         mutex_lock(&bio_slab_lock);
134
135         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
136                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
137                         bslab = &bio_slabs[i];
138                         break;
139                 }
140         }
141
142         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
143                 goto out;
144
145         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
146
147         if (--bslab->slab_ref)
148                 goto out;
149
150         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
151         bslab->slab = NULL;
152
153 out:
154         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
155 }
156
157 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
158 {
159         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
160 }
161
162 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
163 {
164         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
165
166         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
167                 mempool_free(bv, pool);
168         else {
169                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
170
171                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
172         }
173 }
174
175 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
176                            mempool_t *pool)
177 {
178         struct bio_vec *bvl;
179
180         /*
181          * see comment near bvec_array define!
182          */
183         switch (nr) {
184         case 1:
185                 *idx = 0;
186                 break;
187         case 2 ... 4:
188                 *idx = 1;
189                 break;
190         case 5 ... 16:
191                 *idx = 2;
192                 break;
193         case 17 ... 64:
194                 *idx = 3;
195                 break;
196         case 65 ... 128:
197                 *idx = 4;
198                 break;
199         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
200                 *idx = 5;
201                 break;
202         default:
203                 return NULL;
204         }
205
206         /*
207          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
208          * 1-vec entry pool is mempool backed.
209          */
210         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
211 fallback:
212                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
213         } else {
214                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
215                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
216
217                 /*
218                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
219                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
220                  * in case of failure.
221                  */
222                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
223
224                 /*
225                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
226                  * is set, retry with the 1-entry mempool
227                  */
228                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
229                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
230                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
231                         goto fallback;
232                 }
233         }
234
235         return bvl;
236 }
237
238 static void __bio_free(struct bio *bio)
239 {
240         bio_disassociate_task(bio);
241
242         if (bio_integrity(bio))
243                 bio_integrity_free(bio);
244 }
245
246 static void bio_free(struct bio *bio)
247 {
248         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
249         void *p;
250
251         __bio_free(bio);
252
253         if (bs) {
254                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
255                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
256
257                 /*
258                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
259                  */
260                 p = bio;
261                 p -= bs->front_pad;
262
263                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
264         } else {
265                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
266                 kfree(bio);
267         }
268 }
269
270 void bio_init(struct bio *bio)
271 {
272         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
273         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
274         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
275         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
278
279 /**
280  * bio_reset - reinitialize a bio
281  * @bio:        bio to reset
282  *
283  * Description:
284  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
285  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
286  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
287  *   comment in struct bio.
288  */
289 void bio_reset(struct bio *bio)
290 {
291         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
292
293         __bio_free(bio);
294
295         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
296         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
297         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
300
301 static void bio_chain_endio(struct bio *bio, int error)
302 {
303         bio_endio(bio->bi_private, error);
304         bio_put(bio);
305 }
306
307 /**
308  * bio_chain - chain bio completions
309  *
310  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
311  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
312  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
313  *
314  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
315  */
316 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
317 {
318         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
319
320         bio->bi_private = parent;
321         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
322         atomic_inc(&parent->bi_remaining);
323 }
324 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
325
326 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
327 {
328         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
329         struct bio *bio;
330
331         while (1) {
332                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
333                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
334                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
335
336                 if (!bio)
337                         break;
338
339                 generic_make_request(bio);
340         }
341 }
342
343 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
344 {
345         struct bio_list punt, nopunt;
346         struct bio *bio;
347
348         /*
349          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
350          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
351          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
352          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
353          * our own rescuer would be bad.
354          *
355          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
356          * remove from the middle of the list:
357          */
358
359         bio_list_init(&punt);
360         bio_list_init(&nopunt);
361
362         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
363                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
364
365         *current->bio_list = nopunt;
366
367         spin_lock(&bs->rescue_lock);
368         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
369         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
370
371         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
372 }
373
374 /**
375  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
376  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
377  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
378  * @bs:         the bio_set to allocate from.
379  *
380  * Description:
381  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
382  *   backed by the @bs's mempool.
383  *
384  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
385  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
386  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
387  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
388  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
389  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
390  *
391  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
392  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
393  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
394  *   stack overflows.
395  *
396  *   This would normally mean allocating multiple bios under
397  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
398  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
399  *   thread.
400  *
401  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
402  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
403  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
404  *   for per bio allocations.
405  *
406  *   RETURNS:
407  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
408  */
409 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
410 {
411         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
412         unsigned front_pad;
413         unsigned inline_vecs;
414         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
415         struct bio_vec *bvl = NULL;
416         struct bio *bio;
417         void *p;
418
419         if (!bs) {
420                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
421                         return NULL;
422
423                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
424                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
425                             gfp_mask);
426                 front_pad = 0;
427                 inline_vecs = nr_iovecs;
428         } else {
429                 /*
430                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
431                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
432                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
433                  * return.
434                  *
435                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
436                  * multiple bios from the same bio_set() while running
437                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
438                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
439                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
440                  * reserve.
441                  *
442                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
443                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
444                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
445                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
446                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
447                  * with the original gfp_flags.
448                  */
449
450                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
451                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
452
453                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
454                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
455                         punt_bios_to_rescuer(bs);
456                         gfp_mask = saved_gfp;
457                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
458                 }
459
460                 front_pad = bs->front_pad;
461                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
462         }
463
464         if (unlikely(!p))
465                 return NULL;
466
467         bio = p + front_pad;
468         bio_init(bio);
469
470         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
471                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
472                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
473                         punt_bios_to_rescuer(bs);
474                         gfp_mask = saved_gfp;
475                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
476                 }
477
478                 if (unlikely(!bvl))
479                         goto err_free;
480
481                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
482         } else if (nr_iovecs) {
483                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
484         }
485
486         bio->bi_pool = bs;
487         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
488         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
489         bio->bi_io_vec = bvl;
490         return bio;
491
492 err_free:
493         mempool_free(p, bs->bio_pool);
494         return NULL;
495 }
496 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
497
498 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
499 {
500         unsigned long flags;
501         struct bio_vec bv;
502         struct bvec_iter iter;
503
504         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
505                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
506                 memset(data, 0, bv.bv_len);
507                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
508                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
509         }
510 }
511 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
512
513 /**
514  * bio_put - release a reference to a bio
515  * @bio:   bio to release reference to
516  *
517  * Description:
518  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
519  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
520  **/
521 void bio_put(struct bio *bio)
522 {
523         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
524
525         /*
526          * last put frees it
527          */
528         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
529                 bio_free(bio);
530 }
531 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
532
533 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
534 {
535         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
536                 blk_recount_segments(q, bio);
537
538         return bio->bi_phys_segments;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
541
542 /**
543  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
544  *      @bio: destination bio
545  *      @bio_src: bio to clone
546  *
547  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
548  *      the actual data it points to. Reference count of returned
549  *      bio will be one.
550  *
551  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
552  */
553 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
554 {
555         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
556
557         /*
558          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
559          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
560          */
561         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
562         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
563         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
564         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
565         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
568
569 /**
570  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
571  *      @bio: bio to clone
572  *      @gfp_mask: allocation priority
573  *      @bs: bio_set to allocate from
574  *
575  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
576  */
577 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
578 {
579         struct bio *b;
580
581         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
582         if (!b)
583                 return NULL;
584
585         __bio_clone_fast(b, bio);
586
587         if (bio_integrity(bio)) {
588                 int ret;
589
590                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
591
592                 if (ret < 0) {
593                         bio_put(b);
594                         return NULL;
595                 }
596         }
597
598         return b;
599 }
600 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
601
602 /**
603  *      bio_clone_bioset - clone a bio
604  *      @bio_src: bio to clone
605  *      @gfp_mask: allocation priority
606  *      @bs: bio_set to allocate from
607  *
608  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
609  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
610  */
611 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
612                              struct bio_set *bs)
613 {
614         unsigned nr_iovecs = 0;
615         struct bvec_iter iter;
616         struct bio_vec bv;
617         struct bio *bio;
618
619         /*
620          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
621          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
622          *
623          * We can't do that anymore, because:
624          *
625          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
626          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
627          *
628          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
629          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
630          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
631          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
632          *
633          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
634          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
635          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
636          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
637          *    asking for trouble and would force extra work on
638          *    __bio_clone_fast() anyways.
639          */
640
641         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
642                 nr_iovecs++;
643
644         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, bs);
645         if (!bio)
646                 return NULL;
647
648         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
649         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
650         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
651         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
652
653         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
654                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
655
656         if (bio_integrity(bio_src)) {
657                 int ret;
658
659                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
660                 if (ret < 0) {
661                         bio_put(bio);
662                         return NULL;
663                 }
664         }
665
666         return bio;
667 }
668 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
669
670 /**
671  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
672  *      @bdev:  I/O target
673  *
674  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
675  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
676  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
677  *      on offset.
678  */
679 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
680 {
681         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
682         int nr_pages;
683
684         nr_pages = min_t(unsigned,
685                      queue_max_segments(q),
686                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
687
688         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
689
690 }
691 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
692
693 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
694                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
695                           unsigned int max_sectors)
696 {
697         int retried_segments = 0;
698         struct bio_vec *bvec;
699
700         /*
701          * cloned bio must not modify vec list
702          */
703         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
704                 return 0;
705
706         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
707                 return 0;
708
709         /*
710          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
711          * we will often be called with the same page as last time and
712          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
713          */
714         if (bio->bi_vcnt > 0) {
715                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
716
717                 if (page == prev->bv_page &&
718                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
719                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
720                         prev->bv_len += len;
721
722                         if (q->merge_bvec_fn) {
723                                 struct bvec_merge_data bvm = {
724                                         /* prev_bvec is already charged in
725                                            bi_size, discharge it in order to
726                                            simulate merging updated prev_bvec
727                                            as new bvec. */
728                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
729                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
730                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
731                                                 prev_bv_len,
732                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
733                                 };
734
735                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
736                                         prev->bv_len -= len;
737                                         return 0;
738                                 }
739                         }
740
741                         goto done;
742                 }
743         }
744
745         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
746                 return 0;
747
748         /*
749          * we might lose a segment or two here, but rather that than
750          * make this too complex.
751          */
752
753         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
754
755                 if (retried_segments)
756                         return 0;
757
758                 retried_segments = 1;
759                 blk_recount_segments(q, bio);
760         }
761
762         /*
763          * setup the new entry, we might clear it again later if we
764          * cannot add the page
765          */
766         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
767         bvec->bv_page = page;
768         bvec->bv_len = len;
769         bvec->bv_offset = offset;
770
771         /*
772          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
773          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
774          * queue to get further control
775          */
776         if (q->merge_bvec_fn) {
777                 struct bvec_merge_data bvm = {
778                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
779                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
780                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size,
781                         .bi_rw = bio->bi_rw,
782                 };
783
784                 /*
785                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
786                  * at this offset
787                  */
788                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
789                         bvec->bv_page = NULL;
790                         bvec->bv_len = 0;
791                         bvec->bv_offset = 0;
792                         return 0;
793                 }
794         }
795
796         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
797         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
798                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
799
800         bio->bi_vcnt++;
801         bio->bi_phys_segments++;
802  done:
803         bio->bi_iter.bi_size += len;
804         return len;
805 }
806
807 /**
808  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
809  *      @q: the target queue
810  *      @bio: destination bio
811  *      @page: page to add
812  *      @len: vec entry length
813  *      @offset: vec entry offset
814  *
815  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
816  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
817  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
818  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
819  *
820  *      This should only be used by REQ_PC bios.
821  */
822 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
823                     unsigned int len, unsigned int offset)
824 {
825         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
826                               queue_max_hw_sectors(q));
827 }
828 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
829
830 /**
831  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
832  *      @bio: destination bio
833  *      @page: page to add
834  *      @len: vec entry length
835  *      @offset: vec entry offset
836  *
837  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
838  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
839  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
840  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
841  */
842 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
843                  unsigned int offset)
844 {
845         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
846         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
847 }
848 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
849
850 struct submit_bio_ret {
851         struct completion event;
852         int error;
853 };
854
855 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
856 {
857         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
858
859         ret->error = error;
860         complete(&ret->event);
861 }
862
863 /**
864  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
865  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
866  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
867  *
868  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
869  * bio_endio() on failure.
870  */
871 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
872 {
873         struct submit_bio_ret ret;
874
875         rw |= REQ_SYNC;
876         init_completion(&ret.event);
877         bio->bi_private = &ret;
878         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
879         submit_bio(rw, bio);
880         wait_for_completion(&ret.event);
881
882         return ret.error;
883 }
884 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
885
886 /**
887  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
888  * @bio:        bio to advance
889  * @bytes:      number of bytes to complete
890  *
891  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
892  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
893  * be updated on the last bvec as well.
894  *
895  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
896  */
897 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
898 {
899         if (bio_integrity(bio))
900                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
901
902         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
903 }
904 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
905
906 /**
907  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
908  * @bio: bio to allocate pages for
909  * @gfp_mask: flags for allocation
910  *
911  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
912  *
913  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
914  * freed.
915  */
916 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
917 {
918         int i;
919         struct bio_vec *bv;
920
921         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
922                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
923                 if (!bv->bv_page) {
924                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
925                                 __free_page(bv->bv_page);
926                         return -ENOMEM;
927                 }
928         }
929
930         return 0;
931 }
932 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
933
934 /**
935  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
936  * another
937  * @src: source bio list
938  * @dst: destination bio list
939  *
940  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
941  * @src and @dst as linked lists of bios.
942  *
943  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
944  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
945  */
946 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
947 {
948         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
949         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
950         void *src_p, *dst_p;
951         unsigned bytes;
952
953         src_iter = src->bi_iter;
954         dst_iter = dst->bi_iter;
955
956         while (1) {
957                 if (!src_iter.bi_size) {
958                         src = src->bi_next;
959                         if (!src)
960                                 break;
961
962                         src_iter = src->bi_iter;
963                 }
964
965                 if (!dst_iter.bi_size) {
966                         dst = dst->bi_next;
967                         if (!dst)
968                                 break;
969
970                         dst_iter = dst->bi_iter;
971                 }
972
973                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
974                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
975
976                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
977
978                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
979                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
980
981                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
982                        src_p + src_bv.bv_offset,
983                        bytes);
984
985                 kunmap_atomic(dst_p);
986                 kunmap_atomic(src_p);
987
988                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
989                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
990         }
991 }
992 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
993
994 struct bio_map_data {
995         int nr_sgvecs;
996         int is_our_pages;
997         struct sg_iovec sgvecs[];
998 };
999
1000 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
1001                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1002                              int is_our_pages)
1003 {
1004         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
1005         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
1006         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
1007         bio->bi_private = bmd;
1008 }
1009
1010 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
1011                                                unsigned int iov_count,
1012                                                gfp_t gfp_mask)
1013 {
1014         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1015                 return NULL;
1016
1017         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1018                        sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
1019 }
1020
1021 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1022                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
1023 {
1024         int ret = 0, i;
1025         struct bio_vec *bvec;
1026         int iov_idx = 0;
1027         unsigned int iov_off = 0;
1028
1029         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1030                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
1031                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
1032
1033                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
1034                         unsigned int bytes;
1035                         char __user *iov_addr;
1036
1037                         bytes = min_t(unsigned int,
1038                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1039                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1040
1041                         if (!ret) {
1042                                 if (to_user)
1043                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1044                                                            bytes);
1045
1046                                 if (from_user)
1047                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1048                                                              bytes);
1049
1050                                 if (ret)
1051                                         ret = -EFAULT;
1052                         }
1053
1054                         bv_len -= bytes;
1055                         bv_addr += bytes;
1056                         iov_addr += bytes;
1057                         iov_off += bytes;
1058
1059                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1060                                 iov_idx++;
1061                                 iov_off = 0;
1062                         }
1063                 }
1064
1065                 if (do_free_page)
1066                         __free_page(bvec->bv_page);
1067         }
1068
1069         return ret;
1070 }
1071
1072 /**
1073  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1074  *      @bio: bio being terminated
1075  *
1076  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
1077  *      to user space in case of a read.
1078  */
1079 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1080 {
1081         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1082         struct bio_vec *bvec;
1083         int ret = 0, i;
1084
1085         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1086                 /*
1087                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1088                  * don't copy into a random user address space, just free.
1089                  */
1090                 if (current->mm)
1091                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs,
1092                                              bio_data_dir(bio) == READ,
1093                                              0, bmd->is_our_pages);
1094                 else if (bmd->is_our_pages)
1095                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1096                                 __free_page(bvec->bv_page);
1097         }
1098         kfree(bmd);
1099         bio_put(bio);
1100         return ret;
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1103
1104 /**
1105  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1106  *      @q: destination block queue
1107  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1108  *      @iov:   the iovec.
1109  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1110  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
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                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1120                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1121 {
1122         struct bio_map_data *bmd;
1123         struct bio_vec *bvec;
1124         struct page *page;
1125         struct bio *bio;
1126         int i, ret;
1127         int nr_pages = 0;
1128         unsigned int len = 0;
1129         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1130
1131         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1132                 unsigned long uaddr;
1133                 unsigned long end;
1134                 unsigned long start;
1135
1136                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1137                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> 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                 len += iov[i].iov_len;
1148         }
1149
1150         if (offset)
1151                 nr_pages++;
1152
1153         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1154         if (!bmd)
1155                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1156
1157         ret = -ENOMEM;
1158         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1159         if (!bio)
1160                 goto out_bmd;
1161
1162         if (!write_to_vm)
1163                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1164
1165         ret = 0;
1166
1167         if (map_data) {
1168                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1169                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1170         }
1171         while (len) {
1172                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1173
1174                 bytes -= offset;
1175
1176                 if (bytes > len)
1177                         bytes = len;
1178
1179                 if (map_data) {
1180                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1181                                 ret = -ENOMEM;
1182                                 break;
1183                         }
1184
1185                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1186                         page += (i % nr_pages);
1187
1188                         i++;
1189                 } else {
1190                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1191                         if (!page) {
1192                                 ret = -ENOMEM;
1193                                 break;
1194                         }
1195                 }
1196
1197                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1198                         break;
1199
1200                 len -= bytes;
1201                 offset = 0;
1202         }
1203
1204         if (ret)
1205                 goto cleanup;
1206
1207         /*
1208          * success
1209          */
1210         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1211             (map_data && map_data->from_user)) {
1212                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1213                 if (ret)
1214                         goto cleanup;
1215         }
1216
1217         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1218         return bio;
1219 cleanup:
1220         if (!map_data)
1221                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1222                         __free_page(bvec->bv_page);
1223
1224         bio_put(bio);
1225 out_bmd:
1226         kfree(bmd);
1227         return ERR_PTR(ret);
1228 }
1229
1230 /**
1231  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1232  *      @q: destination block queue
1233  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1234  *      @uaddr: start of user address
1235  *      @len: length in bytes
1236  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1237  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1238  *
1239  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1240  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1241  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1242  */
1243 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1244                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1245                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1246 {
1247         struct sg_iovec iov;
1248
1249         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1250         iov.iov_len = len;
1251
1252         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1253 }
1254 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1255
1256 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1257                                       struct block_device *bdev,
1258                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1259                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1260 {
1261         int i, j;
1262         int nr_pages = 0;
1263         struct page **pages;
1264         struct bio *bio;
1265         int cur_page = 0;
1266         int ret, offset;
1267
1268         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1269                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1270                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1271                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1272                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1273
1274                 /*
1275                  * Overflow, abort
1276                  */
1277                 if (end < start)
1278                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1279
1280                 nr_pages += end - start;
1281                 /*
1282                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1283                  */
1284                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1285                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1286         }
1287
1288         if (!nr_pages)
1289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1290
1291         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1292         if (!bio)
1293                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1294
1295         ret = -ENOMEM;
1296         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1297         if (!pages)
1298                 goto out;
1299
1300         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1301                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1302                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1303                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1304                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1305                 const int local_nr_pages = end - start;
1306                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1307
1308                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1309                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1310                 if (ret < local_nr_pages) {
1311                         ret = -EFAULT;
1312                         goto out_unmap;
1313                 }
1314
1315                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1316                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1317                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1318
1319                         if (len <= 0)
1320                                 break;
1321                         
1322                         if (bytes > len)
1323                                 bytes = len;
1324
1325                         /*
1326                          * sorry...
1327                          */
1328                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1329                                             bytes)
1330                                 break;
1331
1332                         len -= bytes;
1333                         offset = 0;
1334                 }
1335
1336                 cur_page = j;
1337                 /*
1338                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1339                  */
1340                 while (j < page_limit)
1341                         page_cache_release(pages[j++]);
1342         }
1343
1344         kfree(pages);
1345
1346         /*
1347          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1348          */
1349         if (!write_to_vm)
1350                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1351
1352         bio->bi_bdev = bdev;
1353         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1354         return bio;
1355
1356  out_unmap:
1357         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1358                 if(!pages[i])
1359                         break;
1360                 page_cache_release(pages[i]);
1361         }
1362  out:
1363         kfree(pages);
1364         bio_put(bio);
1365         return ERR_PTR(ret);
1366 }
1367
1368 /**
1369  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1370  *      @q: the struct request_queue for the bio
1371  *      @bdev: destination block device
1372  *      @uaddr: start of user address
1373  *      @len: length in bytes
1374  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1375  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1376  *
1377  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1378  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1379  */
1380 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1381                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1382                          gfp_t gfp_mask)
1383 {
1384         struct sg_iovec iov;
1385
1386         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1387         iov.iov_len = len;
1388
1389         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1390 }
1391 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1392
1393 /**
1394  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1395  *      @q: the struct request_queue for the bio
1396  *      @bdev: destination block device
1397  *      @iov:   the iovec.
1398  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1399  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1400  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1401  *
1402  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1403  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1404  */
1405 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1406                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1407                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1408 {
1409         struct bio *bio;
1410
1411         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1412                                  gfp_mask);
1413         if (IS_ERR(bio))
1414                 return bio;
1415
1416         /*
1417          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1418          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1419          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1420          * reference to it
1421          */
1422         bio_get(bio);
1423
1424         return bio;
1425 }
1426
1427 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1428 {
1429         struct bio_vec *bvec;
1430         int i;
1431
1432         /*
1433          * make sure we dirty pages we wrote to
1434          */
1435         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1436                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1437                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1438
1439                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1440         }
1441
1442         bio_put(bio);
1443 }
1444
1445 /**
1446  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1447  *      @bio:           the bio being unmapped
1448  *
1449  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1450  *      a process context.
1451  *
1452  *      bio_unmap_user() may sleep.
1453  */
1454 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1455 {
1456         __bio_unmap_user(bio);
1457         bio_put(bio);
1458 }
1459 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1460
1461 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1462 {
1463         bio_put(bio);
1464 }
1465
1466 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1467                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1468 {
1469         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1470         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1471         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1472         const int nr_pages = end - start;
1473         int offset, i;
1474         struct bio *bio;
1475
1476         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1477         if (!bio)
1478                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1479
1480         offset = offset_in_page(kaddr);
1481         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1482                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1483
1484                 if (len <= 0)
1485                         break;
1486
1487                 if (bytes > len)
1488                         bytes = len;
1489
1490                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1491                                     offset) < bytes)
1492                         break;
1493
1494                 data += bytes;
1495                 len -= bytes;
1496                 offset = 0;
1497         }
1498
1499         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1500         return bio;
1501 }
1502
1503 /**
1504  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1505  *      @q: the struct request_queue for the bio
1506  *      @data: pointer to buffer to map
1507  *      @len: length in bytes
1508  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1509  *
1510  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1511  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1512  */
1513 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1514                          gfp_t gfp_mask)
1515 {
1516         struct bio *bio;
1517
1518         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1519         if (IS_ERR(bio))
1520                 return bio;
1521
1522         if (bio->bi_iter.bi_size == len)
1523                 return bio;
1524
1525         /*
1526          * Don't support partial mappings.
1527          */
1528         bio_put(bio);
1529         return ERR_PTR(-EINVAL);
1530 }
1531 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1532
1533 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1534 {
1535         struct bio_vec *bvec;
1536         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1537         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1538         int i;
1539         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1540
1541         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1542                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1543
1544                 if (read)
1545                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
1546
1547                 __free_page(bvec->bv_page);
1548                 p += bvec->bv_len;
1549         }
1550
1551         kfree(bmd);
1552         bio_put(bio);
1553 }
1554
1555 /**
1556  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1557  *      @q: the struct request_queue for the bio
1558  *      @data: pointer to buffer to copy
1559  *      @len: length in bytes
1560  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1561  *      @reading: data direction is READ
1562  *
1563  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1564  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1565  */
1566 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1567                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1568 {
1569         struct bio *bio;
1570         struct bio_vec *bvec;
1571         int i;
1572
1573         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1574         if (IS_ERR(bio))
1575                 return bio;
1576
1577         if (!reading) {
1578                 void *p = data;
1579
1580                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1581                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1582
1583                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1584                         p += bvec->bv_len;
1585                 }
1586         }
1587
1588         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1589
1590         return bio;
1591 }
1592 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1593
1594 /*
1595  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1596  * for performing direct-IO in BIOs.
1597  *
1598  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1599  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1600  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1601  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1602  * in process context.
1603  *
1604  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1605  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1606  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1607  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1608  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1609  *
1610  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1611  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1612  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1613  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1614  * pagecache.
1615  *
1616  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1617  * deferred bio dirtying paths.
1618  */
1619
1620 /*
1621  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1622  */
1623 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1624 {
1625         struct bio_vec *bvec;
1626         int i;
1627
1628         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1629                 struct page *page = bvec->bv_page;
1630
1631                 if (page && !PageCompound(page))
1632                         set_page_dirty_lock(page);
1633         }
1634 }
1635
1636 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1637 {
1638         struct bio_vec *bvec;
1639         int i;
1640
1641         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1642                 struct page *page = bvec->bv_page;
1643
1644                 if (page)
1645                         put_page(page);
1646         }
1647 }
1648
1649 /*
1650  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1651  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1652  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1653  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1654  *
1655  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1656  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1657  * run one bio_put() against the BIO.
1658  */
1659
1660 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1661
1662 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1663 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1664 static struct bio *bio_dirty_list;
1665
1666 /*
1667  * This runs in process context
1668  */
1669 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1670 {
1671         unsigned long flags;
1672         struct bio *bio;
1673
1674         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1675         bio = bio_dirty_list;
1676         bio_dirty_list = NULL;
1677         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1678
1679         while (bio) {
1680                 struct bio *next = bio->bi_private;
1681
1682                 bio_set_pages_dirty(bio);
1683                 bio_release_pages(bio);
1684                 bio_put(bio);
1685                 bio = next;
1686         }
1687 }
1688
1689 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1690 {
1691         struct bio_vec *bvec;
1692         int nr_clean_pages = 0;
1693         int i;
1694
1695         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1696                 struct page *page = bvec->bv_page;
1697
1698                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1699                         page_cache_release(page);
1700                         bvec->bv_page = NULL;
1701                 } else {
1702                         nr_clean_pages++;
1703                 }
1704         }
1705
1706         if (nr_clean_pages) {
1707                 unsigned long flags;
1708
1709                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1710                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1711                 bio_dirty_list = bio;
1712                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1713                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1714         } else {
1715                 bio_put(bio);
1716         }
1717 }
1718
1719 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1720 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1721 {
1722         struct bio_vec bvec;
1723         struct bvec_iter iter;
1724
1725         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1726                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1727 }
1728 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1729 #endif
1730
1731 /**
1732  * bio_endio - end I/O on a bio
1733  * @bio:        bio
1734  * @error:      error, if any
1735  *
1736  * Description:
1737  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1738  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1739  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1740  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1741  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1742  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1743  *   function.
1744  **/
1745 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1746 {
1747         while (bio) {
1748                 BUG_ON(atomic_read(&bio->bi_remaining) <= 0);
1749
1750                 if (error)
1751                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1752                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1753                         error = -EIO;
1754
1755                 if (!atomic_dec_and_test(&bio->bi_remaining))
1756                         return;
1757
1758                 /*
1759                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1760                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1761                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1762                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1763                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1764                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1765                  */
1766                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1767                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1768                         bio_put(bio);
1769                         bio = parent;
1770                 } else {
1771                         if (bio->bi_end_io)
1772                                 bio->bi_end_io(bio, error);
1773                         bio = NULL;
1774                 }
1775         }
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1778
1779 /**
1780  * bio_endio_nodec - end I/O on a bio, without decrementing bi_remaining
1781  * @bio:        bio
1782  * @error:      error, if any
1783  *
1784  * For code that has saved and restored bi_end_io; thing hard before using this
1785  * function, probably you should've cloned the entire bio.
1786  **/
1787 void bio_endio_nodec(struct bio *bio, int error)
1788 {
1789         atomic_inc(&bio->bi_remaining);
1790         bio_endio(bio, error);
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL(bio_endio_nodec);
1793
1794 /**
1795  * bio_split - split a bio
1796  * @bio:        bio to split
1797  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1798  * @gfp:        gfp mask
1799  * @bs:         bio set to allocate from
1800  *
1801  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1802  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1803  *
1804  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec; it is the caller's
1805  * responsibility to ensure that @bio is not freed before the split.
1806  */
1807 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1808                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1809 {
1810         struct bio *split = NULL;
1811
1812         BUG_ON(sectors <= 0);
1813         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1814
1815         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1816         if (!split)
1817                 return NULL;
1818
1819         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1820
1821         if (bio_integrity(split))
1822                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1823
1824         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1825
1826         return split;
1827 }
1828 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1829
1830 /**
1831  * bio_trim - trim a bio
1832  * @bio:        bio to trim
1833  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1834  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1835  */
1836 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1837 {
1838         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1839          * the given offset and size.
1840          */
1841
1842         size <<= 9;
1843         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1844                 return;
1845
1846         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1847
1848         bio_advance(bio, offset << 9);
1849
1850         bio->bi_iter.bi_size = size;
1851 }
1852 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1853
1854 /*
1855  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1856  * use the global biovec slabs created for general use.
1857  */
1858 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1859 {
1860         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1861
1862         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1863 }
1864
1865 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1866 {
1867         if (bs->rescue_workqueue)
1868                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1869
1870         if (bs->bio_pool)
1871                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1872
1873         if (bs->bvec_pool)
1874                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1875
1876         bioset_integrity_free(bs);
1877         bio_put_slab(bs);
1878
1879         kfree(bs);
1880 }
1881 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1882
1883 /**
1884  * bioset_create  - Create a bio_set
1885  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1886  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1887  *
1888  * Description:
1889  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1890  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1891  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1892  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1893  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1894  *    or things will break badly.
1895  */
1896 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1897 {
1898         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1899         struct bio_set *bs;
1900
1901         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1902         if (!bs)
1903                 return NULL;
1904
1905         bs->front_pad = front_pad;
1906
1907         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1908         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1909         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1910
1911         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1912         if (!bs->bio_slab) {
1913                 kfree(bs);
1914                 return NULL;
1915         }
1916
1917         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1918         if (!bs->bio_pool)
1919                 goto bad;
1920
1921         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1922         if (!bs->bvec_pool)
1923                 goto bad;
1924
1925         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1926         if (!bs->rescue_workqueue)
1927                 goto bad;
1928
1929         return bs;
1930 bad:
1931         bioset_free(bs);
1932         return NULL;
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1935
1936 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1937 /**
1938  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1939  * @bio: target bio
1940  *
1941  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1942  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1943  * task actually issues it.
1944  *
1945  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1946  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1947  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1948  * calls to this function.
1949  */
1950 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1951 {
1952         struct io_context *ioc;
1953         struct cgroup_subsys_state *css;
1954
1955         if (bio->bi_ioc)
1956                 return -EBUSY;
1957
1958         ioc = current->io_context;
1959         if (!ioc)
1960                 return -ENOENT;
1961
1962         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1963         get_io_context_active(ioc);
1964         bio->bi_ioc = ioc;
1965
1966         /* associate blkcg if exists */
1967         rcu_read_lock();
1968         css = task_css(current, blkio_subsys_id);
1969         if (css && css_tryget(css))
1970                 bio->bi_css = css;
1971         rcu_read_unlock();
1972
1973         return 0;
1974 }
1975
1976 /**
1977  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1978  * @bio: target bio
1979  */
1980 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1981 {
1982         if (bio->bi_ioc) {
1983                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1984                 bio->bi_ioc = NULL;
1985         }
1986         if (bio->bi_css) {
1987                 css_put(bio->bi_css);
1988                 bio->bi_css = NULL;
1989         }
1990 }
1991
1992 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1993
1994 static void __init biovec_init_slabs(void)
1995 {
1996         int i;
1997
1998         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1999                 int size;
2000                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2001
2002                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2003                         bvs->slab = NULL;
2004                         continue;
2005                 }
2006
2007                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2008                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2009                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2010         }
2011 }
2012
2013 static int __init init_bio(void)
2014 {
2015         bio_slab_max = 2;
2016         bio_slab_nr = 0;
2017         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2018         if (!bio_slabs)
2019                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2020
2021         bio_integrity_init();
2022         biovec_init_slabs();
2023
2024         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2025         if (!fs_bio_set)
2026                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2027
2028         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2029                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2030
2031         return 0;
2032 }
2033 subsys_initcall(init_bio);