fs: fix new kernel-doc warnings in fs/bio.c
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
32
33 #include <trace/events/block.h>
34
35 /*
36  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
37  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
38  */
39 #define BIO_INLINE_VECS         4
40
41 /*
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         bslab->slab = slab;
120         bslab->slab_ref = 1;
121         bslab->slab_size = sz;
122 out_unlock:
123         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
124         return slab;
125 }
126
127 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
128 {
129         struct bio_slab *bslab = NULL;
130         unsigned int i;
131
132         mutex_lock(&bio_slab_lock);
133
134         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
135                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
136                         bslab = &bio_slabs[i];
137                         break;
138                 }
139         }
140
141         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
142                 goto out;
143
144         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
145
146         if (--bslab->slab_ref)
147                 goto out;
148
149         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
150         bslab->slab = NULL;
151
152 out:
153         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
154 }
155
156 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
157 {
158         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
159 }
160
161 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
162 {
163         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
164
165         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
166                 mempool_free(bv, pool);
167         else {
168                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
169
170                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
171         }
172 }
173
174 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
175                            mempool_t *pool)
176 {
177         struct bio_vec *bvl;
178
179         /*
180          * see comment near bvec_array define!
181          */
182         switch (nr) {
183         case 1:
184                 *idx = 0;
185                 break;
186         case 2 ... 4:
187                 *idx = 1;
188                 break;
189         case 5 ... 16:
190                 *idx = 2;
191                 break;
192         case 17 ... 64:
193                 *idx = 3;
194                 break;
195         case 65 ... 128:
196                 *idx = 4;
197                 break;
198         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
199                 *idx = 5;
200                 break;
201         default:
202                 return NULL;
203         }
204
205         /*
206          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
207          * 1-vec entry pool is mempool backed.
208          */
209         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
210 fallback:
211                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
212         } else {
213                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
214                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
215
216                 /*
217                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
218                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
219                  * in case of failure.
220                  */
221                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
222
223                 /*
224                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
225                  * is set, retry with the 1-entry mempool
226                  */
227                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
228                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
229                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
230                         goto fallback;
231                 }
232         }
233
234         return bvl;
235 }
236
237 static void __bio_free(struct bio *bio)
238 {
239         bio_disassociate_task(bio);
240
241         if (bio_integrity(bio))
242                 bio_integrity_free(bio);
243 }
244
245 static void bio_free(struct bio *bio)
246 {
247         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
248         void *p;
249
250         __bio_free(bio);
251
252         if (bs) {
253                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
254                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
255
256                 /*
257                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
258                  */
259                 p = bio;
260                 p -= bs->front_pad;
261
262                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
263         } else {
264                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
265                 kfree(bio);
266         }
267 }
268
269 void bio_init(struct bio *bio)
270 {
271         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
272         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
273         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
274         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
277
278 /**
279  * bio_reset - reinitialize a bio
280  * @bio:        bio to reset
281  *
282  * Description:
283  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
284  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
285  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
286  *   comment in struct bio.
287  */
288 void bio_reset(struct bio *bio)
289 {
290         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
291
292         __bio_free(bio);
293
294         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
295         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
296         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
299
300 static void bio_chain_endio(struct bio *bio, int error)
301 {
302         bio_endio(bio->bi_private, error);
303         bio_put(bio);
304 }
305
306 /**
307  * bio_chain - chain bio completions
308  * @bio: the target bio
309  * @parent: the @bio's parent bio
310  *
311  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
312  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
313  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
314  *
315  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
316  */
317 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
318 {
319         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
320
321         bio->bi_private = parent;
322         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
323         atomic_inc(&parent->bi_remaining);
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
326
327 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
328 {
329         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
330         struct bio *bio;
331
332         while (1) {
333                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
334                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
335                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
336
337                 if (!bio)
338                         break;
339
340                 generic_make_request(bio);
341         }
342 }
343
344 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
345 {
346         struct bio_list punt, nopunt;
347         struct bio *bio;
348
349         /*
350          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
351          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
352          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
353          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
354          * our own rescuer would be bad.
355          *
356          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
357          * remove from the middle of the list:
358          */
359
360         bio_list_init(&punt);
361         bio_list_init(&nopunt);
362
363         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
364                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
365
366         *current->bio_list = nopunt;
367
368         spin_lock(&bs->rescue_lock);
369         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
370         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
371
372         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
373 }
374
375 /**
376  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
377  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
378  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
379  * @bs:         the bio_set to allocate from.
380  *
381  * Description:
382  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
383  *   backed by the @bs's mempool.
384  *
385  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
386  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
387  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
388  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
389  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
390  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
391  *
392  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
393  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
394  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
395  *   stack overflows.
396  *
397  *   This would normally mean allocating multiple bios under
398  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
399  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
400  *   thread.
401  *
402  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
403  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
404  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
405  *   for per bio allocations.
406  *
407  *   RETURNS:
408  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
409  */
410 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
411 {
412         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
413         unsigned front_pad;
414         unsigned inline_vecs;
415         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
416         struct bio_vec *bvl = NULL;
417         struct bio *bio;
418         void *p;
419
420         if (!bs) {
421                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
422                         return NULL;
423
424                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
425                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
426                             gfp_mask);
427                 front_pad = 0;
428                 inline_vecs = nr_iovecs;
429         } else {
430                 /*
431                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
432                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
433                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
434                  * return.
435                  *
436                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
437                  * multiple bios from the same bio_set() while running
438                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
439                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
440                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
441                  * reserve.
442                  *
443                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
444                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
445                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
446                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
447                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
448                  * with the original gfp_flags.
449                  */
450
451                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
452                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
453
454                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
455                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
456                         punt_bios_to_rescuer(bs);
457                         gfp_mask = saved_gfp;
458                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
459                 }
460
461                 front_pad = bs->front_pad;
462                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
463         }
464
465         if (unlikely(!p))
466                 return NULL;
467
468         bio = p + front_pad;
469         bio_init(bio);
470
471         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
472                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
473                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
474                         punt_bios_to_rescuer(bs);
475                         gfp_mask = saved_gfp;
476                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
477                 }
478
479                 if (unlikely(!bvl))
480                         goto err_free;
481
482                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
483         } else if (nr_iovecs) {
484                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
485         }
486
487         bio->bi_pool = bs;
488         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
489         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
490         bio->bi_io_vec = bvl;
491         return bio;
492
493 err_free:
494         mempool_free(p, bs->bio_pool);
495         return NULL;
496 }
497 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
498
499 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
500 {
501         unsigned long flags;
502         struct bio_vec bv;
503         struct bvec_iter iter;
504
505         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
506                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
507                 memset(data, 0, bv.bv_len);
508                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
509                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
510         }
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
513
514 /**
515  * bio_put - release a reference to a bio
516  * @bio:   bio to release reference to
517  *
518  * Description:
519  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
520  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
521  **/
522 void bio_put(struct bio *bio)
523 {
524         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
525
526         /*
527          * last put frees it
528          */
529         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
530                 bio_free(bio);
531 }
532 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
533
534 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
535 {
536         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
537                 blk_recount_segments(q, bio);
538
539         return bio->bi_phys_segments;
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
542
543 /**
544  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
545  *      @bio: destination bio
546  *      @bio_src: bio to clone
547  *
548  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
549  *      the actual data it points to. Reference count of returned
550  *      bio will be one.
551  *
552  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
553  */
554 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
555 {
556         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
557
558         /*
559          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
560          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
561          */
562         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
563         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
564         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
565         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
566         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
569
570 /**
571  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
572  *      @bio: bio to clone
573  *      @gfp_mask: allocation priority
574  *      @bs: bio_set to allocate from
575  *
576  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
577  */
578 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
579 {
580         struct bio *b;
581
582         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
583         if (!b)
584                 return NULL;
585
586         __bio_clone_fast(b, bio);
587
588         if (bio_integrity(bio)) {
589                 int ret;
590
591                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
592
593                 if (ret < 0) {
594                         bio_put(b);
595                         return NULL;
596                 }
597         }
598
599         return b;
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
602
603 /**
604  *      bio_clone_bioset - clone a bio
605  *      @bio_src: bio to clone
606  *      @gfp_mask: allocation priority
607  *      @bs: bio_set to allocate from
608  *
609  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
610  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
611  */
612 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
613                              struct bio_set *bs)
614 {
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 = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
642         if (!bio)
643                 return NULL;
644
645         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
646         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
647         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
648         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
649
650         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
651                 goto integrity_clone;
652
653         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
654                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
655                 goto integrity_clone;
656         }
657
658         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
659                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
660
661 integrity_clone:
662         if (bio_integrity(bio_src)) {
663                 int ret;
664
665                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
666                 if (ret < 0) {
667                         bio_put(bio);
668                         return NULL;
669                 }
670         }
671
672         return bio;
673 }
674 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
675
676 /**
677  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
678  *      @bdev:  I/O target
679  *
680  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
681  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
682  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
683  *      on offset.
684  */
685 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
686 {
687         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
688         int nr_pages;
689
690         nr_pages = min_t(unsigned,
691                      queue_max_segments(q),
692                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
693
694         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
695
696 }
697 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
698
699 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
700                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
701                           unsigned int max_sectors)
702 {
703         int retried_segments = 0;
704         struct bio_vec *bvec;
705
706         /*
707          * cloned bio must not modify vec list
708          */
709         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
710                 return 0;
711
712         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
713                 return 0;
714
715         /*
716          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
717          * we will often be called with the same page as last time and
718          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
719          */
720         if (bio->bi_vcnt > 0) {
721                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
722
723                 if (page == prev->bv_page &&
724                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
725                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
726                         prev->bv_len += len;
727
728                         if (q->merge_bvec_fn) {
729                                 struct bvec_merge_data bvm = {
730                                         /* prev_bvec is already charged in
731                                            bi_size, discharge it in order to
732                                            simulate merging updated prev_bvec
733                                            as new bvec. */
734                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
735                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
736                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
737                                                 prev_bv_len,
738                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
739                                 };
740
741                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
742                                         prev->bv_len -= len;
743                                         return 0;
744                                 }
745                         }
746
747                         goto done;
748                 }
749         }
750
751         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
752                 return 0;
753
754         /*
755          * we might lose a segment or two here, but rather that than
756          * make this too complex.
757          */
758
759         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
760
761                 if (retried_segments)
762                         return 0;
763
764                 retried_segments = 1;
765                 blk_recount_segments(q, bio);
766         }
767
768         /*
769          * setup the new entry, we might clear it again later if we
770          * cannot add the page
771          */
772         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
773         bvec->bv_page = page;
774         bvec->bv_len = len;
775         bvec->bv_offset = offset;
776
777         /*
778          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
779          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
780          * queue to get further control
781          */
782         if (q->merge_bvec_fn) {
783                 struct bvec_merge_data bvm = {
784                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
785                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
786                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size,
787                         .bi_rw = bio->bi_rw,
788                 };
789
790                 /*
791                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
792                  * at this offset
793                  */
794                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
795                         bvec->bv_page = NULL;
796                         bvec->bv_len = 0;
797                         bvec->bv_offset = 0;
798                         return 0;
799                 }
800         }
801
802         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
803         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
804                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
805
806         bio->bi_vcnt++;
807         bio->bi_phys_segments++;
808  done:
809         bio->bi_iter.bi_size += len;
810         return len;
811 }
812
813 /**
814  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
815  *      @q: the target queue
816  *      @bio: destination bio
817  *      @page: page to add
818  *      @len: vec entry length
819  *      @offset: vec entry offset
820  *
821  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
822  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
823  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
824  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
825  *
826  *      This should only be used by REQ_PC bios.
827  */
828 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
829                     unsigned int len, unsigned int offset)
830 {
831         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
832                               queue_max_hw_sectors(q));
833 }
834 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
835
836 /**
837  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
838  *      @bio: destination bio
839  *      @page: page to add
840  *      @len: vec entry length
841  *      @offset: vec entry offset
842  *
843  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
844  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
845  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
846  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
847  */
848 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
849                  unsigned int offset)
850 {
851         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
852         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
853 }
854 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
855
856 struct submit_bio_ret {
857         struct completion event;
858         int error;
859 };
860
861 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
862 {
863         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
864
865         ret->error = error;
866         complete(&ret->event);
867 }
868
869 /**
870  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
871  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
872  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
873  *
874  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
875  * bio_endio() on failure.
876  */
877 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
878 {
879         struct submit_bio_ret ret;
880
881         rw |= REQ_SYNC;
882         init_completion(&ret.event);
883         bio->bi_private = &ret;
884         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
885         submit_bio(rw, bio);
886         wait_for_completion(&ret.event);
887
888         return ret.error;
889 }
890 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
891
892 /**
893  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
894  * @bio:        bio to advance
895  * @bytes:      number of bytes to complete
896  *
897  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
898  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
899  * be updated on the last bvec as well.
900  *
901  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
902  */
903 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
904 {
905         if (bio_integrity(bio))
906                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
907
908         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
909 }
910 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
911
912 /**
913  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
914  * @bio: bio to allocate pages for
915  * @gfp_mask: flags for allocation
916  *
917  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
918  *
919  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
920  * freed.
921  */
922 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
923 {
924         int i;
925         struct bio_vec *bv;
926
927         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
928                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
929                 if (!bv->bv_page) {
930                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
931                                 __free_page(bv->bv_page);
932                         return -ENOMEM;
933                 }
934         }
935
936         return 0;
937 }
938 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
939
940 /**
941  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
942  * another
943  * @src: source bio list
944  * @dst: destination bio list
945  *
946  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
947  * @src and @dst as linked lists of bios.
948  *
949  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
950  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
951  */
952 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
953 {
954         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
955         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
956         void *src_p, *dst_p;
957         unsigned bytes;
958
959         src_iter = src->bi_iter;
960         dst_iter = dst->bi_iter;
961
962         while (1) {
963                 if (!src_iter.bi_size) {
964                         src = src->bi_next;
965                         if (!src)
966                                 break;
967
968                         src_iter = src->bi_iter;
969                 }
970
971                 if (!dst_iter.bi_size) {
972                         dst = dst->bi_next;
973                         if (!dst)
974                                 break;
975
976                         dst_iter = dst->bi_iter;
977                 }
978
979                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
980                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
981
982                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
983
984                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
985                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
986
987                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
988                        src_p + src_bv.bv_offset,
989                        bytes);
990
991                 kunmap_atomic(dst_p);
992                 kunmap_atomic(src_p);
993
994                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
995                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
996         }
997 }
998 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
999
1000 struct bio_map_data {
1001         int nr_sgvecs;
1002         int is_our_pages;
1003         struct sg_iovec sgvecs[];
1004 };
1005
1006 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
1007                              const struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1008                              int is_our_pages)
1009 {
1010         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
1011         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
1012         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
1013         bio->bi_private = bmd;
1014 }
1015
1016 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
1017                                                unsigned int iov_count,
1018                                                gfp_t gfp_mask)
1019 {
1020         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1021                 return NULL;
1022
1023         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1024                        sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
1025 }
1026
1027 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, const struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1028                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
1029 {
1030         int ret = 0, i;
1031         struct bio_vec *bvec;
1032         int iov_idx = 0;
1033         unsigned int iov_off = 0;
1034
1035         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1036                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
1037                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
1038
1039                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
1040                         unsigned int bytes;
1041                         char __user *iov_addr;
1042
1043                         bytes = min_t(unsigned int,
1044                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1045                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1046
1047                         if (!ret) {
1048                                 if (to_user)
1049                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1050                                                            bytes);
1051
1052                                 if (from_user)
1053                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1054                                                              bytes);
1055
1056                                 if (ret)
1057                                         ret = -EFAULT;
1058                         }
1059
1060                         bv_len -= bytes;
1061                         bv_addr += bytes;
1062                         iov_addr += bytes;
1063                         iov_off += bytes;
1064
1065                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1066                                 iov_idx++;
1067                                 iov_off = 0;
1068                         }
1069                 }
1070
1071                 if (do_free_page)
1072                         __free_page(bvec->bv_page);
1073         }
1074
1075         return ret;
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() 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         struct bio_vec *bvec;
1089         int ret = 0, i;
1090
1091         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1092                 /*
1093                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1094                  * don't copy into a random user address space, just free.
1095                  */
1096                 if (current->mm)
1097                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs,
1098                                              bio_data_dir(bio) == READ,
1099                                              0, bmd->is_our_pages);
1100                 else if (bmd->is_our_pages)
1101                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1102                                 __free_page(bvec->bv_page);
1103         }
1104         kfree(bmd);
1105         bio_put(bio);
1106         return ret;
1107 }
1108 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1109
1110 /**
1111  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1112  *      @q: destination block queue
1113  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1114  *      @iov:   the iovec.
1115  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1116  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1117  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1118  *
1119  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1120  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1121  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1122  */
1123 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1124                               struct rq_map_data *map_data,
1125                               const struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1126                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1127 {
1128         struct bio_map_data *bmd;
1129         struct bio_vec *bvec;
1130         struct page *page;
1131         struct bio *bio;
1132         int i, ret;
1133         int nr_pages = 0;
1134         unsigned int len = 0;
1135         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1136
1137         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1138                 unsigned long uaddr;
1139                 unsigned long end;
1140                 unsigned long start;
1141
1142                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1143                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1144                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1145
1146                 /*
1147                  * Overflow, abort
1148                  */
1149                 if (end < start)
1150                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1151
1152                 nr_pages += end - start;
1153                 len += iov[i].iov_len;
1154         }
1155
1156         if (offset)
1157                 nr_pages++;
1158
1159         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1160         if (!bmd)
1161                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1162
1163         ret = -ENOMEM;
1164         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1165         if (!bio)
1166                 goto out_bmd;
1167
1168         if (!write_to_vm)
1169                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1170
1171         ret = 0;
1172
1173         if (map_data) {
1174                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1175                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1176         }
1177         while (len) {
1178                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1179
1180                 bytes -= offset;
1181
1182                 if (bytes > len)
1183                         bytes = len;
1184
1185                 if (map_data) {
1186                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1187                                 ret = -ENOMEM;
1188                                 break;
1189                         }
1190
1191                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1192                         page += (i % nr_pages);
1193
1194                         i++;
1195                 } else {
1196                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1197                         if (!page) {
1198                                 ret = -ENOMEM;
1199                                 break;
1200                         }
1201                 }
1202
1203                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1204                         break;
1205
1206                 len -= bytes;
1207                 offset = 0;
1208         }
1209
1210         if (ret)
1211                 goto cleanup;
1212
1213         /*
1214          * success
1215          */
1216         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1217             (map_data && map_data->from_user)) {
1218                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1219                 if (ret)
1220                         goto cleanup;
1221         }
1222
1223         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1224         return bio;
1225 cleanup:
1226         if (!map_data)
1227                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1228                         __free_page(bvec->bv_page);
1229
1230         bio_put(bio);
1231 out_bmd:
1232         kfree(bmd);
1233         return ERR_PTR(ret);
1234 }
1235
1236 /**
1237  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1238  *      @q: destination block queue
1239  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1240  *      @uaddr: start of user address
1241  *      @len: length in bytes
1242  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1243  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1244  *
1245  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1246  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1247  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1248  */
1249 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1250                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1251                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1252 {
1253         struct sg_iovec iov;
1254
1255         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1256         iov.iov_len = len;
1257
1258         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1259 }
1260 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1261
1262 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1263                                       struct block_device *bdev,
1264                                       const struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1265                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1266 {
1267         int i, j;
1268         int nr_pages = 0;
1269         struct page **pages;
1270         struct bio *bio;
1271         int cur_page = 0;
1272         int ret, offset;
1273
1274         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1275                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1276                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1277                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1278                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1279
1280                 /*
1281                  * Overflow, abort
1282                  */
1283                 if (end < start)
1284                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1285
1286                 nr_pages += end - start;
1287                 /*
1288                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1289                  */
1290                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1291                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1292         }
1293
1294         if (!nr_pages)
1295                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1296
1297         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1298         if (!bio)
1299                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1300
1301         ret = -ENOMEM;
1302         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1303         if (!pages)
1304                 goto out;
1305
1306         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1307                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1308                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1309                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1310                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1311                 const int local_nr_pages = end - start;
1312                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1313
1314                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1315                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1316                 if (ret < local_nr_pages) {
1317                         ret = -EFAULT;
1318                         goto out_unmap;
1319                 }
1320
1321                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1322                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1323                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1324
1325                         if (len <= 0)
1326                                 break;
1327                         
1328                         if (bytes > len)
1329                                 bytes = len;
1330
1331                         /*
1332                          * sorry...
1333                          */
1334                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1335                                             bytes)
1336                                 break;
1337
1338                         len -= bytes;
1339                         offset = 0;
1340                 }
1341
1342                 cur_page = j;
1343                 /*
1344                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1345                  */
1346                 while (j < page_limit)
1347                         page_cache_release(pages[j++]);
1348         }
1349
1350         kfree(pages);
1351
1352         /*
1353          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1354          */
1355         if (!write_to_vm)
1356                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1357
1358         bio->bi_bdev = bdev;
1359         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1360         return bio;
1361
1362  out_unmap:
1363         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1364                 if(!pages[i])
1365                         break;
1366                 page_cache_release(pages[i]);
1367         }
1368  out:
1369         kfree(pages);
1370         bio_put(bio);
1371         return ERR_PTR(ret);
1372 }
1373
1374 /**
1375  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1376  *      @q: the struct request_queue for the bio
1377  *      @bdev: destination block device
1378  *      @uaddr: start of user address
1379  *      @len: length in bytes
1380  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1381  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1382  *
1383  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1384  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1385  */
1386 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1387                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1388                          gfp_t gfp_mask)
1389 {
1390         struct sg_iovec iov;
1391
1392         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1393         iov.iov_len = len;
1394
1395         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1396 }
1397 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1398
1399 /**
1400  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1401  *      @q: the struct request_queue for the bio
1402  *      @bdev: destination block device
1403  *      @iov:   the iovec.
1404  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1405  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1406  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1407  *
1408  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1409  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1410  */
1411 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1412                              const struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1413                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1414 {
1415         struct bio *bio;
1416
1417         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1418                                  gfp_mask);
1419         if (IS_ERR(bio))
1420                 return bio;
1421
1422         /*
1423          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1424          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1425          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1426          * reference to it
1427          */
1428         bio_get(bio);
1429
1430         return bio;
1431 }
1432
1433 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1434 {
1435         struct bio_vec *bvec;
1436         int i;
1437
1438         /*
1439          * make sure we dirty pages we wrote to
1440          */
1441         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1442                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1443                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1444
1445                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1446         }
1447
1448         bio_put(bio);
1449 }
1450
1451 /**
1452  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1453  *      @bio:           the bio being unmapped
1454  *
1455  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1456  *      a process context.
1457  *
1458  *      bio_unmap_user() may sleep.
1459  */
1460 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1461 {
1462         __bio_unmap_user(bio);
1463         bio_put(bio);
1464 }
1465 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1466
1467 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1468 {
1469         bio_put(bio);
1470 }
1471
1472 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1473                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1474 {
1475         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1476         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1477         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1478         const int nr_pages = end - start;
1479         int offset, i;
1480         struct bio *bio;
1481
1482         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1483         if (!bio)
1484                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1485
1486         offset = offset_in_page(kaddr);
1487         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1488                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1489
1490                 if (len <= 0)
1491                         break;
1492
1493                 if (bytes > len)
1494                         bytes = len;
1495
1496                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1497                                     offset) < bytes)
1498                         break;
1499
1500                 data += bytes;
1501                 len -= bytes;
1502                 offset = 0;
1503         }
1504
1505         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1506         return bio;
1507 }
1508
1509 /**
1510  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1511  *      @q: the struct request_queue for the bio
1512  *      @data: pointer to buffer to map
1513  *      @len: length in bytes
1514  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1515  *
1516  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1517  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1518  */
1519 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1520                          gfp_t gfp_mask)
1521 {
1522         struct bio *bio;
1523
1524         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1525         if (IS_ERR(bio))
1526                 return bio;
1527
1528         if (bio->bi_iter.bi_size == len)
1529                 return bio;
1530
1531         /*
1532          * Don't support partial mappings.
1533          */
1534         bio_put(bio);
1535         return ERR_PTR(-EINVAL);
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1538
1539 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1540 {
1541         struct bio_vec *bvec;
1542         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1543         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1544         int i;
1545         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1546
1547         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1548                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1549
1550                 if (read)
1551                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
1552
1553                 __free_page(bvec->bv_page);
1554                 p += bvec->bv_len;
1555         }
1556
1557         kfree(bmd);
1558         bio_put(bio);
1559 }
1560
1561 /**
1562  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1563  *      @q: the struct request_queue for the bio
1564  *      @data: pointer to buffer to copy
1565  *      @len: length in bytes
1566  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1567  *      @reading: data direction is READ
1568  *
1569  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1570  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1571  */
1572 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1573                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1574 {
1575         struct bio *bio;
1576         struct bio_vec *bvec;
1577         int i;
1578
1579         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1580         if (IS_ERR(bio))
1581                 return bio;
1582
1583         if (!reading) {
1584                 void *p = data;
1585
1586                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1587                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1588
1589                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1590                         p += bvec->bv_len;
1591                 }
1592         }
1593
1594         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1595
1596         return bio;
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1599
1600 /*
1601  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1602  * for performing direct-IO in BIOs.
1603  *
1604  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1605  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1606  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1607  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1608  * in process context.
1609  *
1610  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1611  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1612  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1613  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1614  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1615  *
1616  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1617  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1618  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1619  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1620  * pagecache.
1621  *
1622  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1623  * deferred bio dirtying paths.
1624  */
1625
1626 /*
1627  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1628  */
1629 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1630 {
1631         struct bio_vec *bvec;
1632         int i;
1633
1634         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1635                 struct page *page = bvec->bv_page;
1636
1637                 if (page && !PageCompound(page))
1638                         set_page_dirty_lock(page);
1639         }
1640 }
1641
1642 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1643 {
1644         struct bio_vec *bvec;
1645         int i;
1646
1647         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1648                 struct page *page = bvec->bv_page;
1649
1650                 if (page)
1651                         put_page(page);
1652         }
1653 }
1654
1655 /*
1656  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1657  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1658  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1659  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1660  *
1661  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1662  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1663  * run one bio_put() against the BIO.
1664  */
1665
1666 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1667
1668 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1669 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1670 static struct bio *bio_dirty_list;
1671
1672 /*
1673  * This runs in process context
1674  */
1675 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1676 {
1677         unsigned long flags;
1678         struct bio *bio;
1679
1680         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1681         bio = bio_dirty_list;
1682         bio_dirty_list = NULL;
1683         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1684
1685         while (bio) {
1686                 struct bio *next = bio->bi_private;
1687
1688                 bio_set_pages_dirty(bio);
1689                 bio_release_pages(bio);
1690                 bio_put(bio);
1691                 bio = next;
1692         }
1693 }
1694
1695 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1696 {
1697         struct bio_vec *bvec;
1698         int nr_clean_pages = 0;
1699         int i;
1700
1701         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1702                 struct page *page = bvec->bv_page;
1703
1704                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1705                         page_cache_release(page);
1706                         bvec->bv_page = NULL;
1707                 } else {
1708                         nr_clean_pages++;
1709                 }
1710         }
1711
1712         if (nr_clean_pages) {
1713                 unsigned long flags;
1714
1715                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1716                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1717                 bio_dirty_list = bio;
1718                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1719                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1720         } else {
1721                 bio_put(bio);
1722         }
1723 }
1724
1725 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1726 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1727 {
1728         struct bio_vec bvec;
1729         struct bvec_iter iter;
1730
1731         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1732                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1735 #endif
1736
1737 /**
1738  * bio_endio - end I/O on a bio
1739  * @bio:        bio
1740  * @error:      error, if any
1741  *
1742  * Description:
1743  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1744  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1745  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1746  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1747  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1748  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1749  *   function.
1750  **/
1751 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1752 {
1753         while (bio) {
1754                 BUG_ON(atomic_read(&bio->bi_remaining) <= 0);
1755
1756                 if (error)
1757                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1758                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1759                         error = -EIO;
1760
1761                 if (!atomic_dec_and_test(&bio->bi_remaining))
1762                         return;
1763
1764                 /*
1765                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1766                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1767                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1768                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1769                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1770                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1771                  */
1772                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1773                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1774                         bio_put(bio);
1775                         bio = parent;
1776                 } else {
1777                         if (bio->bi_end_io)
1778                                 bio->bi_end_io(bio, error);
1779                         bio = NULL;
1780                 }
1781         }
1782 }
1783 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1784
1785 /**
1786  * bio_endio_nodec - end I/O on a bio, without decrementing bi_remaining
1787  * @bio:        bio
1788  * @error:      error, if any
1789  *
1790  * For code that has saved and restored bi_end_io; thing hard before using this
1791  * function, probably you should've cloned the entire bio.
1792  **/
1793 void bio_endio_nodec(struct bio *bio, int error)
1794 {
1795         atomic_inc(&bio->bi_remaining);
1796         bio_endio(bio, error);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(bio_endio_nodec);
1799
1800 /**
1801  * bio_split - split a bio
1802  * @bio:        bio to split
1803  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1804  * @gfp:        gfp mask
1805  * @bs:         bio set to allocate from
1806  *
1807  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1808  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1809  *
1810  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec; it is the caller's
1811  * responsibility to ensure that @bio is not freed before the split.
1812  */
1813 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1814                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1815 {
1816         struct bio *split = NULL;
1817
1818         BUG_ON(sectors <= 0);
1819         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1820
1821         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1822         if (!split)
1823                 return NULL;
1824
1825         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1826
1827         if (bio_integrity(split))
1828                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1829
1830         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1831
1832         return split;
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1835
1836 /**
1837  * bio_trim - trim a bio
1838  * @bio:        bio to trim
1839  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1840  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1841  */
1842 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1843 {
1844         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1845          * the given offset and size.
1846          */
1847
1848         size <<= 9;
1849         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1850                 return;
1851
1852         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1853
1854         bio_advance(bio, offset << 9);
1855
1856         bio->bi_iter.bi_size = size;
1857 }
1858 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1859
1860 /*
1861  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1862  * use the global biovec slabs created for general use.
1863  */
1864 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1865 {
1866         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1867
1868         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1869 }
1870
1871 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1872 {
1873         if (bs->rescue_workqueue)
1874                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1875
1876         if (bs->bio_pool)
1877                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1878
1879         if (bs->bvec_pool)
1880                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1881
1882         bioset_integrity_free(bs);
1883         bio_put_slab(bs);
1884
1885         kfree(bs);
1886 }
1887 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1888
1889 /**
1890  * bioset_create  - Create a bio_set
1891  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1892  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1893  *
1894  * Description:
1895  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1896  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1897  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1898  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1899  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1900  *    or things will break badly.
1901  */
1902 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1903 {
1904         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1905         struct bio_set *bs;
1906
1907         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1908         if (!bs)
1909                 return NULL;
1910
1911         bs->front_pad = front_pad;
1912
1913         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1914         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1915         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1916
1917         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1918         if (!bs->bio_slab) {
1919                 kfree(bs);
1920                 return NULL;
1921         }
1922
1923         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1924         if (!bs->bio_pool)
1925                 goto bad;
1926
1927         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1928         if (!bs->bvec_pool)
1929                 goto bad;
1930
1931         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1932         if (!bs->rescue_workqueue)
1933                 goto bad;
1934
1935         return bs;
1936 bad:
1937         bioset_free(bs);
1938         return NULL;
1939 }
1940 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1941
1942 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1943 /**
1944  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1945  * @bio: target bio
1946  *
1947  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1948  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1949  * task actually issues it.
1950  *
1951  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1952  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1953  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1954  * calls to this function.
1955  */
1956 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1957 {
1958         struct io_context *ioc;
1959         struct cgroup_subsys_state *css;
1960
1961         if (bio->bi_ioc)
1962                 return -EBUSY;
1963
1964         ioc = current->io_context;
1965         if (!ioc)
1966                 return -ENOENT;
1967
1968         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1969         get_io_context_active(ioc);
1970         bio->bi_ioc = ioc;
1971
1972         /* associate blkcg if exists */
1973         rcu_read_lock();
1974         css = task_css(current, blkio_cgrp_id);
1975         if (css && css_tryget(css))
1976                 bio->bi_css = css;
1977         rcu_read_unlock();
1978
1979         return 0;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1984  * @bio: target bio
1985  */
1986 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1987 {
1988         if (bio->bi_ioc) {
1989                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1990                 bio->bi_ioc = NULL;
1991         }
1992         if (bio->bi_css) {
1993                 css_put(bio->bi_css);
1994                 bio->bi_css = NULL;
1995         }
1996 }
1997
1998 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1999
2000 static void __init biovec_init_slabs(void)
2001 {
2002         int i;
2003
2004         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2005                 int size;
2006                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2007
2008                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2009                         bvs->slab = NULL;
2010                         continue;
2011                 }
2012
2013                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2014                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2015                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2016         }
2017 }
2018
2019 static int __init init_bio(void)
2020 {
2021         bio_slab_max = 2;
2022         bio_slab_nr = 0;
2023         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2024         if (!bio_slabs)
2025                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2026
2027         bio_integrity_init();
2028         biovec_init_slabs();
2029
2030         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2031         if (!fs_bio_set)
2032                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2033
2034         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2035                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2036
2037         return 0;
2038 }
2039 subsys_initcall(init_bio);