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/iocontext.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/export.h>
  27 #include <linux/mempool.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/cgroup.h>
  30 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
  31
  32 #include <trace/events/block.h>
  33
  34 /*
  35  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
  36  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
  37  */
  38 #define BIO_INLINE_VECS         4
  39
  40 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
  41
  42 /*
  43  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
  44  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
  45  * unsigned short
  46  */
  47 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
  48 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
  49         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
  50 };
  51 #undef BV
  52
  53 /*
  54  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
  55  * IO code that does not need private memory pools.
  56  */
  57 struct bio_set *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 i, entry = -1;
  78
  79         mutex_lock(&bio_slab_lock);
  80
  81         i = 0;
  82         while (i < bio_slab_nr) {
  83                 bslab = &bio_slabs[i];
  84
  85                 if (!bslab->slab && entry == -1)
  86                         entry = i;
  87                 else if (bslab->slab_size == sz) {
  88                         slab = bslab->slab;
  89                         bslab->slab_ref++;
  90                         break;
  91                 }
  92                 i++;
  93         }
  94
  95         if (slab)
  96                 goto out_unlock;
  97
  98         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
  99                 bio_slab_max <<= 1;
 100                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
 101                                          bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
 102                                          GFP_KERNEL);
 103                 if (!new_bio_slabs)
 104                         goto out_unlock;
 105                 bio_slabs = new_bio_slabs;
 106         }
 107         if (entry == -1)
 108                 entry = bio_slab_nr++;
 109
 110         bslab = &bio_slabs[entry];
 111
 112         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
 113         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 114         if (!slab)
 115                 goto out_unlock;
 116
 117         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
 118         bslab->slab = slab;
 119         bslab->slab_ref = 1;
 120         bslab->slab_size = sz;
 121 out_unlock:
 122         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 123         return slab;
 124 }
 125
 126 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
 127 {
 128         struct bio_slab *bslab = NULL;
 129         unsigned int i;
 130
 131         mutex_lock(&bio_slab_lock);
 132
 133         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
 134                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
 135                         bslab = &bio_slabs[i];
 136                         break;
 137                 }
 138         }
 139
 140         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
 141                 goto out;
 142
 143         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
 144
 145         if (--bslab->slab_ref)
 146                 goto out;
 147
 148         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
 149         bslab->slab = NULL;
 150
 151 out:
 152         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 153 }
 154
 155 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 156 {
 157         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 158 }
 159
 160 void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
 161 {
 162         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
 163
 164         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
 165                 mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
 166         else {
 167                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
 168
 169                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
 170         }
 171 }
 172
 173 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
 174                               struct bio_set *bs)
 175 {
 176         struct bio_vec *bvl;
 177
 178         /*
 179          * see comment near bvec_array define!
 180          */
 181         switch (nr) {
 182         case 1:
 183                 *idx = 0;
 184                 break;
 185         case 2 ... 4:
 186                 *idx = 1;
 187                 break;
 188         case 5 ... 16:
 189                 *idx = 2;
 190                 break;
 191         case 17 ... 64:
 192                 *idx = 3;
 193                 break;
 194         case 65 ... 128:
 195                 *idx = 4;
 196                 break;
 197         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
 198                 *idx = 5;
 199                 break;
 200         default:
 201                 return NULL;
 202         }
 203
 204         /*
 205          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
 206          * 1-vec entry pool is mempool backed.
 207          */
 208         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
 209 fallback:
 210                 bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
 211         } else {
 212                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
 213                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
 214
 215                 /*
 216                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
 217                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
 218                  * in case of failure.
 219                  */
 220                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 221
 222                 /*
 223                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
 224                  * is set, retry with the 1-entry mempool
 225                  */
 226                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
 227                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
 228                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
 229                         goto fallback;
 230                 }
 231         }
 232
 233         return bvl;
 234 }
 235
 236 static void __bio_free(struct bio *bio)
 237 {
 238         bio_disassociate_task(bio);
 239
 240         if (bio_integrity(bio))
 241                 bio_integrity_free(bio);
 242 }
 243
 244 static void bio_free(struct bio *bio)
 245 {
 246         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
 247         void *p;
 248
 249         __bio_free(bio);
 250
 251         if (bs) {
 252                 if (bio_has_allocated_vec(bio))
 253                         bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 254
 255                 /*
 256                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
 257                  */
 258                 p = bio;
 259                 p -= bs->front_pad;
 260
 261                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
 262         } else {
 263                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
 264                 kfree(bio);
 265         }
 266 }
 267
 268 void bio_init(struct bio *bio)
 269 {
 270         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
 271         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
 272         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 273 }
 274 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
 275
 276 /**
 277  * bio_reset - reinitialize a bio
 278  * @bio:        bio to reset
 279  *
 280  * Description:
 281  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
 282  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
 283  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
 284  *   comment in struct bio.
 285  */
 286 void bio_reset(struct bio *bio)
 287 {
 288         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
 289
 290         __bio_free(bio);
 291
 292         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
 293         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
 294 }
 295 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
 296
 297 /**
 298  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
 299  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 300  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 301  * @bs:         the bio_set to allocate from.
 302  *
 303  * Description:
 304  *   bio_alloc_bioset will try its own mempool to satisfy the allocation.
 305  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
 306  *   for a &struct bio to become free.
 307  **/
 308 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 309 {
 310         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
 311         struct bio_vec *bvl = NULL;
 312         struct bio *bio;
 313         void *p;
 314
 315         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
 316         if (unlikely(!p))
 317                 return NULL;
 318         bio = p + bs->front_pad;
 319
 320         bio_init(bio);
 321         bio->bi_pool = bs;
 322
 323         if (unlikely(!nr_iovecs))
 324                 goto out_set;
 325
 326         if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
 327                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
 328                 nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
 329         } else {
 330                 bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
 331                 if (unlikely(!bvl))
 332                         goto err_free;
 333
 334                 nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
 335         }
 336 out_set:
 337         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
 338         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 339         bio->bi_io_vec = bvl;
 340         return bio;
 341
 342 err_free:
 343         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 344         return NULL;
 345 }
 346 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
 347
 348 /**
 349  *      bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
 350  *      @gfp_mask: allocation mask to use
 351  *      @nr_iovecs: number of iovecs
 352  *
 353  *      bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
 354  *      at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
 355  *      fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset and @bio_kmalloc.
 356  *
 357  *      If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
 358  *      a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
 359  *      must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
 360  *      that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
 361  *      allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
 362  *      do so can cause livelocks under memory pressure.
 363  *
 364  *      RETURNS:
 365  *      Pointer to new bio on success, NULL on failure.
 366  */
 367 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
 368 {
 369         return bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
 370 }
 371 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
 372
 373 /**
 374  * bio_kmalloc - allocate a bio for I/O using kmalloc()
 375  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 376  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 377  *
 378  * Description:
 379  *   Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask contains
 380  *   %__GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
 381  *
 382  **/
 383 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
 384 {
 385         struct bio *bio;
 386
 387         if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
 388                 return NULL;
 389
 390         bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
 391                       gfp_mask);
 392         if (unlikely(!bio))
 393                 return NULL;
 394
 395         bio_init(bio);
 396         bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 397         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 398         bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
 399
 400         return bio;
 401 }
 402 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
 403
 404 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 405 {
 406         unsigned long flags;
 407         struct bio_vec *bv;
 408         int i;
 409
 410         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
 411                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
 412                 memset(data, 0, bv->bv_len);
 413                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
 414                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
 415         }
 416 }
 417 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
 418
 419 /**
 420  * bio_put - release a reference to a bio
 421  * @bio:   bio to release reference to
 422  *
 423  * Description:
 424  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
 425  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
 426  **/
 427 void bio_put(struct bio *bio)
 428 {
 429         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
 430
 431         /*
 432          * last put frees it
 433          */
 434         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
 435                 bio_free(bio);
 436 }
 437 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
 438
 439 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 440 {
 441         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
 442                 blk_recount_segments(q, bio);
 443
 444         return bio->bi_phys_segments;
 445 }
 446 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
 447
 448 /**
 449  *      __bio_clone     -       clone a bio
 450  *      @bio: destination bio
 451  *      @bio_src: bio to clone
 452  *
 453  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
 454  *      the actual data it points to. Reference count of returned
 455  *      bio will be one.
 456  */
 457 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
 458 {
 459         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
 460                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
 461
 462         /*
 463          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
 464          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
 465          */
 466         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
 467         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
 468         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
 469         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
 470         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
 471         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
 472         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 473 }
 474 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
 475
 476 /**
 477  *      bio_clone       -       clone a bio
 478  *      @bio: bio to clone
 479  *      @gfp_mask: allocation priority
 480  *
 481  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
 482  */
 483 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 484 {
 485         struct bio *b = bio_alloc(gfp_mask, bio->bi_max_vecs);
 486
 487         if (!b)
 488                 return NULL;
 489
 490         __bio_clone(b, bio);
 491
 492         if (bio_integrity(bio)) {
 493                 int ret;
 494
 495                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
 496
 497                 if (ret < 0) {
 498                         bio_put(b);
 499                         return NULL;
 500                 }
 501         }
 502
 503         return b;
 504 }
 505 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
 506
 507 /**
 508  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
 509  *      @bdev:  I/O target
 510  *
 511  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
 512  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
 513  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
 514  *      on offset.
 515  */
 516 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
 517 {
 518         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 519         int nr_pages;
 520
 521         nr_pages = min_t(unsigned,
 522                      queue_max_segments(q),
 523                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
 524
 525         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
 526
 527 }
 528 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
 529
 530 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 531                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 532                           unsigned short max_sectors)
 533 {
 534         int retried_segments = 0;
 535         struct bio_vec *bvec;
 536
 537         /*
 538          * cloned bio must not modify vec list
 539          */
 540         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
 541                 return 0;
 542
 543         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
 544                 return 0;
 545
 546         /*
 547          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
 548          * we will often be called with the same page as last time and
 549          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
 550          */
 551         if (bio->bi_vcnt > 0) {
 552                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
 553
 554                 if (page == prev->bv_page &&
 555                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
 556                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
 557                         prev->bv_len += len;
 558
 559                         if (q->merge_bvec_fn) {
 560                                 struct bvec_merge_data bvm = {
 561                                         /* prev_bvec is already charged in
 562                                            bi_size, discharge it in order to
 563                                            simulate merging updated prev_bvec
 564                                            as new bvec. */
 565                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 566                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 567                                         .bi_size = bio->bi_size - prev_bv_len,
 568                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 569                                 };
 570
 571                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
 572                                         prev->bv_len -= len;
 573                                         return 0;
 574                                 }
 575                         }
 576
 577                         goto done;
 578                 }
 579         }
 580
 581         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
 582                 return 0;
 583
 584         /*
 585          * we might lose a segment or two here, but rather that than
 586          * make this too complex.
 587          */
 588
 589         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
 590
 591                 if (retried_segments)
 592                         return 0;
 593
 594                 retried_segments = 1;
 595                 blk_recount_segments(q, bio);
 596         }
 597
 598         /*
 599          * setup the new entry, we might clear it again later if we
 600          * cannot add the page
 601          */
 602         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
 603         bvec->bv_page = page;
 604         bvec->bv_len = len;
 605         bvec->bv_offset = offset;
 606
 607         /*
 608          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
 609          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
 610          * queue to get further control
 611          */
 612         if (q->merge_bvec_fn) {
 613                 struct bvec_merge_data bvm = {
 614                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 615                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 616                         .bi_size = bio->bi_size,
 617                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 618                 };
 619
 620                 /*
 621                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
 622                  * at this offset
 623                  */
 624                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
 625                         bvec->bv_page = NULL;
 626                         bvec->bv_len = 0;
 627                         bvec->bv_offset = 0;
 628                         return 0;
 629                 }
 630         }
 631
 632         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
 633         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
 634                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 635
 636         bio->bi_vcnt++;
 637         bio->bi_phys_segments++;
 638  done:
 639         bio->bi_size += len;
 640         return len;
 641 }
 642
 643 /**
 644  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
 645  *      @q: the target queue
 646  *      @bio: destination bio
 647  *      @page: page to add
 648  *      @len: vec entry length
 649  *      @offset: vec entry offset
 650  *
 651  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 652  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
 653  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
 654  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
 655  *
 656  *      This should only be used by REQ_PC bios.
 657  */
 658 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
 659                     unsigned int len, unsigned int offset)
 660 {
 661         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
 662                               queue_max_hw_sectors(q));
 663 }
 664 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
 665
 666 /**
 667  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
 668  *      @bio: destination bio
 669  *      @page: page to add
 670  *      @len: vec entry length
 671  *      @offset: vec entry offset
 672  *
 673  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 674  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
 675  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
 676  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
 677  */
 678 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
 679                  unsigned int offset)
 680 {
 681         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 682         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 683 }
 684 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
 685
 686 struct bio_map_data {
 687         struct bio_vec *iovecs;
 688         struct sg_iovec *sgvecs;
 689         int nr_sgvecs;
 690         int is_our_pages;
 691 };
 692
 693 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
 694                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 695                              int is_our_pages)
 696 {
 697         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
 698         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
 699         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
 700         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
 701         bio->bi_private = bmd;
 702 }
 703
 704 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
 705 {
 706         kfree(bmd->iovecs);
 707         kfree(bmd->sgvecs);
 708         kfree(bmd);
 709 }
 710
 711 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
 712                                                unsigned int iov_count,
 713                                                gfp_t gfp_mask)
 714 {
 715         struct bio_map_data *bmd;
 716
 717         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
 718                 return NULL;
 719
 720         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
 721         if (!bmd)
 722                 return NULL;
 723
 724         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
 725         if (!bmd->iovecs) {
 726                 kfree(bmd);
 727                 return NULL;
 728         }
 729
 730         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
 731         if (bmd->sgvecs)
 732                 return bmd;
 733
 734         kfree(bmd->iovecs);
 735         kfree(bmd);
 736         return NULL;
 737 }
 738
 739 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 740                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 741                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
 742 {
 743         int ret = 0, i;
 744         struct bio_vec *bvec;
 745         int iov_idx = 0;
 746         unsigned int iov_off = 0;
 747
 748         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
 749                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
 750                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
 751
 752                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
 753                         unsigned int bytes;
 754                         char __user *iov_addr;
 755
 756                         bytes = min_t(unsigned int,
 757                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
 758                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 759
 760                         if (!ret) {
 761                                 if (to_user)
 762                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
 763                                                            bytes);
 764
 765                                 if (from_user)
 766                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
 767                                                              bytes);
 768
 769                                 if (ret)
 770                                         ret = -EFAULT;
 771                         }
 772
 773                         bv_len -= bytes;
 774                         bv_addr += bytes;
 775                         iov_addr += bytes;
 776                         iov_off += bytes;
 777
 778                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
 779                                 iov_idx++;
 780                                 iov_off = 0;
 781                         }
 782                 }
 783
 784                 if (do_free_page)
 785                         __free_page(bvec->bv_page);
 786         }
 787
 788         return ret;
 789 }
 790
 791 /**
 792  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
 793  *      @bio: bio being terminated
 794  *
 795  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
 796  *      to user space in case of a read.
 797  */
 798 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 799 {
 800         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
 801         int ret = 0;
 802
 803         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
 804                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
 805                                      bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
 806                                      0, bmd->is_our_pages);
 807         bio_free_map_data(bmd);
 808         bio_put(bio);
 809         return ret;
 810 }
 811 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
 812
 813 /**
 814  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
 815  *      @q: destination block queue
 816  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 817  *      @iov:   the iovec.
 818  *      @iov_count: number of elements in the iovec
 819  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 820  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 821  *
 822  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 823  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 824  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 825  */
 826 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
 827                               struct rq_map_data *map_data,
 828                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 829                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 830 {
 831         struct bio_map_data *bmd;
 832         struct bio_vec *bvec;
 833         struct page *page;
 834         struct bio *bio;
 835         int i, ret;
 836         int nr_pages = 0;
 837         unsigned int len = 0;
 838         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 839
 840         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 841                 unsigned long uaddr;
 842                 unsigned long end;
 843                 unsigned long start;
 844
 845                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 846                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 847                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 848
 849                 /*
 850                  * Overflow, abort
 851                  */
 852                 if (end < start)
 853                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 854
 855                 nr_pages += end - start;
 856                 len += iov[i].iov_len;
 857         }
 858
 859         if (offset)
 860                 nr_pages++;
 861
 862         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
 863         if (!bmd)
 864                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 865
 866         ret = -ENOMEM;
 867         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 868         if (!bio)
 869                 goto out_bmd;
 870
 871         if (!write_to_vm)
 872                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
 873
 874         ret = 0;
 875
 876         if (map_data) {
 877                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
 878                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
 879         }
 880         while (len) {
 881                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 882
 883                 bytes -= offset;
 884
 885                 if (bytes > len)
 886                         bytes = len;
 887
 888                 if (map_data) {
 889                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
 890                                 ret = -ENOMEM;
 891                                 break;
 892                         }
 893
 894                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
 895                         page += (i % nr_pages);
 896
 897                         i++;
 898                 } else {
 899                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
 900                         if (!page) {
 901                                 ret = -ENOMEM;
 902                                 break;
 903                         }
 904                 }
 905
 906                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
 907                         break;
 908
 909                 len -= bytes;
 910                 offset = 0;
 911         }
 912
 913         if (ret)
 914                 goto cleanup;
 915
 916         /*
 917          * success
 918          */
 919         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
 920             (map_data && map_data->from_user)) {
 921                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
 922                 if (ret)
 923                         goto cleanup;
 924         }
 925
 926         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
 927         return bio;
 928 cleanup:
 929         if (!map_data)
 930                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
 931                         __free_page(bvec->bv_page);
 932
 933         bio_put(bio);
 934 out_bmd:
 935         bio_free_map_data(bmd);
 936         return ERR_PTR(ret);
 937 }
 938
 939 /**
 940  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
 941  *      @q: destination block queue
 942  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 943  *      @uaddr: start of user address
 944  *      @len: length in bytes
 945  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 946  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 947  *
 948  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 949  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 950  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 951  */
 952 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
 953                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
 954                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 955 {
 956         struct sg_iovec iov;
 957
 958         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
 959         iov.iov_len = len;
 960
 961         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 962 }
 963 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
 964
 965 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
 966                                       struct block_device *bdev,
 967                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 968                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 969 {
 970         int i, j;
 971         int nr_pages = 0;
 972         struct page **pages;
 973         struct bio *bio;
 974         int cur_page = 0;
 975         int ret, offset;
 976
 977         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 978                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 979                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 980                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 981                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 982
 983                 /*
 984                  * Overflow, abort
 985                  */
 986                 if (end < start)
 987                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 988
 989                 nr_pages += end - start;
 990                 /*
 991                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
 992                  */
 993                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
 994                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 995         }
 996
 997         if (!nr_pages)
 998                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 999
1000         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1001         if (!bio)
1002                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1003
1004         ret = -ENOMEM;
1005         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1006         if (!pages)
1007                 goto out;
1008
1009         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1010                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1011                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1012                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1013                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1014                 const int local_nr_pages = end - start;
1015                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1016
1017                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1018                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1019                 if (ret < local_nr_pages) {
1020                         ret = -EFAULT;
1021                         goto out_unmap;
1022                 }
1023
1024                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1025                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1026                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1027
1028                         if (len <= 0)
1029                                 break;
1030
1031                         if (bytes > len)
1032                                 bytes = len;
1033
1034                         /*
1035                          * sorry...
1036                          */
1037                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1038                                             bytes)
1039                                 break;
1040
1041                         len -= bytes;
1042                         offset = 0;
1043                 }
1044
1045                 cur_page = j;
1046                 /*
1047                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1048                  */
1049                 while (j < page_limit)
1050                         page_cache_release(pages[j++]);
1051         }
1052
1053         kfree(pages);
1054
1055         /*
1056          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1057          */
1058         if (!write_to_vm)
1059                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1060
1061         bio->bi_bdev = bdev;
1062         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1063         return bio;
1064
1065  out_unmap:
1066         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1067                 if(!pages[i])
1068                         break;
1069                 page_cache_release(pages[i]);
1070         }
1071  out:
1072         kfree(pages);
1073         bio_put(bio);
1074         return ERR_PTR(ret);
1075 }
1076
1077 /**
1078  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1079  *      @q: the struct request_queue for the bio
1080  *      @bdev: destination block device
1081  *      @uaddr: start of user address
1082  *      @len: length in bytes
1083  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1084  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1085  *
1086  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1087  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1088  */
1089 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1090                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1091                          gfp_t gfp_mask)
1092 {
1093         struct sg_iovec iov;
1094
1095         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1096         iov.iov_len = len;
1097
1098         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1101
1102 /**
1103  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1104  *      @q: the struct request_queue for the bio
1105  *      @bdev: destination block device
1106  *      @iov:   the iovec.
1107  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1108  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1109  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1110  *
1111  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1112  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1113  */
1114 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1115                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1116                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1117 {
1118         struct bio *bio;
1119
1120         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1121                                  gfp_mask);
1122         if (IS_ERR(bio))
1123                 return bio;
1124
1125         /*
1126          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1127          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1128          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1129          * reference to it
1130          */
1131         bio_get(bio);
1132
1133         return bio;
1134 }
1135
1136 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1137 {
1138         struct bio_vec *bvec;
1139         int i;
1140
1141         /*
1142          * make sure we dirty pages we wrote to
1143          */
1144         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1145                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1146                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1147
1148                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1149         }
1150
1151         bio_put(bio);
1152 }
1153
1154 /**
1155  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1156  *      @bio:           the bio being unmapped
1157  *
1158  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1159  *      a process context.
1160  *
1161  *      bio_unmap_user() may sleep.
1162  */
1163 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1164 {
1165         __bio_unmap_user(bio);
1166         bio_put(bio);
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1169
1170 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1171 {
1172         bio_put(bio);
1173 }
1174
1175 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1176                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1177 {
1178         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1179         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1180         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1181         const int nr_pages = end - start;
1182         int offset, i;
1183         struct bio *bio;
1184
1185         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1186         if (!bio)
1187                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1188
1189         offset = offset_in_page(kaddr);
1190         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1191                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1192
1193                 if (len <= 0)
1194                         break;
1195
1196                 if (bytes > len)
1197                         bytes = len;
1198
1199                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1200                                     offset) < bytes)
1201                         break;
1202
1203                 data += bytes;
1204                 len -= bytes;
1205                 offset = 0;
1206         }
1207
1208         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1209         return bio;
1210 }
1211
1212 /**
1213  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1214  *      @q: the struct request_queue for the bio
1215  *      @data: pointer to buffer to map
1216  *      @len: length in bytes
1217  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1218  *
1219  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1220  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1221  */
1222 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1223                          gfp_t gfp_mask)
1224 {
1225         struct bio *bio;
1226
1227         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1228         if (IS_ERR(bio))
1229                 return bio;
1230
1231         if (bio->bi_size == len)
1232                 return bio;
1233
1234         /*
1235          * Don't support partial mappings.
1236          */
1237         bio_put(bio);
1238         return ERR_PTR(-EINVAL);
1239 }
1240 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1241
1242 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1243 {
1244         struct bio_vec *bvec;
1245         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1246         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1247         int i;
1248         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1249
1250         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1251                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1252                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1253
1254                 if (read)
1255                         memcpy(p, addr, len);
1256
1257                 __free_page(bvec->bv_page);
1258                 p += len;
1259         }
1260
1261         bio_free_map_data(bmd);
1262         bio_put(bio);
1263 }
1264
1265 /**
1266  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1267  *      @q: the struct request_queue for the bio
1268  *      @data: pointer to buffer to copy
1269  *      @len: length in bytes
1270  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1271  *      @reading: data direction is READ
1272  *
1273  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1274  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1275  */
1276 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1277                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1278 {
1279         struct bio *bio;
1280         struct bio_vec *bvec;
1281         int i;
1282
1283         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1284         if (IS_ERR(bio))
1285                 return bio;
1286
1287         if (!reading) {
1288                 void *p = data;
1289
1290                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1291                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1292
1293                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1294                         p += bvec->bv_len;
1295                 }
1296         }
1297
1298         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1299
1300         return bio;
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1303
1304 /*
1305  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1306  * for performing direct-IO in BIOs.
1307  *
1308  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1309  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1310  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1311  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1312  * in process context.
1313  *
1314  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1315  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1316  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1317  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1318  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1319  *
1320  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1321  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1322  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1323  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1324  * pagecache.
1325  *
1326  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1327  * deferred bio dirtying paths.
1328  */
1329
1330 /*
1331  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1332  */
1333 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1334 {
1335         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1336         int i;
1337
1338         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1339                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1340
1341                 if (page && !PageCompound(page))
1342                         set_page_dirty_lock(page);
1343         }
1344 }
1345
1346 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1347 {
1348         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1349         int i;
1350
1351         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1352                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1353
1354                 if (page)
1355                         put_page(page);
1356         }
1357 }
1358
1359 /*
1360  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1361  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1362  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1363  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1364  *
1365  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1366  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1367  * run one bio_put() against the BIO.
1368  */
1369
1370 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1371
1372 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1373 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1374 static struct bio *bio_dirty_list;
1375
1376 /*
1377  * This runs in process context
1378  */
1379 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1380 {
1381         unsigned long flags;
1382         struct bio *bio;
1383
1384         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1385         bio = bio_dirty_list;
1386         bio_dirty_list = NULL;
1387         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1388
1389         while (bio) {
1390                 struct bio *next = bio->bi_private;
1391
1392                 bio_set_pages_dirty(bio);
1393                 bio_release_pages(bio);
1394                 bio_put(bio);
1395                 bio = next;
1396         }
1397 }
1398
1399 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1400 {
1401         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1402         int nr_clean_pages = 0;
1403         int i;
1404
1405         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1406                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1407
1408                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1409                         page_cache_release(page);
1410                         bvec[i].bv_page = NULL;
1411                 } else {
1412                         nr_clean_pages++;
1413                 }
1414         }
1415
1416         if (nr_clean_pages) {
1417                 unsigned long flags;
1418
1419                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1420                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1421                 bio_dirty_list = bio;
1422                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1423                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1424         } else {
1425                 bio_put(bio);
1426         }
1427 }
1428
1429 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1430 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1431 {
1432         int i;
1433         struct bio_vec *bvec;
1434
1435         bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
1436                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
1437 }
1438 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1439 #endif
1440
1441 /**
1442  * bio_endio - end I/O on a bio
1443  * @bio:        bio
1444  * @error:      error, if any
1445  *
1446  * Description:
1447  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1448  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1449  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1450  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1451  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1452  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1453  *   function.
1454  **/
1455 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1456 {
1457         if (error)
1458                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1459         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1460                 error = -EIO;
1461
1462         if (bio->bi_end_io)
1463                 bio->bi_end_io(bio, error);
1464 }
1465 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1466
1467 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1468 {
1469         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1470                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1471
1472                 bio_endio(master, bp->error);
1473                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1474         }
1475 }
1476 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1477
1478 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1479 {
1480         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1481
1482         if (err)
1483                 bp->error = err;
1484
1485         bio_pair_release(bp);
1486 }
1487
1488 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1489 {
1490         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1491
1492         if (err)
1493                 bp->error = err;
1494
1495         bio_pair_release(bp);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1500  */
1501 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1502 {
1503         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1504
1505         if (!bp)
1506                 return bp;
1507
1508         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1509                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1510
1511         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1512         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1513         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1514         bp->error = 0;
1515         bp->bio1 = *bi;
1516         bp->bio2 = *bi;
1517         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1518         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1519         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1520
1521         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1522         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1523         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1524         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1525         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1526
1527         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1528         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1529
1530         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1531         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1532
1533         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1534         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1535
1536         bp->bio1.bi_private = bi;
1537         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1538
1539         if (bio_integrity(bi))
1540                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1541
1542         return bp;
1543 }
1544 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1545
1546 /**
1547  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1548  *      @bio:           bio to inspect
1549  *      @index:         bio_vec index
1550  *      @offset:        offset in bv_page
1551  *
1552  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1553  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1554  *      within that vector's page.
1555  */
1556 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1557                            unsigned int offset)
1558 {
1559         unsigned int sector_sz;
1560         struct bio_vec *bv;
1561         sector_t sectors;
1562         int i;
1563
1564         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1565         sectors = 0;
1566
1567         if (index >= bio->bi_idx)
1568                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1569
1570         __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
1571                 if (i == index) {
1572                         if (offset > bv->bv_offset)
1573                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1574                         break;
1575                 }
1576
1577                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1578         }
1579
1580         return sectors;
1581 }
1582 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1583
1584 /*
1585  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1586  * use the global biovec slabs created for general use.
1587  */
1588 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1589 {
1590         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1591
1592         bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1593         if (!bs->bvec_pool)
1594                 return -ENOMEM;
1595
1596         return 0;
1597 }
1598
1599 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1600 {
1601         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1602 }
1603
1604 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1605 {
1606         if (bs->bio_pool)
1607                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1608
1609         bioset_integrity_free(bs);
1610         biovec_free_pools(bs);
1611         bio_put_slab(bs);
1612
1613         kfree(bs);
1614 }
1615 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1616
1617 /**
1618  * bioset_create  - Create a bio_set
1619  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1620  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1621  *
1622  * Description:
1623  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1624  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1625  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1626  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1627  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1628  *    or things will break badly.
1629  */
1630 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1631 {
1632         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1633         struct bio_set *bs;
1634
1635         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1636         if (!bs)
1637                 return NULL;
1638
1639         bs->front_pad = front_pad;
1640
1641         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1642         if (!bs->bio_slab) {
1643                 kfree(bs);
1644                 return NULL;
1645         }
1646
1647         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1648         if (!bs->bio_pool)
1649                 goto bad;
1650
1651         if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
1652                 return bs;
1653
1654 bad:
1655         bioset_free(bs);
1656         return NULL;
1657 }
1658 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1659
1660 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1661 /**
1662  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1663  * @bio: target bio
1664  *
1665  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1666  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1667  * task actually issues it.
1668  *
1669  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1670  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1671  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1672  * calls to this function.
1673  */
1674 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1675 {
1676         struct io_context *ioc;
1677         struct cgroup_subsys_state *css;
1678
1679         if (bio->bi_ioc)
1680                 return -EBUSY;
1681
1682         ioc = current->io_context;
1683         if (!ioc)
1684                 return -ENOENT;
1685
1686         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1687         get_io_context_active(ioc);
1688         bio->bi_ioc = ioc;
1689
1690         /* associate blkcg if exists */
1691         rcu_read_lock();
1692         css = task_subsys_state(current, blkio_subsys_id);
1693         if (css && css_tryget(css))
1694                 bio->bi_css = css;
1695         rcu_read_unlock();
1696
1697         return 0;
1698 }
1699
1700 /**
1701  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1702  * @bio: target bio
1703  */
1704 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1705 {
1706         if (bio->bi_ioc) {
1707                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1708                 bio->bi_ioc = NULL;
1709         }
1710         if (bio->bi_css) {
1711                 css_put(bio->bi_css);
1712                 bio->bi_css = NULL;
1713         }
1714 }
1715
1716 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1717
1718 static void __init biovec_init_slabs(void)
1719 {
1720         int i;
1721
1722         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1723                 int size;
1724                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1725
1726                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1727                         bvs->slab = NULL;
1728                         continue;
1729                 }
1730
1731                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1732                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1733                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1734         }
1735 }
1736
1737 static int __init init_bio(void)
1738 {
1739         bio_slab_max = 2;
1740         bio_slab_nr = 0;
1741         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1742         if (!bio_slabs)
1743                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1744
1745         bio_integrity_init();
1746         biovec_init_slabs();
1747
1748         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1749         if (!fs_bio_set)
1750                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1751
1752         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
1753                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
1754
1755         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1756                                                      sizeof(struct bio_pair));
1757         if (!bio_split_pool)
1758                 panic("bio: can't create split pool\n");
1759
1760         return 0;
1761 }
1762 subsys_initcall(init_bio);