7edc08d2246cf03548cce3b8b72d863d4d16269f
[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/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 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
59
60 /*
61  * Our slab pool management
62  */
63 struct bio_slab {
64         struct kmem_cache *slab;
65         unsigned int slab_ref;
66         unsigned int slab_size;
67         char name[8];
68 };
69 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
70 static struct bio_slab *bio_slabs;
71 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
72
73 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
74 {
75         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
76         struct kmem_cache *slab = NULL;
77         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
78         unsigned int new_bio_slab_max;
79         unsigned int i, entry = -1;
80
81         mutex_lock(&bio_slab_lock);
82
83         i = 0;
84         while (i < bio_slab_nr) {
85                 bslab = &bio_slabs[i];
86
87                 if (!bslab->slab && entry == -1)
88                         entry = i;
89                 else if (bslab->slab_size == sz) {
90                         slab = bslab->slab;
91                         bslab->slab_ref++;
92                         break;
93                 }
94                 i++;
95         }
96
97         if (slab)
98                 goto out_unlock;
99
100         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
101                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
102                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
103                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
104                                          GFP_KERNEL);
105                 if (!new_bio_slabs)
106                         goto out_unlock;
107                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
108                 bio_slabs = new_bio_slabs;
109         }
110         if (entry == -1)
111                 entry = bio_slab_nr++;
112
113         bslab = &bio_slabs[entry];
114
115         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
116         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
117         if (!slab)
118                 goto out_unlock;
119
120         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
121         bslab->slab = slab;
122         bslab->slab_ref = 1;
123         bslab->slab_size = sz;
124 out_unlock:
125         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
126         return slab;
127 }
128
129 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
130 {
131         struct bio_slab *bslab = NULL;
132         unsigned int i;
133
134         mutex_lock(&bio_slab_lock);
135
136         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
137                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
138                         bslab = &bio_slabs[i];
139                         break;
140                 }
141         }
142
143         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
144                 goto out;
145
146         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
147
148         if (--bslab->slab_ref)
149                 goto out;
150
151         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
152         bslab->slab = NULL;
153
154 out:
155         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
156 }
157
158 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
159 {
160         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
161 }
162
163 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
164 {
165         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
166
167         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
168                 mempool_free(bv, pool);
169         else {
170                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
171
172                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
173         }
174 }
175
176 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
177                            mempool_t *pool)
178 {
179         struct bio_vec *bvl;
180
181         /*
182          * see comment near bvec_array define!
183          */
184         switch (nr) {
185         case 1:
186                 *idx = 0;
187                 break;
188         case 2 ... 4:
189                 *idx = 1;
190                 break;
191         case 5 ... 16:
192                 *idx = 2;
193                 break;
194         case 17 ... 64:
195                 *idx = 3;
196                 break;
197         case 65 ... 128:
198                 *idx = 4;
199                 break;
200         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
201                 *idx = 5;
202                 break;
203         default:
204                 return NULL;
205         }
206
207         /*
208          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
209          * 1-vec entry pool is mempool backed.
210          */
211         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
212 fallback:
213                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
214         } else {
215                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
216                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
217
218                 /*
219                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
220                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
221                  * in case of failure.
222                  */
223                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
224
225                 /*
226                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
227                  * is set, retry with the 1-entry mempool
228                  */
229                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
230                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
231                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
232                         goto fallback;
233                 }
234         }
235
236         return bvl;
237 }
238
239 static void __bio_free(struct bio *bio)
240 {
241         bio_disassociate_task(bio);
242
243         if (bio_integrity(bio))
244                 bio_integrity_free(bio);
245 }
246
247 static void bio_free(struct bio *bio)
248 {
249         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
250         void *p;
251
252         __bio_free(bio);
253
254         if (bs) {
255                 if (bio_has_allocated_vec(bio))
256                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
257
258                 /*
259                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
260                  */
261                 p = bio;
262                 p -= bs->front_pad;
263
264                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
265         } else {
266                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
267                 kfree(bio);
268         }
269 }
270
271 void bio_init(struct bio *bio)
272 {
273         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
274         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
275         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
278
279 /**
280  * bio_reset - reinitialize a bio
281  * @bio:        bio to reset
282  *
283  * Description:
284  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
285  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
286  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
287  *   comment in struct bio.
288  */
289 void bio_reset(struct bio *bio)
290 {
291         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
292
293         __bio_free(bio);
294
295         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
296         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
299
300 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
301 {
302         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
303         struct bio *bio;
304
305         while (1) {
306                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
307                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
308                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
309
310                 if (!bio)
311                         break;
312
313                 generic_make_request(bio);
314         }
315 }
316
317 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
318 {
319         struct bio_list punt, nopunt;
320         struct bio *bio;
321
322         /*
323          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
324          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
325          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
326          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
327          * our own rescuer would be bad.
328          *
329          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
330          * remove from the middle of the list:
331          */
332
333         bio_list_init(&punt);
334         bio_list_init(&nopunt);
335
336         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
337                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
338
339         *current->bio_list = nopunt;
340
341         spin_lock(&bs->rescue_lock);
342         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
343         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
344
345         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
346 }
347
348 /**
349  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
350  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
351  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
352  * @bs:         the bio_set to allocate from.
353  *
354  * Description:
355  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
356  *   backed by the @bs's mempool.
357  *
358  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
359  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
360  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
361  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
362  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
363  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
364  *
365  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
366  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
367  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
368  *   stack overflows.
369  *
370  *   This would normally mean allocating multiple bios under
371  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
372  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
373  *   thread.
374  *
375  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
376  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
377  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
378  *   for per bio allocations.
379  *
380  *   RETURNS:
381  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
382  */
383 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
384 {
385         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
386         unsigned front_pad;
387         unsigned inline_vecs;
388         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
389         struct bio_vec *bvl = NULL;
390         struct bio *bio;
391         void *p;
392
393         if (!bs) {
394                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
395                         return NULL;
396
397                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
398                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
399                             gfp_mask);
400                 front_pad = 0;
401                 inline_vecs = nr_iovecs;
402         } else {
403                 /*
404                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
405                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
406                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
407                  * return.
408                  *
409                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
410                  * multiple bios from the same bio_set() while running
411                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
412                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
413                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
414                  * reserve.
415                  *
416                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
417                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
418                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
419                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
420                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
421                  * with the original gfp_flags.
422                  */
423
424                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
425                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
426
427                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
428                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
429                         punt_bios_to_rescuer(bs);
430                         gfp_mask = saved_gfp;
431                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
432                 }
433
434                 front_pad = bs->front_pad;
435                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
436         }
437
438         if (unlikely(!p))
439                 return NULL;
440
441         bio = p + front_pad;
442         bio_init(bio);
443
444         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
445                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
446                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
447                         punt_bios_to_rescuer(bs);
448                         gfp_mask = saved_gfp;
449                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
450                 }
451
452                 if (unlikely(!bvl))
453                         goto err_free;
454         } else if (nr_iovecs) {
455                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
456         }
457
458         bio->bi_pool = bs;
459         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
460         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
461         bio->bi_io_vec = bvl;
462         return bio;
463
464 err_free:
465         mempool_free(p, bs->bio_pool);
466         return NULL;
467 }
468 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
469
470 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
471 {
472         unsigned long flags;
473         struct bio_vec *bv;
474         int i;
475
476         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
477                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
478                 memset(data, 0, bv->bv_len);
479                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
480                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
481         }
482 }
483 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
484
485 /**
486  * bio_put - release a reference to a bio
487  * @bio:   bio to release reference to
488  *
489  * Description:
490  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
491  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
492  **/
493 void bio_put(struct bio *bio)
494 {
495         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
496
497         /*
498          * last put frees it
499          */
500         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
501                 bio_free(bio);
502 }
503 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
504
505 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
506 {
507         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
508                 blk_recount_segments(q, bio);
509
510         return bio->bi_phys_segments;
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
513
514 /**
515  *      __bio_clone     -       clone a bio
516  *      @bio: destination bio
517  *      @bio_src: bio to clone
518  *
519  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
520  *      the actual data it points to. Reference count of returned
521  *      bio will be one.
522  */
523 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
524 {
525         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
526                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
527
528         /*
529          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
530          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
531          */
532         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
533         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
534         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
535         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
536         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
537         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
538         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
541
542 /**
543  *      bio_clone_bioset -      clone a bio
544  *      @bio: bio to clone
545  *      @gfp_mask: allocation priority
546  *      @bs: bio_set to allocate from
547  *
548  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
549  */
550 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask,
551                              struct bio_set *bs)
552 {
553         struct bio *b;
554
555         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, bs);
556         if (!b)
557                 return NULL;
558
559         __bio_clone(b, bio);
560
561         if (bio_integrity(bio)) {
562                 int ret;
563
564                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
565
566                 if (ret < 0) {
567                         bio_put(b);
568                         return NULL;
569                 }
570         }
571
572         return b;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
575
576 /**
577  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
578  *      @bdev:  I/O target
579  *
580  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
581  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
582  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
583  *      on offset.
584  */
585 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
586 {
587         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
588         int nr_pages;
589
590         nr_pages = min_t(unsigned,
591                      queue_max_segments(q),
592                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
593
594         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
595
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
598
599 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
600                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
601                           unsigned short max_sectors)
602 {
603         int retried_segments = 0;
604         struct bio_vec *bvec;
605
606         /*
607          * cloned bio must not modify vec list
608          */
609         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
610                 return 0;
611
612         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
613                 return 0;
614
615         /*
616          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
617          * we will often be called with the same page as last time and
618          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
619          */
620         if (bio->bi_vcnt > 0) {
621                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
622
623                 if (page == prev->bv_page &&
624                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
625                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
626                         prev->bv_len += len;
627
628                         if (q->merge_bvec_fn) {
629                                 struct bvec_merge_data bvm = {
630                                         /* prev_bvec is already charged in
631                                            bi_size, discharge it in order to
632                                            simulate merging updated prev_bvec
633                                            as new bvec. */
634                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
635                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
636                                         .bi_size = bio->bi_size - prev_bv_len,
637                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
638                                 };
639
640                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
641                                         prev->bv_len -= len;
642                                         return 0;
643                                 }
644                         }
645
646                         goto done;
647                 }
648         }
649
650         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
651                 return 0;
652
653         /*
654          * we might lose a segment or two here, but rather that than
655          * make this too complex.
656          */
657
658         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
659
660                 if (retried_segments)
661                         return 0;
662
663                 retried_segments = 1;
664                 blk_recount_segments(q, bio);
665         }
666
667         /*
668          * setup the new entry, we might clear it again later if we
669          * cannot add the page
670          */
671         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
672         bvec->bv_page = page;
673         bvec->bv_len = len;
674         bvec->bv_offset = offset;
675
676         /*
677          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
678          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
679          * queue to get further control
680          */
681         if (q->merge_bvec_fn) {
682                 struct bvec_merge_data bvm = {
683                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
684                         .bi_sector = bio->bi_sector,
685                         .bi_size = bio->bi_size,
686                         .bi_rw = bio->bi_rw,
687                 };
688
689                 /*
690                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
691                  * at this offset
692                  */
693                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
694                         bvec->bv_page = NULL;
695                         bvec->bv_len = 0;
696                         bvec->bv_offset = 0;
697                         return 0;
698                 }
699         }
700
701         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
702         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
703                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
704
705         bio->bi_vcnt++;
706         bio->bi_phys_segments++;
707  done:
708         bio->bi_size += len;
709         return len;
710 }
711
712 /**
713  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
714  *      @q: the target queue
715  *      @bio: destination bio
716  *      @page: page to add
717  *      @len: vec entry length
718  *      @offset: vec entry offset
719  *
720  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
721  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
722  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
723  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
724  *
725  *      This should only be used by REQ_PC bios.
726  */
727 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
728                     unsigned int len, unsigned int offset)
729 {
730         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
731                               queue_max_hw_sectors(q));
732 }
733 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
734
735 /**
736  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
737  *      @bio: destination bio
738  *      @page: page to add
739  *      @len: vec entry length
740  *      @offset: vec entry offset
741  *
742  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
743  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
744  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
745  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
746  */
747 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
748                  unsigned int offset)
749 {
750         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
751         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
754
755 /**
756  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
757  * @bio:        bio to advance
758  * @bytes:      number of bytes to complete
759  *
760  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
761  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
762  * be updated on the last bvec as well.
763  *
764  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
765  */
766 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
767 {
768         if (bio_integrity(bio))
769                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
770
771         bio->bi_sector += bytes >> 9;
772         bio->bi_size -= bytes;
773
774         if (bio->bi_rw & BIO_NO_ADVANCE_ITER_MASK)
775                 return;
776
777         while (bytes) {
778                 if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
779                         WARN_ONCE(1, "bio idx %d >= vcnt %d\n",
780                                   bio->bi_idx, bio->bi_vcnt);
781                         break;
782                 }
783
784                 if (bytes >= bio_iovec(bio)->bv_len) {
785                         bytes -= bio_iovec(bio)->bv_len;
786                         bio->bi_idx++;
787                 } else {
788                         bio_iovec(bio)->bv_len -= bytes;
789                         bio_iovec(bio)->bv_offset += bytes;
790                         bytes = 0;
791                 }
792         }
793 }
794 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
795
796 struct bio_map_data {
797         struct bio_vec *iovecs;
798         struct sg_iovec *sgvecs;
799         int nr_sgvecs;
800         int is_our_pages;
801 };
802
803 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
804                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
805                              int is_our_pages)
806 {
807         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
808         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
809         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
810         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
811         bio->bi_private = bmd;
812 }
813
814 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
815 {
816         kfree(bmd->iovecs);
817         kfree(bmd->sgvecs);
818         kfree(bmd);
819 }
820
821 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
822                                                unsigned int iov_count,
823                                                gfp_t gfp_mask)
824 {
825         struct bio_map_data *bmd;
826
827         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
828                 return NULL;
829
830         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
831         if (!bmd)
832                 return NULL;
833
834         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
835         if (!bmd->iovecs) {
836                 kfree(bmd);
837                 return NULL;
838         }
839
840         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
841         if (bmd->sgvecs)
842                 return bmd;
843
844         kfree(bmd->iovecs);
845         kfree(bmd);
846         return NULL;
847 }
848
849 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
850                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
851                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
852 {
853         int ret = 0, i;
854         struct bio_vec *bvec;
855         int iov_idx = 0;
856         unsigned int iov_off = 0;
857
858         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
859                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
860                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
861
862                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
863                         unsigned int bytes;
864                         char __user *iov_addr;
865
866                         bytes = min_t(unsigned int,
867                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
868                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
869
870                         if (!ret) {
871                                 if (to_user)
872                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
873                                                            bytes);
874
875                                 if (from_user)
876                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
877                                                              bytes);
878
879                                 if (ret)
880                                         ret = -EFAULT;
881                         }
882
883                         bv_len -= bytes;
884                         bv_addr += bytes;
885                         iov_addr += bytes;
886                         iov_off += bytes;
887
888                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
889                                 iov_idx++;
890                                 iov_off = 0;
891                         }
892                 }
893
894                 if (do_free_page)
895                         __free_page(bvec->bv_page);
896         }
897
898         return ret;
899 }
900
901 /**
902  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
903  *      @bio: bio being terminated
904  *
905  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
906  *      to user space in case of a read.
907  */
908 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
909 {
910         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
911         int ret = 0;
912
913         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
914                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
915                                      bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
916                                      0, bmd->is_our_pages);
917         bio_free_map_data(bmd);
918         bio_put(bio);
919         return ret;
920 }
921 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
922
923 /**
924  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
925  *      @q: destination block queue
926  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
927  *      @iov:   the iovec.
928  *      @iov_count: number of elements in the iovec
929  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
930  *      @gfp_mask: memory allocation flags
931  *
932  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
933  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
934  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
935  */
936 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
937                               struct rq_map_data *map_data,
938                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
939                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
940 {
941         struct bio_map_data *bmd;
942         struct bio_vec *bvec;
943         struct page *page;
944         struct bio *bio;
945         int i, ret;
946         int nr_pages = 0;
947         unsigned int len = 0;
948         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
949
950         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
951                 unsigned long uaddr;
952                 unsigned long end;
953                 unsigned long start;
954
955                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
956                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
957                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
958
959                 /*
960                  * Overflow, abort
961                  */
962                 if (end < start)
963                         return ERR_PTR(-EINVAL);
964
965                 nr_pages += end - start;
966                 len += iov[i].iov_len;
967         }
968
969         if (offset)
970                 nr_pages++;
971
972         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
973         if (!bmd)
974                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
975
976         ret = -ENOMEM;
977         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
978         if (!bio)
979                 goto out_bmd;
980
981         if (!write_to_vm)
982                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
983
984         ret = 0;
985
986         if (map_data) {
987                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
988                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
989         }
990         while (len) {
991                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
992
993                 bytes -= offset;
994
995                 if (bytes > len)
996                         bytes = len;
997
998                 if (map_data) {
999                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1000                                 ret = -ENOMEM;
1001                                 break;
1002                         }
1003
1004                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1005                         page += (i % nr_pages);
1006
1007                         i++;
1008                 } else {
1009                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1010                         if (!page) {
1011                                 ret = -ENOMEM;
1012                                 break;
1013                         }
1014                 }
1015
1016                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1017                         break;
1018
1019                 len -= bytes;
1020                 offset = 0;
1021         }
1022
1023         if (ret)
1024                 goto cleanup;
1025
1026         /*
1027          * success
1028          */
1029         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1030             (map_data && map_data->from_user)) {
1031                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1032                 if (ret)
1033                         goto cleanup;
1034         }
1035
1036         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1037         return bio;
1038 cleanup:
1039         if (!map_data)
1040                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
1041                         __free_page(bvec->bv_page);
1042
1043         bio_put(bio);
1044 out_bmd:
1045         bio_free_map_data(bmd);
1046         return ERR_PTR(ret);
1047 }
1048
1049 /**
1050  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1051  *      @q: destination block queue
1052  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1053  *      @uaddr: start of user address
1054  *      @len: length in bytes
1055  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1056  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1057  *
1058  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1059  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1060  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1061  */
1062 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1063                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1064                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1065 {
1066         struct sg_iovec iov;
1067
1068         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1069         iov.iov_len = len;
1070
1071         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1074
1075 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1076                                       struct block_device *bdev,
1077                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1078                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1079 {
1080         int i, j;
1081         int nr_pages = 0;
1082         struct page **pages;
1083         struct bio *bio;
1084         int cur_page = 0;
1085         int ret, offset;
1086
1087         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1088                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1089                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1090                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1091                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1092
1093                 /*
1094                  * Overflow, abort
1095                  */
1096                 if (end < start)
1097                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1098
1099                 nr_pages += end - start;
1100                 /*
1101                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1102                  */
1103                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1104                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1105         }
1106
1107         if (!nr_pages)
1108                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1109
1110         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1111         if (!bio)
1112                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1113
1114         ret = -ENOMEM;
1115         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1116         if (!pages)
1117                 goto out;
1118
1119         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1120                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1121                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1122                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1123                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1124                 const int local_nr_pages = end - start;
1125                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1126
1127                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1128                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1129                 if (ret < local_nr_pages) {
1130                         ret = -EFAULT;
1131                         goto out_unmap;
1132                 }
1133
1134                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1135                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1136                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1137
1138                         if (len <= 0)
1139                                 break;
1140                         
1141                         if (bytes > len)
1142                                 bytes = len;
1143
1144                         /*
1145                          * sorry...
1146                          */
1147                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1148                                             bytes)
1149                                 break;
1150
1151                         len -= bytes;
1152                         offset = 0;
1153                 }
1154
1155                 cur_page = j;
1156                 /*
1157                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1158                  */
1159                 while (j < page_limit)
1160                         page_cache_release(pages[j++]);
1161         }
1162
1163         kfree(pages);
1164
1165         /*
1166          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1167          */
1168         if (!write_to_vm)
1169                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1170
1171         bio->bi_bdev = bdev;
1172         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1173         return bio;
1174
1175  out_unmap:
1176         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1177                 if(!pages[i])
1178                         break;
1179                 page_cache_release(pages[i]);
1180         }
1181  out:
1182         kfree(pages);
1183         bio_put(bio);
1184         return ERR_PTR(ret);
1185 }
1186
1187 /**
1188  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1189  *      @q: the struct request_queue for the bio
1190  *      @bdev: destination block device
1191  *      @uaddr: start of user address
1192  *      @len: length in bytes
1193  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1194  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1195  *
1196  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1197  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1198  */
1199 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1200                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1201                          gfp_t gfp_mask)
1202 {
1203         struct sg_iovec iov;
1204
1205         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1206         iov.iov_len = len;
1207
1208         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1209 }
1210 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1211
1212 /**
1213  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1214  *      @q: the struct request_queue for the bio
1215  *      @bdev: destination block device
1216  *      @iov:   the iovec.
1217  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1218  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1219  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1220  *
1221  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1222  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1223  */
1224 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1225                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1226                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1227 {
1228         struct bio *bio;
1229
1230         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1231                                  gfp_mask);
1232         if (IS_ERR(bio))
1233                 return bio;
1234
1235         /*
1236          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1237          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1238          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1239          * reference to it
1240          */
1241         bio_get(bio);
1242
1243         return bio;
1244 }
1245
1246 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1247 {
1248         struct bio_vec *bvec;
1249         int i;
1250
1251         /*
1252          * make sure we dirty pages we wrote to
1253          */
1254         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1255                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1256                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1257
1258                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1259         }
1260
1261         bio_put(bio);
1262 }
1263
1264 /**
1265  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1266  *      @bio:           the bio being unmapped
1267  *
1268  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1269  *      a process context.
1270  *
1271  *      bio_unmap_user() may sleep.
1272  */
1273 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1274 {
1275         __bio_unmap_user(bio);
1276         bio_put(bio);
1277 }
1278 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1279
1280 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1281 {
1282         bio_put(bio);
1283 }
1284
1285 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1286                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1287 {
1288         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1289         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1290         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1291         const int nr_pages = end - start;
1292         int offset, i;
1293         struct bio *bio;
1294
1295         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1296         if (!bio)
1297                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1298
1299         offset = offset_in_page(kaddr);
1300         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1301                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1302
1303                 if (len <= 0)
1304                         break;
1305
1306                 if (bytes > len)
1307                         bytes = len;
1308
1309                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1310                                     offset) < bytes)
1311                         break;
1312
1313                 data += bytes;
1314                 len -= bytes;
1315                 offset = 0;
1316         }
1317
1318         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1319         return bio;
1320 }
1321
1322 /**
1323  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1324  *      @q: the struct request_queue for the bio
1325  *      @data: pointer to buffer to map
1326  *      @len: length in bytes
1327  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1328  *
1329  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1330  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1331  */
1332 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1333                          gfp_t gfp_mask)
1334 {
1335         struct bio *bio;
1336
1337         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1338         if (IS_ERR(bio))
1339                 return bio;
1340
1341         if (bio->bi_size == len)
1342                 return bio;
1343
1344         /*
1345          * Don't support partial mappings.
1346          */
1347         bio_put(bio);
1348         return ERR_PTR(-EINVAL);
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1351
1352 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1353 {
1354         struct bio_vec *bvec;
1355         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1356         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1357         int i;
1358         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1359
1360         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1361                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1362                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1363
1364                 if (read)
1365                         memcpy(p, addr, len);
1366
1367                 __free_page(bvec->bv_page);
1368                 p += len;
1369         }
1370
1371         bio_free_map_data(bmd);
1372         bio_put(bio);
1373 }
1374
1375 /**
1376  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1377  *      @q: the struct request_queue for the bio
1378  *      @data: pointer to buffer to copy
1379  *      @len: length in bytes
1380  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1381  *      @reading: data direction is READ
1382  *
1383  *      copy the kernel 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_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1387                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1388 {
1389         struct bio *bio;
1390         struct bio_vec *bvec;
1391         int i;
1392
1393         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1394         if (IS_ERR(bio))
1395                 return bio;
1396
1397         if (!reading) {
1398                 void *p = data;
1399
1400                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1401                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1402
1403                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1404                         p += bvec->bv_len;
1405                 }
1406         }
1407
1408         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1409
1410         return bio;
1411 }
1412 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1413
1414 /*
1415  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1416  * for performing direct-IO in BIOs.
1417  *
1418  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1419  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1420  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1421  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1422  * in process context.
1423  *
1424  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1425  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1426  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1427  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1428  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1429  *
1430  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1431  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1432  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1433  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1434  * pagecache.
1435  *
1436  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1437  * deferred bio dirtying paths.
1438  */
1439
1440 /*
1441  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1442  */
1443 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1444 {
1445         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1446         int i;
1447
1448         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1449                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1450
1451                 if (page && !PageCompound(page))
1452                         set_page_dirty_lock(page);
1453         }
1454 }
1455
1456 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1457 {
1458         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1459         int i;
1460
1461         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1462                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1463
1464                 if (page)
1465                         put_page(page);
1466         }
1467 }
1468
1469 /*
1470  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1471  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1472  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1473  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1474  *
1475  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1476  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1477  * run one bio_put() against the BIO.
1478  */
1479
1480 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1481
1482 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1483 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1484 static struct bio *bio_dirty_list;
1485
1486 /*
1487  * This runs in process context
1488  */
1489 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1490 {
1491         unsigned long flags;
1492         struct bio *bio;
1493
1494         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1495         bio = bio_dirty_list;
1496         bio_dirty_list = NULL;
1497         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1498
1499         while (bio) {
1500                 struct bio *next = bio->bi_private;
1501
1502                 bio_set_pages_dirty(bio);
1503                 bio_release_pages(bio);
1504                 bio_put(bio);
1505                 bio = next;
1506         }
1507 }
1508
1509 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1510 {
1511         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1512         int nr_clean_pages = 0;
1513         int i;
1514
1515         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1516                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1517
1518                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1519                         page_cache_release(page);
1520                         bvec[i].bv_page = NULL;
1521                 } else {
1522                         nr_clean_pages++;
1523                 }
1524         }
1525
1526         if (nr_clean_pages) {
1527                 unsigned long flags;
1528
1529                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1530                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1531                 bio_dirty_list = bio;
1532                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1533                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1534         } else {
1535                 bio_put(bio);
1536         }
1537 }
1538
1539 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1540 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1541 {
1542         int i;
1543         struct bio_vec *bvec;
1544
1545         bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
1546                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
1547 }
1548 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1549 #endif
1550
1551 /**
1552  * bio_endio - end I/O on a bio
1553  * @bio:        bio
1554  * @error:      error, if any
1555  *
1556  * Description:
1557  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1558  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1559  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1560  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1561  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1562  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1563  *   function.
1564  **/
1565 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1566 {
1567         if (error)
1568                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1569         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1570                 error = -EIO;
1571
1572         trace_block_bio_complete(bio, error);
1573
1574         if (bio->bi_end_io)
1575                 bio->bi_end_io(bio, error);
1576 }
1577 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1578
1579 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1580 {
1581         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1582                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1583
1584                 bio_endio(master, bp->error);
1585                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1586         }
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1589
1590 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1591 {
1592         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1593
1594         if (err)
1595                 bp->error = err;
1596
1597         bio_pair_release(bp);
1598 }
1599
1600 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1601 {
1602         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1603
1604         if (err)
1605                 bp->error = err;
1606
1607         bio_pair_release(bp);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1612  */
1613 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1614 {
1615         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1616
1617         if (!bp)
1618                 return bp;
1619
1620         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1621                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1622
1623         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1 && bi->bi_vcnt != 0);
1624         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1625         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1626         bp->error = 0;
1627         bp->bio1 = *bi;
1628         bp->bio2 = *bi;
1629         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1630         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1631         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1632
1633         if (bi->bi_vcnt != 0) {
1634                 bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1635                 bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1636
1637                 if (bio_is_rw(bi)) {
1638                         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1639                         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1640                         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1641                 }
1642
1643                 bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1644                 bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1645
1646                 bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1647                 bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1648         }
1649
1650         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1651         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1652
1653         bp->bio1.bi_private = bi;
1654         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1655
1656         if (bio_integrity(bi))
1657                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1658
1659         return bp;
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1662
1663 /**
1664  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1665  *      @bio:           bio to inspect
1666  *      @index:         bio_vec index
1667  *      @offset:        offset in bv_page
1668  *
1669  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1670  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1671  *      within that vector's page.
1672  */
1673 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1674                            unsigned int offset)
1675 {
1676         unsigned int sector_sz;
1677         struct bio_vec *bv;
1678         sector_t sectors;
1679         int i;
1680
1681         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1682         sectors = 0;
1683
1684         if (index >= bio->bi_idx)
1685                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1686
1687         __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
1688                 if (i == index) {
1689                         if (offset > bv->bv_offset)
1690                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1691                         break;
1692                 }
1693
1694                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1695         }
1696
1697         return sectors;
1698 }
1699 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1700
1701 /*
1702  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1703  * use the global biovec slabs created for general use.
1704  */
1705 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1706 {
1707         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1708
1709         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1710 }
1711
1712 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1713 {
1714         if (bs->rescue_workqueue)
1715                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1716
1717         if (bs->bio_pool)
1718                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1719
1720         if (bs->bvec_pool)
1721                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1722
1723         bioset_integrity_free(bs);
1724         bio_put_slab(bs);
1725
1726         kfree(bs);
1727 }
1728 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1729
1730 /**
1731  * bioset_create  - Create a bio_set
1732  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1733  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1734  *
1735  * Description:
1736  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1737  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1738  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1739  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1740  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1741  *    or things will break badly.
1742  */
1743 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1744 {
1745         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1746         struct bio_set *bs;
1747
1748         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1749         if (!bs)
1750                 return NULL;
1751
1752         bs->front_pad = front_pad;
1753
1754         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1755         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1756         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1757
1758         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1759         if (!bs->bio_slab) {
1760                 kfree(bs);
1761                 return NULL;
1762         }
1763
1764         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1765         if (!bs->bio_pool)
1766                 goto bad;
1767
1768         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1769         if (!bs->bvec_pool)
1770                 goto bad;
1771
1772         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1773         if (!bs->rescue_workqueue)
1774                 goto bad;
1775
1776         return bs;
1777 bad:
1778         bioset_free(bs);
1779         return NULL;
1780 }
1781 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1782
1783 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1784 /**
1785  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1786  * @bio: target bio
1787  *
1788  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1789  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1790  * task actually issues it.
1791  *
1792  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1793  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1794  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1795  * calls to this function.
1796  */
1797 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1798 {
1799         struct io_context *ioc;
1800         struct cgroup_subsys_state *css;
1801
1802         if (bio->bi_ioc)
1803                 return -EBUSY;
1804
1805         ioc = current->io_context;
1806         if (!ioc)
1807                 return -ENOENT;
1808
1809         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1810         get_io_context_active(ioc);
1811         bio->bi_ioc = ioc;
1812
1813         /* associate blkcg if exists */
1814         rcu_read_lock();
1815         css = task_subsys_state(current, blkio_subsys_id);
1816         if (css && css_tryget(css))
1817                 bio->bi_css = css;
1818         rcu_read_unlock();
1819
1820         return 0;
1821 }
1822
1823 /**
1824  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1825  * @bio: target bio
1826  */
1827 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1828 {
1829         if (bio->bi_ioc) {
1830                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1831                 bio->bi_ioc = NULL;
1832         }
1833         if (bio->bi_css) {
1834                 css_put(bio->bi_css);
1835                 bio->bi_css = NULL;
1836         }
1837 }
1838
1839 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1840
1841 static void __init biovec_init_slabs(void)
1842 {
1843         int i;
1844
1845         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1846                 int size;
1847                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1848
1849                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1850                         bvs->slab = NULL;
1851                         continue;
1852                 }
1853
1854                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1855                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1856                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1857         }
1858 }
1859
1860 static int __init init_bio(void)
1861 {
1862         bio_slab_max = 2;
1863         bio_slab_nr = 0;
1864         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1865         if (!bio_slabs)
1866                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1867
1868         bio_integrity_init();
1869         biovec_init_slabs();
1870
1871         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1872         if (!fs_bio_set)
1873                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1874
1875         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
1876                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
1877
1878         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1879                                                      sizeof(struct bio_pair));
1880         if (!bio_split_pool)
1881                 panic("bio: can't create split pool\n");
1882
1883         return 0;
1884 }
1885 subsys_initcall(init_bio);