block: Generic bio chaining
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / fs / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
32
33 #include <trace/events/block.h>
34
35 /*
36  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
37  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
38  */
39 #define BIO_INLINE_VECS         4
40
41 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
42
43 /*
44  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
45  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
46  * unsigned short
47  */
48 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
49 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
50         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
51 };
52 #undef BV
53
54 /*
55  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
56  * IO code that does not need private memory pools.
57  */
58 struct bio_set *fs_bio_set;
59 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
60
61 /*
62  * Our slab pool management
63  */
64 struct bio_slab {
65         struct kmem_cache *slab;
66         unsigned int slab_ref;
67         unsigned int slab_size;
68         char name[8];
69 };
70 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
71 static struct bio_slab *bio_slabs;
72 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
73
74 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
75 {
76         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
77         struct kmem_cache *slab = NULL;
78         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
79         unsigned int new_bio_slab_max;
80         unsigned int i, entry = -1;
81
82         mutex_lock(&bio_slab_lock);
83
84         i = 0;
85         while (i < bio_slab_nr) {
86                 bslab = &bio_slabs[i];
87
88                 if (!bslab->slab && entry == -1)
89                         entry = i;
90                 else if (bslab->slab_size == sz) {
91                         slab = bslab->slab;
92                         bslab->slab_ref++;
93                         break;
94                 }
95                 i++;
96         }
97
98         if (slab)
99                 goto out_unlock;
100
101         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
102                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
103                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
104                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
105                                          GFP_KERNEL);
106                 if (!new_bio_slabs)
107                         goto out_unlock;
108                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
109                 bio_slabs = new_bio_slabs;
110         }
111         if (entry == -1)
112                 entry = bio_slab_nr++;
113
114         bslab = &bio_slabs[entry];
115
116         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
117         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
118         if (!slab)
119                 goto out_unlock;
120
121         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
122         bslab->slab = slab;
123         bslab->slab_ref = 1;
124         bslab->slab_size = sz;
125 out_unlock:
126         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
127         return slab;
128 }
129
130 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
131 {
132         struct bio_slab *bslab = NULL;
133         unsigned int i;
134
135         mutex_lock(&bio_slab_lock);
136
137         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
138                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
139                         bslab = &bio_slabs[i];
140                         break;
141                 }
142         }
143
144         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
145                 goto out;
146
147         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
148
149         if (--bslab->slab_ref)
150                 goto out;
151
152         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
153         bslab->slab = NULL;
154
155 out:
156         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
157 }
158
159 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
160 {
161         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
162 }
163
164 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
165 {
166         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
167
168         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
169                 mempool_free(bv, pool);
170         else {
171                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
172
173                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
174         }
175 }
176
177 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
178                            mempool_t *pool)
179 {
180         struct bio_vec *bvl;
181
182         /*
183          * see comment near bvec_array define!
184          */
185         switch (nr) {
186         case 1:
187                 *idx = 0;
188                 break;
189         case 2 ... 4:
190                 *idx = 1;
191                 break;
192         case 5 ... 16:
193                 *idx = 2;
194                 break;
195         case 17 ... 64:
196                 *idx = 3;
197                 break;
198         case 65 ... 128:
199                 *idx = 4;
200                 break;
201         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
202                 *idx = 5;
203                 break;
204         default:
205                 return NULL;
206         }
207
208         /*
209          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
210          * 1-vec entry pool is mempool backed.
211          */
212         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
213 fallback:
214                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
215         } else {
216                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
217                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
218
219                 /*
220                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
221                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
222                  * in case of failure.
223                  */
224                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
225
226                 /*
227                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
228                  * is set, retry with the 1-entry mempool
229                  */
230                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
231                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
232                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
233                         goto fallback;
234                 }
235         }
236
237         return bvl;
238 }
239
240 static void __bio_free(struct bio *bio)
241 {
242         bio_disassociate_task(bio);
243
244         if (bio_integrity(bio))
245                 bio_integrity_free(bio);
246 }
247
248 static void bio_free(struct bio *bio)
249 {
250         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
251         void *p;
252
253         __bio_free(bio);
254
255         if (bs) {
256                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
257                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
258
259                 /*
260                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
261                  */
262                 p = bio;
263                 p -= bs->front_pad;
264
265                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
266         } else {
267                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
268                 kfree(bio);
269         }
270 }
271
272 void bio_init(struct bio *bio)
273 {
274         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
275         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
276         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
277         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
278 }
279 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
280
281 /**
282  * bio_reset - reinitialize a bio
283  * @bio:        bio to reset
284  *
285  * Description:
286  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
287  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
288  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
289  *   comment in struct bio.
290  */
291 void bio_reset(struct bio *bio)
292 {
293         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
294
295         __bio_free(bio);
296
297         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
298         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
299         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
302
303 static void bio_chain_endio(struct bio *bio, int error)
304 {
305         bio_endio(bio->bi_private, error);
306         bio_put(bio);
307 }
308
309 /**
310  * bio_chain - chain bio completions
311  *
312  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
313  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
314  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
315  *
316  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
317  */
318 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
319 {
320         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
321
322         bio->bi_private = parent;
323         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
324         atomic_inc(&parent->bi_remaining);
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
327
328 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
329 {
330         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
331         struct bio *bio;
332
333         while (1) {
334                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
335                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
336                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
337
338                 if (!bio)
339                         break;
340
341                 generic_make_request(bio);
342         }
343 }
344
345 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
346 {
347         struct bio_list punt, nopunt;
348         struct bio *bio;
349
350         /*
351          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
352          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
353          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
354          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
355          * our own rescuer would be bad.
356          *
357          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
358          * remove from the middle of the list:
359          */
360
361         bio_list_init(&punt);
362         bio_list_init(&nopunt);
363
364         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
365                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
366
367         *current->bio_list = nopunt;
368
369         spin_lock(&bs->rescue_lock);
370         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
371         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
372
373         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
374 }
375
376 /**
377  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
378  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
379  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
380  * @bs:         the bio_set to allocate from.
381  *
382  * Description:
383  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
384  *   backed by the @bs's mempool.
385  *
386  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
387  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
388  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
389  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
390  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
391  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
392  *
393  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
394  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
395  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
396  *   stack overflows.
397  *
398  *   This would normally mean allocating multiple bios under
399  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
400  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
401  *   thread.
402  *
403  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
404  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
405  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
406  *   for per bio allocations.
407  *
408  *   RETURNS:
409  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
410  */
411 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
412 {
413         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
414         unsigned front_pad;
415         unsigned inline_vecs;
416         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
417         struct bio_vec *bvl = NULL;
418         struct bio *bio;
419         void *p;
420
421         if (!bs) {
422                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
423                         return NULL;
424
425                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
426                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
427                             gfp_mask);
428                 front_pad = 0;
429                 inline_vecs = nr_iovecs;
430         } else {
431                 /*
432                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
433                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
434                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
435                  * return.
436                  *
437                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
438                  * multiple bios from the same bio_set() while running
439                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
440                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
441                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
442                  * reserve.
443                  *
444                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
445                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
446                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
447                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
448                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
449                  * with the original gfp_flags.
450                  */
451
452                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
453                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
454
455                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
456                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
457                         punt_bios_to_rescuer(bs);
458                         gfp_mask = saved_gfp;
459                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
460                 }
461
462                 front_pad = bs->front_pad;
463                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
464         }
465
466         if (unlikely(!p))
467                 return NULL;
468
469         bio = p + front_pad;
470         bio_init(bio);
471
472         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
473                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
474                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
475                         punt_bios_to_rescuer(bs);
476                         gfp_mask = saved_gfp;
477                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
478                 }
479
480                 if (unlikely(!bvl))
481                         goto err_free;
482
483                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
484         } else if (nr_iovecs) {
485                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
486         }
487
488         bio->bi_pool = bs;
489         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
490         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
491         bio->bi_io_vec = bvl;
492         return bio;
493
494 err_free:
495         mempool_free(p, bs->bio_pool);
496         return NULL;
497 }
498 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
499
500 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
501 {
502         unsigned long flags;
503         struct bio_vec bv;
504         struct bvec_iter iter;
505
506         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
507                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
508                 memset(data, 0, bv.bv_len);
509                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
510                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
511         }
512 }
513 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
514
515 /**
516  * bio_put - release a reference to a bio
517  * @bio:   bio to release reference to
518  *
519  * Description:
520  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
521  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
522  **/
523 void bio_put(struct bio *bio)
524 {
525         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
526
527         /*
528          * last put frees it
529          */
530         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
531                 bio_free(bio);
532 }
533 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
534
535 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
536 {
537         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
538                 blk_recount_segments(q, bio);
539
540         return bio->bi_phys_segments;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
543
544 /**
545  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
546  *      @bio: destination bio
547  *      @bio_src: bio to clone
548  *
549  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
550  *      the actual data it points to. Reference count of returned
551  *      bio will be one.
552  *
553  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
554  */
555 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
556 {
557         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
558
559         /*
560          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
561          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
562          */
563         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
564         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
565         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
566         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
567         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
570
571 /**
572  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
573  *      @bio: bio to clone
574  *      @gfp_mask: allocation priority
575  *      @bs: bio_set to allocate from
576  *
577  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
578  */
579 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
580 {
581         struct bio *b;
582
583         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
584         if (!b)
585                 return NULL;
586
587         __bio_clone_fast(b, bio);
588
589         if (bio_integrity(bio)) {
590                 int ret;
591
592                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
593
594                 if (ret < 0) {
595                         bio_put(b);
596                         return NULL;
597                 }
598         }
599
600         return b;
601 }
602 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
603
604 /**
605  *      bio_clone_bioset - clone a bio
606  *      @bio_src: bio to clone
607  *      @gfp_mask: allocation priority
608  *      @bs: bio_set to allocate from
609  *
610  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
611  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
612  */
613 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
614                              struct bio_set *bs)
615 {
616         unsigned nr_iovecs = 0;
617         struct bvec_iter iter;
618         struct bio_vec bv;
619         struct bio *bio;
620
621         /*
622          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
623          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
624          *
625          * We can't do that anymore, because:
626          *
627          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
628          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
629          *
630          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
631          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
632          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
633          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
634          *
635          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
636          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
637          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
638          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
639          *    asking for trouble and would force extra work on
640          *    __bio_clone_fast() anyways.
641          */
642
643         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
644                 nr_iovecs++;
645
646         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, bs);
647         if (!bio)
648                 return NULL;
649
650         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
651         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
652         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
653         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
654
655         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
656                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
657
658         if (bio_integrity(bio_src)) {
659                 int ret;
660
661                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
662                 if (ret < 0) {
663                         bio_put(bio);
664                         return NULL;
665                 }
666         }
667
668         return bio;
669 }
670 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
671
672 /**
673  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
674  *      @bdev:  I/O target
675  *
676  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
677  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
678  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
679  *      on offset.
680  */
681 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
682 {
683         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
684         int nr_pages;
685
686         nr_pages = min_t(unsigned,
687                      queue_max_segments(q),
688                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
689
690         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
691
692 }
693 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
694
695 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
696                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
697                           unsigned int max_sectors)
698 {
699         int retried_segments = 0;
700         struct bio_vec *bvec;
701
702         /*
703          * cloned bio must not modify vec list
704          */
705         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
706                 return 0;
707
708         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
709                 return 0;
710
711         /*
712          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
713          * we will often be called with the same page as last time and
714          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
715          */
716         if (bio->bi_vcnt > 0) {
717                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
718
719                 if (page == prev->bv_page &&
720                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
721                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
722                         prev->bv_len += len;
723
724                         if (q->merge_bvec_fn) {
725                                 struct bvec_merge_data bvm = {
726                                         /* prev_bvec is already charged in
727                                            bi_size, discharge it in order to
728                                            simulate merging updated prev_bvec
729                                            as new bvec. */
730                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
731                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
732                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
733                                                 prev_bv_len,
734                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
735                                 };
736
737                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
738                                         prev->bv_len -= len;
739                                         return 0;
740                                 }
741                         }
742
743                         goto done;
744                 }
745         }
746
747         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
748                 return 0;
749
750         /*
751          * we might lose a segment or two here, but rather that than
752          * make this too complex.
753          */
754
755         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
756
757                 if (retried_segments)
758                         return 0;
759
760                 retried_segments = 1;
761                 blk_recount_segments(q, bio);
762         }
763
764         /*
765          * setup the new entry, we might clear it again later if we
766          * cannot add the page
767          */
768         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
769         bvec->bv_page = page;
770         bvec->bv_len = len;
771         bvec->bv_offset = offset;
772
773         /*
774          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
775          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
776          * queue to get further control
777          */
778         if (q->merge_bvec_fn) {
779                 struct bvec_merge_data bvm = {
780                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
781                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
782                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size,
783                         .bi_rw = bio->bi_rw,
784                 };
785
786                 /*
787                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
788                  * at this offset
789                  */
790                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
791                         bvec->bv_page = NULL;
792                         bvec->bv_len = 0;
793                         bvec->bv_offset = 0;
794                         return 0;
795                 }
796         }
797
798         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
799         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
800                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
801
802         bio->bi_vcnt++;
803         bio->bi_phys_segments++;
804  done:
805         bio->bi_iter.bi_size += len;
806         return len;
807 }
808
809 /**
810  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
811  *      @q: the target queue
812  *      @bio: destination bio
813  *      @page: page to add
814  *      @len: vec entry length
815  *      @offset: vec entry offset
816  *
817  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
818  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
819  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
820  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
821  *
822  *      This should only be used by REQ_PC bios.
823  */
824 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
825                     unsigned int len, unsigned int offset)
826 {
827         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
828                               queue_max_hw_sectors(q));
829 }
830 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
831
832 /**
833  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
834  *      @bio: destination bio
835  *      @page: page to add
836  *      @len: vec entry length
837  *      @offset: vec entry offset
838  *
839  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
840  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
841  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
842  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
843  */
844 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
845                  unsigned int offset)
846 {
847         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
848         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
849 }
850 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
851
852 struct submit_bio_ret {
853         struct completion event;
854         int error;
855 };
856
857 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
858 {
859         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
860
861         ret->error = error;
862         complete(&ret->event);
863 }
864
865 /**
866  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
867  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
868  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
869  *
870  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
871  * bio_endio() on failure.
872  */
873 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
874 {
875         struct submit_bio_ret ret;
876
877         rw |= REQ_SYNC;
878         init_completion(&ret.event);
879         bio->bi_private = &ret;
880         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
881         submit_bio(rw, bio);
882         wait_for_completion(&ret.event);
883
884         return ret.error;
885 }
886 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
887
888 /**
889  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
890  * @bio:        bio to advance
891  * @bytes:      number of bytes to complete
892  *
893  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
894  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
895  * be updated on the last bvec as well.
896  *
897  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
898  */
899 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
900 {
901         if (bio_integrity(bio))
902                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
903
904         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
907
908 /**
909  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
910  * @bio: bio to allocate pages for
911  * @gfp_mask: flags for allocation
912  *
913  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
914  *
915  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
916  * freed.
917  */
918 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
919 {
920         int i;
921         struct bio_vec *bv;
922
923         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
924                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
925                 if (!bv->bv_page) {
926                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
927                                 __free_page(bv->bv_page);
928                         return -ENOMEM;
929                 }
930         }
931
932         return 0;
933 }
934 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
935
936 /**
937  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
938  * another
939  * @src: source bio list
940  * @dst: destination bio list
941  *
942  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
943  * @src and @dst as linked lists of bios.
944  *
945  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
946  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
947  */
948 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
949 {
950         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
951         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
952         void *src_p, *dst_p;
953         unsigned bytes;
954
955         src_iter = src->bi_iter;
956         dst_iter = dst->bi_iter;
957
958         while (1) {
959                 if (!src_iter.bi_size) {
960                         src = src->bi_next;
961                         if (!src)
962                                 break;
963
964                         src_iter = src->bi_iter;
965                 }
966
967                 if (!dst_iter.bi_size) {
968                         dst = dst->bi_next;
969                         if (!dst)
970                                 break;
971
972                         dst_iter = dst->bi_iter;
973                 }
974
975                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
976                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
977
978                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
979
980                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
981                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
982
983                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
984                        src_p + src_bv.bv_offset,
985                        bytes);
986
987                 kunmap_atomic(dst_p);
988                 kunmap_atomic(src_p);
989
990                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
991                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
992         }
993 }
994 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
995
996 struct bio_map_data {
997         int nr_sgvecs;
998         int is_our_pages;
999         struct sg_iovec sgvecs[];
1000 };
1001
1002 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
1003                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1004                              int is_our_pages)
1005 {
1006         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
1007         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
1008         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
1009         bio->bi_private = bmd;
1010 }
1011
1012 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
1013                                                unsigned int iov_count,
1014                                                gfp_t gfp_mask)
1015 {
1016         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1017                 return NULL;
1018
1019         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1020                        sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
1021 }
1022
1023 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1024                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
1025 {
1026         int ret = 0, i;
1027         struct bio_vec *bvec;
1028         int iov_idx = 0;
1029         unsigned int iov_off = 0;
1030
1031         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1032                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
1033                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
1034
1035                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
1036                         unsigned int bytes;
1037                         char __user *iov_addr;
1038
1039                         bytes = min_t(unsigned int,
1040                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1041                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1042
1043                         if (!ret) {
1044                                 if (to_user)
1045                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1046                                                            bytes);
1047
1048                                 if (from_user)
1049                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1050                                                              bytes);
1051
1052                                 if (ret)
1053                                         ret = -EFAULT;
1054                         }
1055
1056                         bv_len -= bytes;
1057                         bv_addr += bytes;
1058                         iov_addr += bytes;
1059                         iov_off += bytes;
1060
1061                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1062                                 iov_idx++;
1063                                 iov_off = 0;
1064                         }
1065                 }
1066
1067                 if (do_free_page)
1068                         __free_page(bvec->bv_page);
1069         }
1070
1071         return ret;
1072 }
1073
1074 /**
1075  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1076  *      @bio: bio being terminated
1077  *
1078  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
1079  *      to user space in case of a read.
1080  */
1081 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1082 {
1083         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1084         struct bio_vec *bvec;
1085         int ret = 0, i;
1086
1087         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1088                 /*
1089                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1090                  * don't copy into a random user address space, just free.
1091                  */
1092                 if (current->mm)
1093                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs,
1094                                              bio_data_dir(bio) == READ,
1095                                              0, bmd->is_our_pages);
1096                 else if (bmd->is_our_pages)
1097                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1098                                 __free_page(bvec->bv_page);
1099         }
1100         kfree(bmd);
1101         bio_put(bio);
1102         return ret;
1103 }
1104 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1105
1106 /**
1107  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1108  *      @q: destination block queue
1109  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1110  *      @iov:   the iovec.
1111  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1112  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1113  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1114  *
1115  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1116  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1117  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1118  */
1119 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1120                               struct rq_map_data *map_data,
1121                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1122                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1123 {
1124         struct bio_map_data *bmd;
1125         struct bio_vec *bvec;
1126         struct page *page;
1127         struct bio *bio;
1128         int i, ret;
1129         int nr_pages = 0;
1130         unsigned int len = 0;
1131         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1132
1133         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1134                 unsigned long uaddr;
1135                 unsigned long end;
1136                 unsigned long start;
1137
1138                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1139                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1140                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1141
1142                 /*
1143                  * Overflow, abort
1144                  */
1145                 if (end < start)
1146                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1147
1148                 nr_pages += end - start;
1149                 len += iov[i].iov_len;
1150         }
1151
1152         if (offset)
1153                 nr_pages++;
1154
1155         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1156         if (!bmd)
1157                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1158
1159         ret = -ENOMEM;
1160         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1161         if (!bio)
1162                 goto out_bmd;
1163
1164         if (!write_to_vm)
1165                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1166
1167         ret = 0;
1168
1169         if (map_data) {
1170                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1171                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1172         }
1173         while (len) {
1174                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1175
1176                 bytes -= offset;
1177
1178                 if (bytes > len)
1179                         bytes = len;
1180
1181                 if (map_data) {
1182                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1183                                 ret = -ENOMEM;
1184                                 break;
1185                         }
1186
1187                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1188                         page += (i % nr_pages);
1189
1190                         i++;
1191                 } else {
1192                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1193                         if (!page) {
1194                                 ret = -ENOMEM;
1195                                 break;
1196                         }
1197                 }
1198
1199                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1200                         break;
1201
1202                 len -= bytes;
1203                 offset = 0;
1204         }
1205
1206         if (ret)
1207                 goto cleanup;
1208
1209         /*
1210          * success
1211          */
1212         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1213             (map_data && map_data->from_user)) {
1214                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1215                 if (ret)
1216                         goto cleanup;
1217         }
1218
1219         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1220         return bio;
1221 cleanup:
1222         if (!map_data)
1223                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1224                         __free_page(bvec->bv_page);
1225
1226         bio_put(bio);
1227 out_bmd:
1228         kfree(bmd);
1229         return ERR_PTR(ret);
1230 }
1231
1232 /**
1233  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1234  *      @q: destination block queue
1235  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1236  *      @uaddr: start of user address
1237  *      @len: length in bytes
1238  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1239  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1240  *
1241  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1242  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1243  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1244  */
1245 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1246                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1247                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1248 {
1249         struct sg_iovec iov;
1250
1251         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1252         iov.iov_len = len;
1253
1254         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1257
1258 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1259                                       struct block_device *bdev,
1260                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1261                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1262 {
1263         int i, j;
1264         int nr_pages = 0;
1265         struct page **pages;
1266         struct bio *bio;
1267         int cur_page = 0;
1268         int ret, offset;
1269
1270         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1271                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1272                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1273                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1274                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1275
1276                 /*
1277                  * Overflow, abort
1278                  */
1279                 if (end < start)
1280                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1281
1282                 nr_pages += end - start;
1283                 /*
1284                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1285                  */
1286                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1287                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1288         }
1289
1290         if (!nr_pages)
1291                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1292
1293         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1294         if (!bio)
1295                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1296
1297         ret = -ENOMEM;
1298         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1299         if (!pages)
1300                 goto out;
1301
1302         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1303                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1304                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1305                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1306                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1307                 const int local_nr_pages = end - start;
1308                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1309
1310                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1311                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1312                 if (ret < local_nr_pages) {
1313                         ret = -EFAULT;
1314                         goto out_unmap;
1315                 }
1316
1317                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1318                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1319                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1320
1321                         if (len <= 0)
1322                                 break;
1323                         
1324                         if (bytes > len)
1325                                 bytes = len;
1326
1327                         /*
1328                          * sorry...
1329                          */
1330                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1331                                             bytes)
1332                                 break;
1333
1334                         len -= bytes;
1335                         offset = 0;
1336                 }
1337
1338                 cur_page = j;
1339                 /*
1340                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1341                  */
1342                 while (j < page_limit)
1343                         page_cache_release(pages[j++]);
1344         }
1345
1346         kfree(pages);
1347
1348         /*
1349          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1350          */
1351         if (!write_to_vm)
1352                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1353
1354         bio->bi_bdev = bdev;
1355         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1356         return bio;
1357
1358  out_unmap:
1359         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1360                 if(!pages[i])
1361                         break;
1362                 page_cache_release(pages[i]);
1363         }
1364  out:
1365         kfree(pages);
1366         bio_put(bio);
1367         return ERR_PTR(ret);
1368 }
1369
1370 /**
1371  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1372  *      @q: the struct request_queue for the bio
1373  *      @bdev: destination block device
1374  *      @uaddr: start of user address
1375  *      @len: length in bytes
1376  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1377  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1378  *
1379  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1380  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1381  */
1382 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1383                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1384                          gfp_t gfp_mask)
1385 {
1386         struct sg_iovec iov;
1387
1388         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1389         iov.iov_len = len;
1390
1391         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1392 }
1393 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1394
1395 /**
1396  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1397  *      @q: the struct request_queue for the bio
1398  *      @bdev: destination block device
1399  *      @iov:   the iovec.
1400  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1401  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1402  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1403  *
1404  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1405  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1406  */
1407 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1408                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1409                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1410 {
1411         struct bio *bio;
1412
1413         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1414                                  gfp_mask);
1415         if (IS_ERR(bio))
1416                 return bio;
1417
1418         /*
1419          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1420          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1421          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1422          * reference to it
1423          */
1424         bio_get(bio);
1425
1426         return bio;
1427 }
1428
1429 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1430 {
1431         struct bio_vec *bvec;
1432         int i;
1433
1434         /*
1435          * make sure we dirty pages we wrote to
1436          */
1437         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1438                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1439                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1440
1441                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1442         }
1443
1444         bio_put(bio);
1445 }
1446
1447 /**
1448  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1449  *      @bio:           the bio being unmapped
1450  *
1451  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1452  *      a process context.
1453  *
1454  *      bio_unmap_user() may sleep.
1455  */
1456 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1457 {
1458         __bio_unmap_user(bio);
1459         bio_put(bio);
1460 }
1461 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1462
1463 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1464 {
1465         bio_put(bio);
1466 }
1467
1468 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1469                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1470 {
1471         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1472         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1473         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1474         const int nr_pages = end - start;
1475         int offset, i;
1476         struct bio *bio;
1477
1478         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1479         if (!bio)
1480                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1481
1482         offset = offset_in_page(kaddr);
1483         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1484                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1485
1486                 if (len <= 0)
1487                         break;
1488
1489                 if (bytes > len)
1490                         bytes = len;
1491
1492                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1493                                     offset) < bytes)
1494                         break;
1495
1496                 data += bytes;
1497                 len -= bytes;
1498                 offset = 0;
1499         }
1500
1501         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1502         return bio;
1503 }
1504
1505 /**
1506  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1507  *      @q: the struct request_queue for the bio
1508  *      @data: pointer to buffer to map
1509  *      @len: length in bytes
1510  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1511  *
1512  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1513  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1514  */
1515 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1516                          gfp_t gfp_mask)
1517 {
1518         struct bio *bio;
1519
1520         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1521         if (IS_ERR(bio))
1522                 return bio;
1523
1524         if (bio->bi_iter.bi_size == len)
1525                 return bio;
1526
1527         /*
1528          * Don't support partial mappings.
1529          */
1530         bio_put(bio);
1531         return ERR_PTR(-EINVAL);
1532 }
1533 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1534
1535 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1536 {
1537         struct bio_vec *bvec;
1538         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1539         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1540         int i;
1541         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1542
1543         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1544                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1545
1546                 if (read)
1547                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
1548
1549                 __free_page(bvec->bv_page);
1550                 p += bvec->bv_len;
1551         }
1552
1553         kfree(bmd);
1554         bio_put(bio);
1555 }
1556
1557 /**
1558  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1559  *      @q: the struct request_queue for the bio
1560  *      @data: pointer to buffer to copy
1561  *      @len: length in bytes
1562  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1563  *      @reading: data direction is READ
1564  *
1565  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1566  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1567  */
1568 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1569                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1570 {
1571         struct bio *bio;
1572         struct bio_vec *bvec;
1573         int i;
1574
1575         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1576         if (IS_ERR(bio))
1577                 return bio;
1578
1579         if (!reading) {
1580                 void *p = data;
1581
1582                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1583                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1584
1585                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1586                         p += bvec->bv_len;
1587                 }
1588         }
1589
1590         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1591
1592         return bio;
1593 }
1594 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1595
1596 /*
1597  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1598  * for performing direct-IO in BIOs.
1599  *
1600  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1601  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1602  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1603  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1604  * in process context.
1605  *
1606  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1607  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1608  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1609  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1610  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1611  *
1612  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1613  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1614  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1615  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1616  * pagecache.
1617  *
1618  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1619  * deferred bio dirtying paths.
1620  */
1621
1622 /*
1623  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1624  */
1625 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1626 {
1627         struct bio_vec *bvec;
1628         int i;
1629
1630         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1631                 struct page *page = bvec->bv_page;
1632
1633                 if (page && !PageCompound(page))
1634                         set_page_dirty_lock(page);
1635         }
1636 }
1637
1638 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1639 {
1640         struct bio_vec *bvec;
1641         int i;
1642
1643         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1644                 struct page *page = bvec->bv_page;
1645
1646                 if (page)
1647                         put_page(page);
1648         }
1649 }
1650
1651 /*
1652  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1653  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1654  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1655  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1656  *
1657  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1658  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1659  * run one bio_put() against the BIO.
1660  */
1661
1662 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1663
1664 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1665 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1666 static struct bio *bio_dirty_list;
1667
1668 /*
1669  * This runs in process context
1670  */
1671 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1672 {
1673         unsigned long flags;
1674         struct bio *bio;
1675
1676         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1677         bio = bio_dirty_list;
1678         bio_dirty_list = NULL;
1679         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1680
1681         while (bio) {
1682                 struct bio *next = bio->bi_private;
1683
1684                 bio_set_pages_dirty(bio);
1685                 bio_release_pages(bio);
1686                 bio_put(bio);
1687                 bio = next;
1688         }
1689 }
1690
1691 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1692 {
1693         struct bio_vec *bvec;
1694         int nr_clean_pages = 0;
1695         int i;
1696
1697         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1698                 struct page *page = bvec->bv_page;
1699
1700                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1701                         page_cache_release(page);
1702                         bvec->bv_page = NULL;
1703                 } else {
1704                         nr_clean_pages++;
1705                 }
1706         }
1707
1708         if (nr_clean_pages) {
1709                 unsigned long flags;
1710
1711                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1712                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1713                 bio_dirty_list = bio;
1714                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1715                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1716         } else {
1717                 bio_put(bio);
1718         }
1719 }
1720
1721 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1722 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1723 {
1724         struct bio_vec bvec;
1725         struct bvec_iter iter;
1726
1727         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1728                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1729 }
1730 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1731 #endif
1732
1733 /**
1734  * bio_endio - end I/O on a bio
1735  * @bio:        bio
1736  * @error:      error, if any
1737  *
1738  * Description:
1739  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1740  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1741  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1742  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1743  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1744  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1745  *   function.
1746  **/
1747 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1748 {
1749         while (bio) {
1750                 BUG_ON(atomic_read(&bio->bi_remaining) <= 0);
1751
1752                 if (error)
1753                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1754                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1755                         error = -EIO;
1756
1757                 if (!atomic_dec_and_test(&bio->bi_remaining))
1758                         return;
1759
1760                 /*
1761                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1762                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1763                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1764                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1765                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1766                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1767                  */
1768                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1769                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1770                         bio_put(bio);
1771                         bio = parent;
1772                 } else {
1773                         if (bio->bi_end_io)
1774                                 bio->bi_end_io(bio, error);
1775                         bio = NULL;
1776                 }
1777         }
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1780
1781 /**
1782  * bio_endio_nodec - end I/O on a bio, without decrementing bi_remaining
1783  * @bio:        bio
1784  * @error:      error, if any
1785  *
1786  * For code that has saved and restored bi_end_io; thing hard before using this
1787  * function, probably you should've cloned the entire bio.
1788  **/
1789 void bio_endio_nodec(struct bio *bio, int error)
1790 {
1791         atomic_inc(&bio->bi_remaining);
1792         bio_endio(bio, error);
1793 }
1794 EXPORT_SYMBOL(bio_endio_nodec);
1795
1796 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1797 {
1798         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1799                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1800
1801                 bio_endio(master, bp->error);
1802                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1803         }
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1806
1807 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1808 {
1809         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1810
1811         if (err)
1812                 bp->error = err;
1813
1814         bio_pair_release(bp);
1815 }
1816
1817 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1818 {
1819         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1820
1821         if (err)
1822                 bp->error = err;
1823
1824         bio_pair_release(bp);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1829  */
1830 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1831 {
1832         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1833
1834         if (!bp)
1835                 return bp;
1836
1837         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1838                                 bi->bi_iter.bi_sector + first_sectors);
1839
1840         BUG_ON(bio_multiple_segments(bi));
1841         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1842         bp->error = 0;
1843         bp->bio1 = *bi;
1844         bp->bio2 = *bi;
1845         bp->bio2.bi_iter.bi_sector += first_sectors;
1846         bp->bio2.bi_iter.bi_size -= first_sectors << 9;
1847         bp->bio1.bi_iter.bi_size = first_sectors << 9;
1848
1849         if (bi->bi_vcnt != 0) {
1850                 bp->bv1 = bio_iovec(bi);
1851                 bp->bv2 = bio_iovec(bi);
1852
1853                 if (bio_is_rw(bi)) {
1854                         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1855                         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1856                         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1857                 }
1858
1859                 bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1860                 bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1861
1862                 bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1863                 bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1864         }
1865
1866         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1867         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1868
1869         bp->bio1.bi_private = bi;
1870         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1871
1872         if (bio_integrity(bi))
1873                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1874
1875         return bp;
1876 }
1877 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1878
1879 /**
1880  * bio_trim - trim a bio
1881  * @bio:        bio to trim
1882  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1883  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1884  */
1885 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1886 {
1887         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1888          * the given offset and size.
1889          */
1890
1891         size <<= 9;
1892         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1893                 return;
1894
1895         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1896
1897         bio_advance(bio, offset << 9);
1898
1899         bio->bi_iter.bi_size = size;
1900 }
1901 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1902
1903 /*
1904  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1905  * use the global biovec slabs created for general use.
1906  */
1907 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1908 {
1909         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1910
1911         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1912 }
1913
1914 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1915 {
1916         if (bs->rescue_workqueue)
1917                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1918
1919         if (bs->bio_pool)
1920                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1921
1922         if (bs->bvec_pool)
1923                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1924
1925         bioset_integrity_free(bs);
1926         bio_put_slab(bs);
1927
1928         kfree(bs);
1929 }
1930 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1931
1932 /**
1933  * bioset_create  - Create a bio_set
1934  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1935  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1936  *
1937  * Description:
1938  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1939  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1940  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1941  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1942  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1943  *    or things will break badly.
1944  */
1945 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1946 {
1947         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1948         struct bio_set *bs;
1949
1950         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1951         if (!bs)
1952                 return NULL;
1953
1954         bs->front_pad = front_pad;
1955
1956         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1957         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1958         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1959
1960         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1961         if (!bs->bio_slab) {
1962                 kfree(bs);
1963                 return NULL;
1964         }
1965
1966         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1967         if (!bs->bio_pool)
1968                 goto bad;
1969
1970         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1971         if (!bs->bvec_pool)
1972                 goto bad;
1973
1974         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1975         if (!bs->rescue_workqueue)
1976                 goto bad;
1977
1978         return bs;
1979 bad:
1980         bioset_free(bs);
1981         return NULL;
1982 }
1983 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1984
1985 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1986 /**
1987  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1988  * @bio: target bio
1989  *
1990  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1991  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1992  * task actually issues it.
1993  *
1994  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1995  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1996  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1997  * calls to this function.
1998  */
1999 int bio_associate_current(struct bio *bio)
2000 {
2001         struct io_context *ioc;
2002         struct cgroup_subsys_state *css;
2003
2004         if (bio->bi_ioc)
2005                 return -EBUSY;
2006
2007         ioc = current->io_context;
2008         if (!ioc)
2009                 return -ENOENT;
2010
2011         /* acquire active ref on @ioc and associate */
2012         get_io_context_active(ioc);
2013         bio->bi_ioc = ioc;
2014
2015         /* associate blkcg if exists */
2016         rcu_read_lock();
2017         css = task_css(current, blkio_subsys_id);
2018         if (css && css_tryget(css))
2019                 bio->bi_css = css;
2020         rcu_read_unlock();
2021
2022         return 0;
2023 }
2024
2025 /**
2026  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2027  * @bio: target bio
2028  */
2029 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2030 {
2031         if (bio->bi_ioc) {
2032                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2033                 bio->bi_ioc = NULL;
2034         }
2035         if (bio->bi_css) {
2036                 css_put(bio->bi_css);
2037                 bio->bi_css = NULL;
2038         }
2039 }
2040
2041 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2042
2043 static void __init biovec_init_slabs(void)
2044 {
2045         int i;
2046
2047         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2048                 int size;
2049                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2050
2051                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2052                         bvs->slab = NULL;
2053                         continue;
2054                 }
2055
2056                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2057                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2058                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2059         }
2060 }
2061
2062 static int __init init_bio(void)
2063 {
2064         bio_slab_max = 2;
2065         bio_slab_nr = 0;
2066         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2067         if (!bio_slabs)
2068                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2069
2070         bio_integrity_init();
2071         biovec_init_slabs();
2072
2073         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2074         if (!fs_bio_set)
2075                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2076
2077         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2078                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2079
2080         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
2081                                                      sizeof(struct bio_pair));
2082         if (!bio_split_pool)
2083                 panic("bio: can't create split pool\n");
2084
2085         return 0;
2086 }
2087 subsys_initcall(init_bio);