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/slab.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/mempool.h>
  27 #include <linux/workqueue.h>
  28 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
  29
  30 #include <trace/events/block.h>
  31
  32 /*
  33  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
  34  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
  35  */
  36 #define BIO_INLINE_VECS         4
  37
  38 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
  39
  40 /*
  41  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
  42  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
  43  * unsigned short
  44  */
  45 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
  46 struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
  47         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
  48 };
  49 #undef BV
  50
  51 /*
  52  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
  53  * IO code that does not need private memory pools.
  54  */
  55 struct bio_set *fs_bio_set;
  56
  57 /*
  58  * Our slab pool management
  59  */
  60 struct bio_slab {
  61         struct kmem_cache *slab;
  62         unsigned int slab_ref;
  63         unsigned int slab_size;
  64         char name[8];
  65 };
  66 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
  67 static struct bio_slab *bio_slabs;
  68 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
  69
  70 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
  71 {
  72         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
  73         struct kmem_cache *slab = NULL;
  74         struct bio_slab *bslab;
  75         unsigned int i, entry = -1;
  76
  77         mutex_lock(&bio_slab_lock);
  78
  79         i = 0;
  80         while (i < bio_slab_nr) {
  81                 struct bio_slab *bslab = &bio_slabs[i];
  82
  83                 if (!bslab->slab && entry == -1)
  84                         entry = i;
  85                 else if (bslab->slab_size == sz) {
  86                         slab = bslab->slab;
  87                         bslab->slab_ref++;
  88                         break;
  89                 }
  90                 i++;
  91         }
  92
  93         if (slab)
  94                 goto out_unlock;
  95
  96         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
  97                 bio_slab_max <<= 1;
  98                 bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
  99                                      bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
 100                                      GFP_KERNEL);
 101                 if (!bio_slabs)
 102                         goto out_unlock;
 103         }
 104         if (entry == -1)
 105                 entry = bio_slab_nr++;
 106
 107         bslab = &bio_slabs[entry];
 108
 109         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
 110         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 111         if (!slab)
 112                 goto out_unlock;
 113
 114         printk("bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
 115         bslab->slab = slab;
 116         bslab->slab_ref = 1;
 117         bslab->slab_size = sz;
 118 out_unlock:
 119         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 120         return slab;
 121 }
 122
 123 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
 124 {
 125         struct bio_slab *bslab = NULL;
 126         unsigned int i;
 127
 128         mutex_lock(&bio_slab_lock);
 129
 130         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
 131                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
 132                         bslab = &bio_slabs[i];
 133                         break;
 134                 }
 135         }
 136
 137         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
 138                 goto out;
 139
 140         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
 141
 142         if (--bslab->slab_ref)
 143                 goto out;
 144
 145         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
 146         bslab->slab = NULL;
 147
 148 out:
 149         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 150 }
 151
 152 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 153 {
 154         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 155 }
 156
 157 void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
 158 {
 159         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
 160
 161         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
 162                 mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
 163         else {
 164                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
 165
 166                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
 167         }
 168 }
 169
 170 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
 171                               struct bio_set *bs)
 172 {
 173         struct bio_vec *bvl;
 174
 175         /*
 176          * see comment near bvec_array define!
 177          */
 178         switch (nr) {
 179         case 1:
 180                 *idx = 0;
 181                 break;
 182         case 2 ... 4:
 183                 *idx = 1;
 184                 break;
 185         case 5 ... 16:
 186                 *idx = 2;
 187                 break;
 188         case 17 ... 64:
 189                 *idx = 3;
 190                 break;
 191         case 65 ... 128:
 192                 *idx = 4;
 193                 break;
 194         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
 195                 *idx = 5;
 196                 break;
 197         default:
 198                 return NULL;
 199         }
 200
 201         /*
 202          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
 203          * 1-vec entry pool is mempool backed.
 204          */
 205         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
 206 fallback:
 207                 bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
 208         } else {
 209                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
 210                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
 211
 212                 /*
 213                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
 214                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
 215                  * in case of failure.
 216                  */
 217                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 218
 219                 /*
 220                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
 221                  * is set, retry with the 1-entry mempool
 222                  */
 223                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
 224                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
 225                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
 226                         goto fallback;
 227                 }
 228         }
 229
 230         return bvl;
 231 }
 232
 233 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bs)
 234 {
 235         void *p;
 236
 237         if (bio_has_allocated_vec(bio))
 238                 bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 239
 240         if (bio_integrity(bio))
 241                 bio_integrity_free(bio, bs);
 242
 243         /*
 244          * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
 245          */
 246         p = bio;
 247         if (bs->front_pad)
 248                 p -= bs->front_pad;
 249
 250         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 251 }
 252 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
 253
 254 void bio_init(struct bio *bio)
 255 {
 256         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
 257         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
 258         bio->bi_comp_cpu = -1;
 259         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 260 }
 261 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
 262
 263 /**
 264  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
 265  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 266  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 267  * @bs:         the bio_set to allocate from. If %NULL, just use kmalloc
 268  *
 269  * Description:
 270  *   bio_alloc_bioset will first try its own mempool to satisfy the allocation.
 271  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
 272  *   for a &struct bio to become free. If a %NULL @bs is passed in, we will
 273  *   fall back to just using @kmalloc to allocate the required memory.
 274  *
 275  *   Note that the caller must set ->bi_destructor on succesful return
 276  *   of a bio, to do the appropriate freeing of the bio once the reference
 277  *   count drops to zero.
 278  **/
 279 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 280 {
 281         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
 282         struct bio_vec *bvl = NULL;
 283         struct bio *bio;
 284         void *p;
 285
 286         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
 287         if (unlikely(!p))
 288                 return NULL;
 289         bio = p + bs->front_pad;
 290
 291         bio_init(bio);
 292
 293         if (unlikely(!nr_iovecs))
 294                 goto out_set;
 295
 296         if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
 297                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
 298                 nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
 299         } else {
 300                 bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
 301                 if (unlikely(!bvl))
 302                         goto err_free;
 303
 304                 nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
 305         }
 306 out_set:
 307         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
 308         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 309         bio->bi_io_vec = bvl;
 310         return bio;
 311
 312 err_free:
 313         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 314         return NULL;
 315 }
 316 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
 317
 318 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
 319 {
 320         bio_free(bio, fs_bio_set);
 321 }
 322
 323 /**
 324  *      bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
 325  *      @gfp_mask: allocation mask to use
 326  *      @nr_iovecs: number of iovecs
 327  *
 328  *      bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
 329  *      at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
 330  *      fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset and @bio_kmalloc.
 331  *
 332  *      If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
 333  *      a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
 334  *      must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
 335  *      that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
 336  *      allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
 337  *      do so can cause livelocks under memory pressure.
 338  *
 339  *      RETURNS:
 340  *      Pointer to new bio on success, NULL on failure.
 341  */
 342 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 343 {
 344         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
 345
 346         if (bio)
 347                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 348
 349         return bio;
 350 }
 351 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
 352
 353 static void bio_kmalloc_destructor(struct bio *bio)
 354 {
 355         if (bio_integrity(bio))
 356                 bio_integrity_free(bio, fs_bio_set);
 357         kfree(bio);
 358 }
 359
 360 /**
 361  * bio_kmalloc - allocate a bio for I/O using kmalloc()
 362  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 363  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 364  *
 365  * Description:
 366  *   Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask contains
 367  *   %__GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
 368  *
 369  **/
 370 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 371 {
 372         struct bio *bio;
 373
 374         if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
 375                 return NULL;
 376
 377         bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
 378                       gfp_mask);
 379         if (unlikely(!bio))
 380                 return NULL;
 381
 382         bio_init(bio);
 383         bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 384         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 385         bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
 386         bio->bi_destructor = bio_kmalloc_destructor;
 387
 388         return bio;
 389 }
 390 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
 391
 392 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 393 {
 394         unsigned long flags;
 395         struct bio_vec *bv;
 396         int i;
 397
 398         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
 399                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
 400                 memset(data, 0, bv->bv_len);
 401                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
 402                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
 403         }
 404 }
 405 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
 406
 407 /**
 408  * bio_put - release a reference to a bio
 409  * @bio:   bio to release reference to
 410  *
 411  * Description:
 412  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
 413  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
 414  **/
 415 void bio_put(struct bio *bio)
 416 {
 417         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
 418
 419         /*
 420          * last put frees it
 421          */
 422         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
 423                 bio->bi_next = NULL;
 424                 bio->bi_destructor(bio);
 425         }
 426 }
 427 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
 428
 429 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 430 {
 431         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
 432                 blk_recount_segments(q, bio);
 433
 434         return bio->bi_phys_segments;
 435 }
 436 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
 437
 438 /**
 439  *      __bio_clone     -       clone a bio
 440  *      @bio: destination bio
 441  *      @bio_src: bio to clone
 442  *
 443  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
 444  *      the actual data it points to. Reference count of returned
 445  *      bio will be one.
 446  */
 447 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
 448 {
 449         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
 450                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
 451
 452         /*
 453          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
 454          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
 455          */
 456         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
 457         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
 458         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
 459         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
 460         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
 461         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
 462         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 463 }
 464 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
 465
 466 /**
 467  *      bio_clone       -       clone a bio
 468  *      @bio: bio to clone
 469  *      @gfp_mask: allocation priority
 470  *
 471  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
 472  */
 473 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 474 {
 475         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
 476
 477         if (!b)
 478                 return NULL;
 479
 480         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 481         __bio_clone(b, bio);
 482
 483         if (bio_integrity(bio)) {
 484                 int ret;
 485
 486                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask, fs_bio_set);
 487
 488                 if (ret < 0) {
 489                         bio_put(b);
 490                         return NULL;
 491                 }
 492         }
 493
 494         return b;
 495 }
 496 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
 497
 498 /**
 499  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
 500  *      @bdev:  I/O target
 501  *
 502  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
 503  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
 504  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
 505  *      on offset.
 506  */
 507 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
 508 {
 509         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 510         int nr_pages;
 511
 512         nr_pages = ((queue_max_sectors(q) << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 513         if (nr_pages > queue_max_phys_segments(q))
 514                 nr_pages = queue_max_phys_segments(q);
 515         if (nr_pages > queue_max_hw_segments(q))
 516                 nr_pages = queue_max_hw_segments(q);
 517
 518         return nr_pages;
 519 }
 520 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
 521
 522 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 523                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 524                           unsigned short max_sectors)
 525 {
 526         int retried_segments = 0;
 527         struct bio_vec *bvec;
 528
 529         /*
 530          * cloned bio must not modify vec list
 531          */
 532         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
 533                 return 0;
 534
 535         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
 536                 return 0;
 537
 538         /*
 539          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
 540          * we will often be called with the same page as last time and
 541          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
 542          */
 543         if (bio->bi_vcnt > 0) {
 544                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
 545
 546                 if (page == prev->bv_page &&
 547                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
 548                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
 549                         prev->bv_len += len;
 550
 551                         if (q->merge_bvec_fn) {
 552                                 struct bvec_merge_data bvm = {
 553                                         /* prev_bvec is already charged in
 554                                            bi_size, discharge it in order to
 555                                            simulate merging updated prev_bvec
 556                                            as new bvec. */
 557                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 558                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 559                                         .bi_size = bio->bi_size - prev_bv_len,
 560                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 561                                 };
 562
 563                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
 564                                         prev->bv_len -= len;
 565                                         return 0;
 566                                 }
 567                         }
 568
 569                         goto done;
 570                 }
 571         }
 572
 573         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
 574                 return 0;
 575
 576         /*
 577          * we might lose a segment or two here, but rather that than
 578          * make this too complex.
 579          */
 580
 581         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_phys_segments(q)
 582                || bio->bi_phys_segments >= queue_max_hw_segments(q)) {
 583
 584                 if (retried_segments)
 585                         return 0;
 586
 587                 retried_segments = 1;
 588                 blk_recount_segments(q, bio);
 589         }
 590
 591         /*
 592          * setup the new entry, we might clear it again later if we
 593          * cannot add the page
 594          */
 595         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
 596         bvec->bv_page = page;
 597         bvec->bv_len = len;
 598         bvec->bv_offset = offset;
 599
 600         /*
 601          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
 602          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
 603          * queue to get further control
 604          */
 605         if (q->merge_bvec_fn) {
 606                 struct bvec_merge_data bvm = {
 607                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 608                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 609                         .bi_size = bio->bi_size,
 610                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 611                 };
 612
 613                 /*
 614                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
 615                  * at this offset
 616                  */
 617                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
 618                         bvec->bv_page = NULL;
 619                         bvec->bv_len = 0;
 620                         bvec->bv_offset = 0;
 621                         return 0;
 622                 }
 623         }
 624
 625         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
 626         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
 627                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 628
 629         bio->bi_vcnt++;
 630         bio->bi_phys_segments++;
 631  done:
 632         bio->bi_size += len;
 633         return len;
 634 }
 635
 636 /**
 637  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
 638  *      @q: the target queue
 639  *      @bio: destination bio
 640  *      @page: page to add
 641  *      @len: vec entry length
 642  *      @offset: vec entry offset
 643  *
 644  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 645  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
 646  *      device limitations. The target block device must allow bio's
 647  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
 648  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
 649  */
 650 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
 651                     unsigned int len, unsigned int offset)
 652 {
 653         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
 654                               queue_max_hw_sectors(q));
 655 }
 656 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
 657
 658 /**
 659  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
 660  *      @bio: destination bio
 661  *      @page: page to add
 662  *      @len: vec entry length
 663  *      @offset: vec entry offset
 664  *
 665  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 666  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
 667  *      device limitations. The target block device must allow bio's
 668  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
 669  *      page to an empty bio.
 670  */
 671 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
 672                  unsigned int offset)
 673 {
 674         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 675         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 676 }
 677 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
 678
 679 struct bio_map_data {
 680         struct bio_vec *iovecs;
 681         struct sg_iovec *sgvecs;
 682         int nr_sgvecs;
 683         int is_our_pages;
 684 };
 685
 686 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
 687                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 688                              int is_our_pages)
 689 {
 690         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
 691         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
 692         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
 693         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
 694         bio->bi_private = bmd;
 695 }
 696
 697 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
 698 {
 699         kfree(bmd->iovecs);
 700         kfree(bmd->sgvecs);
 701         kfree(bmd);
 702 }
 703
 704 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
 705                                                gfp_t gfp_mask)
 706 {
 707         struct bio_map_data *bmd;
 708
 709         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
 710                 return NULL;
 711
 712         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
 713         if (!bmd)
 714                 return NULL;
 715
 716         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
 717         if (!bmd->iovecs) {
 718                 kfree(bmd);
 719                 return NULL;
 720         }
 721
 722         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
 723         if (bmd->sgvecs)
 724                 return bmd;
 725
 726         kfree(bmd->iovecs);
 727         kfree(bmd);
 728         return NULL;
 729 }
 730
 731 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 732                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 733                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
 734 {
 735         int ret = 0, i;
 736         struct bio_vec *bvec;
 737         int iov_idx = 0;
 738         unsigned int iov_off = 0;
 739
 740         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
 741                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
 742                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
 743
 744                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
 745                         unsigned int bytes;
 746                         char __user *iov_addr;
 747
 748                         bytes = min_t(unsigned int,
 749                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
 750                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 751
 752                         if (!ret) {
 753                                 if (to_user)
 754                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
 755                                                            bytes);
 756
 757                                 if (from_user)
 758                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
 759                                                              bytes);
 760
 761                                 if (ret)
 762                                         ret = -EFAULT;
 763                         }
 764
 765                         bv_len -= bytes;
 766                         bv_addr += bytes;
 767                         iov_addr += bytes;
 768                         iov_off += bytes;
 769
 770                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
 771                                 iov_idx++;
 772                                 iov_off = 0;
 773                         }
 774                 }
 775
 776                 if (do_free_page)
 777                         __free_page(bvec->bv_page);
 778         }
 779
 780         return ret;
 781 }
 782
 783 /**
 784  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
 785  *      @bio: bio being terminated
 786  *
 787  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
 788  *      to user space in case of a read.
 789  */
 790 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 791 {
 792         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
 793         int ret = 0;
 794
 795         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
 796                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
 797                                      bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
 798                                      0, bmd->is_our_pages);
 799         bio_free_map_data(bmd);
 800         bio_put(bio);
 801         return ret;
 802 }
 803 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
 804
 805 /**
 806  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
 807  *      @q: destination block queue
 808  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 809  *      @iov:   the iovec.
 810  *      @iov_count: number of elements in the iovec
 811  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 812  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 813  *
 814  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 815  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 816  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 817  */
 818 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
 819                               struct rq_map_data *map_data,
 820                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 821                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 822 {
 823         struct bio_map_data *bmd;
 824         struct bio_vec *bvec;
 825         struct page *page;
 826         struct bio *bio;
 827         int i, ret;
 828         int nr_pages = 0;
 829         unsigned int len = 0;
 830         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 831
 832         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 833                 unsigned long uaddr;
 834                 unsigned long end;
 835                 unsigned long start;
 836
 837                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 838                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 839                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 840
 841                 /*
 842                  * Overflow, abort
 843                  */
 844                 if (end < start)
 845                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 846
 847                 nr_pages += end - start;
 848                 len += iov[i].iov_len;
 849         }
 850
 851         if (offset)
 852                 nr_pages++;
 853
 854         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
 855         if (!bmd)
 856                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 857
 858         ret = -ENOMEM;
 859         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 860         if (!bio)
 861                 goto out_bmd;
 862
 863         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
 864
 865         ret = 0;
 866
 867         if (map_data) {
 868                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
 869                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
 870         }
 871         while (len) {
 872                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 873
 874                 bytes -= offset;
 875
 876                 if (bytes > len)
 877                         bytes = len;
 878
 879                 if (map_data) {
 880                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
 881                                 ret = -ENOMEM;
 882                                 break;
 883                         }
 884
 885                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
 886                         page += (i % nr_pages);
 887
 888                         i++;
 889                 } else {
 890                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
 891                         if (!page) {
 892                                 ret = -ENOMEM;
 893                                 break;
 894                         }
 895                 }
 896
 897                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
 898                         break;
 899
 900                 len -= bytes;
 901                 offset = 0;
 902         }
 903
 904         if (ret)
 905                 goto cleanup;
 906
 907         /*
 908          * success
 909          */
 910         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
 911             (map_data && map_data->from_user)) {
 912                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
 913                 if (ret)
 914                         goto cleanup;
 915         }
 916
 917         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
 918         return bio;
 919 cleanup:
 920         if (!map_data)
 921                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
 922                         __free_page(bvec->bv_page);
 923
 924         bio_put(bio);
 925 out_bmd:
 926         bio_free_map_data(bmd);
 927         return ERR_PTR(ret);
 928 }
 929
 930 /**
 931  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
 932  *      @q: destination block queue
 933  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 934  *      @uaddr: start of user address
 935  *      @len: length in bytes
 936  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 937  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 938  *
 939  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 940  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 941  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 942  */
 943 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
 944                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
 945                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 946 {
 947         struct sg_iovec iov;
 948
 949         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
 950         iov.iov_len = len;
 951
 952         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 953 }
 954 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
 955
 956 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
 957                                       struct block_device *bdev,
 958                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 959                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 960 {
 961         int i, j;
 962         int nr_pages = 0;
 963         struct page **pages;
 964         struct bio *bio;
 965         int cur_page = 0;
 966         int ret, offset;
 967
 968         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 969                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 970                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 971                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 972                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 973
 974                 /*
 975                  * Overflow, abort
 976                  */
 977                 if (end < start)
 978                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 979
 980                 nr_pages += end - start;
 981                 /*
 982                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
 983                  */
 984                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
 985                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 986         }
 987
 988         if (!nr_pages)
 989                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 990
 991         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 992         if (!bio)
 993                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 994
 995         ret = -ENOMEM;
 996         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
 997         if (!pages)
 998                 goto out;
 999
1000         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1001                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1002                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1003                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1004                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1005                 const int local_nr_pages = end - start;
1006                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1007
1008                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1009                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1010                 if (ret < local_nr_pages) {
1011                         ret = -EFAULT;
1012                         goto out_unmap;
1013                 }
1014
1015                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1016                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1017                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1018
1019                         if (len <= 0)
1020                                 break;
1021
1022                         if (bytes > len)
1023                                 bytes = len;
1024
1025                         /*
1026                          * sorry...
1027                          */
1028                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1029                                             bytes)
1030                                 break;
1031
1032                         len -= bytes;
1033                         offset = 0;
1034                 }
1035
1036                 cur_page = j;
1037                 /*
1038                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1039                  */
1040                 while (j < page_limit)
1041                         page_cache_release(pages[j++]);
1042         }
1043
1044         kfree(pages);
1045
1046         /*
1047          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1048          */
1049         if (!write_to_vm)
1050                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
1051
1052         bio->bi_bdev = bdev;
1053         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1054         return bio;
1055
1056  out_unmap:
1057         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1058                 if(!pages[i])
1059                         break;
1060                 page_cache_release(pages[i]);
1061         }
1062  out:
1063         kfree(pages);
1064         bio_put(bio);
1065         return ERR_PTR(ret);
1066 }
1067
1068 /**
1069  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1070  *      @q: the struct request_queue for the bio
1071  *      @bdev: destination block device
1072  *      @uaddr: start of user address
1073  *      @len: length in bytes
1074  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1075  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1076  *
1077  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1078  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1079  */
1080 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1081                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1082                          gfp_t gfp_mask)
1083 {
1084         struct sg_iovec iov;
1085
1086         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1087         iov.iov_len = len;
1088
1089         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1090 }
1091 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1092
1093 /**
1094  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1095  *      @q: the struct request_queue for the bio
1096  *      @bdev: destination block device
1097  *      @iov:   the iovec.
1098  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1099  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1100  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1101  *
1102  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1103  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1104  */
1105 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1106                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1107                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1108 {
1109         struct bio *bio;
1110
1111         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1112                                  gfp_mask);
1113         if (IS_ERR(bio))
1114                 return bio;
1115
1116         /*
1117          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1118          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1119          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1120          * reference to it
1121          */
1122         bio_get(bio);
1123
1124         return bio;
1125 }
1126
1127 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1128 {
1129         struct bio_vec *bvec;
1130         int i;
1131
1132         /*
1133          * make sure we dirty pages we wrote to
1134          */
1135         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1136                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1137                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1138
1139                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1140         }
1141
1142         bio_put(bio);
1143 }
1144
1145 /**
1146  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1147  *      @bio:           the bio being unmapped
1148  *
1149  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1150  *      a process context.
1151  *
1152  *      bio_unmap_user() may sleep.
1153  */
1154 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1155 {
1156         __bio_unmap_user(bio);
1157         bio_put(bio);
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1160
1161 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1162 {
1163         bio_put(bio);
1164 }
1165
1166 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1167                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1168 {
1169         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1170         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1171         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1172         const int nr_pages = end - start;
1173         int offset, i;
1174         struct bio *bio;
1175
1176         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1177         if (!bio)
1178                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1179
1180         offset = offset_in_page(kaddr);
1181         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1182                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1183
1184                 if (len <= 0)
1185                         break;
1186
1187                 if (bytes > len)
1188                         bytes = len;
1189
1190                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1191                                     offset) < bytes)
1192                         break;
1193
1194                 data += bytes;
1195                 len -= bytes;
1196                 offset = 0;
1197         }
1198
1199         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1200         return bio;
1201 }
1202
1203 /**
1204  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1205  *      @q: the struct request_queue for the bio
1206  *      @data: pointer to buffer to map
1207  *      @len: length in bytes
1208  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1209  *
1210  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1211  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1212  */
1213 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1214                          gfp_t gfp_mask)
1215 {
1216         struct bio *bio;
1217
1218         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1219         if (IS_ERR(bio))
1220                 return bio;
1221
1222         if (bio->bi_size == len)
1223                 return bio;
1224
1225         /*
1226          * Don't support partial mappings.
1227          */
1228         bio_put(bio);
1229         return ERR_PTR(-EINVAL);
1230 }
1231 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1232
1233 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1234 {
1235         struct bio_vec *bvec;
1236         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1237         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1238         int i;
1239         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1240
1241         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1242                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1243                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1244
1245                 if (read)
1246                         memcpy(p, addr, len);
1247
1248                 __free_page(bvec->bv_page);
1249                 p += len;
1250         }
1251
1252         bio_free_map_data(bmd);
1253         bio_put(bio);
1254 }
1255
1256 /**
1257  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1258  *      @q: the struct request_queue for the bio
1259  *      @data: pointer to buffer to copy
1260  *      @len: length in bytes
1261  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1262  *      @reading: data direction is READ
1263  *
1264  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1265  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1266  */
1267 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1268                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1269 {
1270         struct bio *bio;
1271         struct bio_vec *bvec;
1272         int i;
1273
1274         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1275         if (IS_ERR(bio))
1276                 return bio;
1277
1278         if (!reading) {
1279                 void *p = data;
1280
1281                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1282                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1283
1284                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1285                         p += bvec->bv_len;
1286                 }
1287         }
1288
1289         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1290
1291         return bio;
1292 }
1293 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1294
1295 /*
1296  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1297  * for performing direct-IO in BIOs.
1298  *
1299  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1300  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1301  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1302  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1303  * in process context.
1304  *
1305  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1306  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1307  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1308  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1309  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1310  *
1311  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1312  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1313  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1314  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1315  * pagecache.
1316  *
1317  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1318  * deferred bio dirtying paths.
1319  */
1320
1321 /*
1322  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1323  */
1324 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1325 {
1326         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1327         int i;
1328
1329         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1330                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1331
1332                 if (page && !PageCompound(page))
1333                         set_page_dirty_lock(page);
1334         }
1335 }
1336
1337 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1338 {
1339         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1340         int i;
1341
1342         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1343                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1344
1345                 if (page)
1346                         put_page(page);
1347         }
1348 }
1349
1350 /*
1351  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1352  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1353  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1354  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1355  *
1356  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1357  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1358  * run one bio_put() against the BIO.
1359  */
1360
1361 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1362
1363 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1364 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1365 static struct bio *bio_dirty_list;
1366
1367 /*
1368  * This runs in process context
1369  */
1370 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1371 {
1372         unsigned long flags;
1373         struct bio *bio;
1374
1375         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1376         bio = bio_dirty_list;
1377         bio_dirty_list = NULL;
1378         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1379
1380         while (bio) {
1381                 struct bio *next = bio->bi_private;
1382
1383                 bio_set_pages_dirty(bio);
1384                 bio_release_pages(bio);
1385                 bio_put(bio);
1386                 bio = next;
1387         }
1388 }
1389
1390 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1391 {
1392         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1393         int nr_clean_pages = 0;
1394         int i;
1395
1396         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1397                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1398
1399                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1400                         page_cache_release(page);
1401                         bvec[i].bv_page = NULL;
1402                 } else {
1403                         nr_clean_pages++;
1404                 }
1405         }
1406
1407         if (nr_clean_pages) {
1408                 unsigned long flags;
1409
1410                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1411                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1412                 bio_dirty_list = bio;
1413                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1414                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1415         } else {
1416                 bio_put(bio);
1417         }
1418 }
1419
1420 /**
1421  * bio_endio - end I/O on a bio
1422  * @bio:        bio
1423  * @error:      error, if any
1424  *
1425  * Description:
1426  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1427  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1428  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1429  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1430  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1431  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1432  *   function.
1433  **/
1434 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1435 {
1436         if (error)
1437                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1438         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1439                 error = -EIO;
1440
1441         if (bio->bi_end_io)
1442                 bio->bi_end_io(bio, error);
1443 }
1444 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1445
1446 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1447 {
1448         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1449                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1450
1451                 bio_endio(master, bp->error);
1452                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1453         }
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1456
1457 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1458 {
1459         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1460
1461         if (err)
1462                 bp->error = err;
1463
1464         bio_pair_release(bp);
1465 }
1466
1467 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1468 {
1469         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1470
1471         if (err)
1472                 bp->error = err;
1473
1474         bio_pair_release(bp);
1475 }
1476
1477 /*
1478  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1479  */
1480 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1481 {
1482         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1483
1484         if (!bp)
1485                 return bp;
1486
1487         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1488                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1489
1490         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1491         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1492         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1493         bp->error = 0;
1494         bp->bio1 = *bi;
1495         bp->bio2 = *bi;
1496         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1497         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1498         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1499
1500         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1501         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1502         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1503         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1504         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1505
1506         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1507         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1508
1509         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1510         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1511
1512         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1513         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1514
1515         bp->bio1.bi_private = bi;
1516         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1517
1518         if (bio_integrity(bi))
1519                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1520
1521         return bp;
1522 }
1523 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1524
1525 /**
1526  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1527  *      @bio:           bio to inspect
1528  *      @index:         bio_vec index
1529  *      @offset:        offset in bv_page
1530  *
1531  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1532  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1533  *      within that vector's page.
1534  */
1535 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1536                            unsigned int offset)
1537 {
1538         unsigned int sector_sz;
1539         struct bio_vec *bv;
1540         sector_t sectors;
1541         int i;
1542
1543         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1544         sectors = 0;
1545
1546         if (index >= bio->bi_idx)
1547                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1548
1549         __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
1550                 if (i == index) {
1551                         if (offset > bv->bv_offset)
1552                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1553                         break;
1554                 }
1555
1556                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1557         }
1558
1559         return sectors;
1560 }
1561 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1562
1563 /*
1564  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1565  * use the global biovec slabs created for general use.
1566  */
1567 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1568 {
1569         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1570
1571         bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1572         if (!bs->bvec_pool)
1573                 return -ENOMEM;
1574
1575         return 0;
1576 }
1577
1578 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1579 {
1580         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1581 }
1582
1583 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1584 {
1585         if (bs->bio_pool)
1586                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1587
1588         bioset_integrity_free(bs);
1589         biovec_free_pools(bs);
1590         bio_put_slab(bs);
1591
1592         kfree(bs);
1593 }
1594 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1595
1596 /**
1597  * bioset_create  - Create a bio_set
1598  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1599  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1600  *
1601  * Description:
1602  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1603  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1604  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1605  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1606  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1607  *    or things will break badly.
1608  */
1609 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1610 {
1611         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1612         struct bio_set *bs;
1613
1614         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1615         if (!bs)
1616                 return NULL;
1617
1618         bs->front_pad = front_pad;
1619
1620         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1621         if (!bs->bio_slab) {
1622                 kfree(bs);
1623                 return NULL;
1624         }
1625
1626         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1627         if (!bs->bio_pool)
1628                 goto bad;
1629
1630         if (bioset_integrity_create(bs, pool_size))
1631                 goto bad;
1632
1633         if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
1634                 return bs;
1635
1636 bad:
1637         bioset_free(bs);
1638         return NULL;
1639 }
1640 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1641
1642 static void __init biovec_init_slabs(void)
1643 {
1644         int i;
1645
1646         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1647                 int size;
1648                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1649
1650 #ifndef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1651                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1652                         bvs->slab = NULL;
1653                         continue;
1654                 }
1655 #endif
1656
1657                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1658                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1659                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1660         }
1661 }
1662
1663 static int __init init_bio(void)
1664 {
1665         bio_slab_max = 2;
1666         bio_slab_nr = 0;
1667         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1668         if (!bio_slabs)
1669                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1670
1671         bio_integrity_init();
1672         biovec_init_slabs();
1673
1674         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1675         if (!fs_bio_set)
1676                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1677
1678         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1679                                                      sizeof(struct bio_pair));
1680         if (!bio_split_pool)
1681                 panic("bio: can't create split pool\n");
1682
1683         return 0;
1684 }
1685 subsys_initcall(init_bio);