e6dfa06773ac6ae7d4f7265c271a94196eafdab3
[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_cnt, 1);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
279
280 /**
281  * bio_reset - reinitialize a bio
282  * @bio:        bio to reset
283  *
284  * Description:
285  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
286  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
287  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
288  *   comment in struct bio.
289  */
290 void bio_reset(struct bio *bio)
291 {
292         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
293
294         __bio_free(bio);
295
296         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
297         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
300
301 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
302 {
303         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
304         struct bio *bio;
305
306         while (1) {
307                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
308                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
309                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
310
311                 if (!bio)
312                         break;
313
314                 generic_make_request(bio);
315         }
316 }
317
318 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
319 {
320         struct bio_list punt, nopunt;
321         struct bio *bio;
322
323         /*
324          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
325          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
326          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
327          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
328          * our own rescuer would be bad.
329          *
330          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
331          * remove from the middle of the list:
332          */
333
334         bio_list_init(&punt);
335         bio_list_init(&nopunt);
336
337         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
338                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
339
340         *current->bio_list = nopunt;
341
342         spin_lock(&bs->rescue_lock);
343         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
344         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
345
346         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
347 }
348
349 /**
350  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
351  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
352  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
353  * @bs:         the bio_set to allocate from.
354  *
355  * Description:
356  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
357  *   backed by the @bs's mempool.
358  *
359  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
360  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
361  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
362  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
363  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
364  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
365  *
366  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
367  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
368  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
369  *   stack overflows.
370  *
371  *   This would normally mean allocating multiple bios under
372  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
373  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
374  *   thread.
375  *
376  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
377  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
378  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
379  *   for per bio allocations.
380  *
381  *   RETURNS:
382  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
383  */
384 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
385 {
386         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
387         unsigned front_pad;
388         unsigned inline_vecs;
389         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
390         struct bio_vec *bvl = NULL;
391         struct bio *bio;
392         void *p;
393
394         if (!bs) {
395                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
396                         return NULL;
397
398                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
399                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
400                             gfp_mask);
401                 front_pad = 0;
402                 inline_vecs = nr_iovecs;
403         } else {
404                 /*
405                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
406                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
407                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
408                  * return.
409                  *
410                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
411                  * multiple bios from the same bio_set() while running
412                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
413                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
414                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
415                  * reserve.
416                  *
417                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
418                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
419                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
420                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
421                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
422                  * with the original gfp_flags.
423                  */
424
425                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
426                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
427
428                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
429                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
430                         punt_bios_to_rescuer(bs);
431                         gfp_mask = saved_gfp;
432                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
433                 }
434
435                 front_pad = bs->front_pad;
436                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
437         }
438
439         if (unlikely(!p))
440                 return NULL;
441
442         bio = p + front_pad;
443         bio_init(bio);
444
445         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
446                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
447                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
448                         punt_bios_to_rescuer(bs);
449                         gfp_mask = saved_gfp;
450                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
451                 }
452
453                 if (unlikely(!bvl))
454                         goto err_free;
455
456                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
457         } else if (nr_iovecs) {
458                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
459         }
460
461         bio->bi_pool = bs;
462         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
463         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
464         bio->bi_io_vec = bvl;
465         return bio;
466
467 err_free:
468         mempool_free(p, bs->bio_pool);
469         return NULL;
470 }
471 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
472
473 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
474 {
475         unsigned long flags;
476         struct bio_vec bv;
477         struct bvec_iter iter;
478
479         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
480                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
481                 memset(data, 0, bv.bv_len);
482                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
483                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
484         }
485 }
486 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
487
488 /**
489  * bio_put - release a reference to a bio
490  * @bio:   bio to release reference to
491  *
492  * Description:
493  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
494  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
495  **/
496 void bio_put(struct bio *bio)
497 {
498         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
499
500         /*
501          * last put frees it
502          */
503         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
504                 bio_free(bio);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
507
508 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
509 {
510         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
511                 blk_recount_segments(q, bio);
512
513         return bio->bi_phys_segments;
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
516
517 /**
518  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
519  *      @bio: destination bio
520  *      @bio_src: bio to clone
521  *
522  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
523  *      the actual data it points to. Reference count of returned
524  *      bio will be one.
525  *
526  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
527  */
528 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
529 {
530         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
531
532         /*
533          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
534          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
535          */
536         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
537         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
538         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
539         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
540         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
543
544 /**
545  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
546  *      @bio: bio to clone
547  *      @gfp_mask: allocation priority
548  *      @bs: bio_set to allocate from
549  *
550  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
551  */
552 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
553 {
554         struct bio *b;
555
556         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
557         if (!b)
558                 return NULL;
559
560         __bio_clone_fast(b, bio);
561
562         if (bio_integrity(bio)) {
563                 int ret;
564
565                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
566
567                 if (ret < 0) {
568                         bio_put(b);
569                         return NULL;
570                 }
571         }
572
573         return b;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
576
577 /**
578  *      bio_clone_bioset - clone a bio
579  *      @bio_src: bio to clone
580  *      @gfp_mask: allocation priority
581  *      @bs: bio_set to allocate from
582  *
583  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
584  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
585  */
586 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
587                              struct bio_set *bs)
588 {
589         unsigned nr_iovecs = 0;
590         struct bvec_iter iter;
591         struct bio_vec bv;
592         struct bio *bio;
593
594         /*
595          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
596          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
597          *
598          * We can't do that anymore, because:
599          *
600          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
601          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
602          *
603          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
604          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
605          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
606          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
607          *
608          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
609          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
610          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
611          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
612          *    asking for trouble and would force extra work on
613          *    __bio_clone_fast() anyways.
614          */
615
616         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
617                 nr_iovecs++;
618
619         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, bs);
620         if (!bio)
621                 return NULL;
622
623         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
624         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
625         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
626         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
627
628         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
629                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
630
631         if (bio_integrity(bio_src)) {
632                 int ret;
633
634                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
635                 if (ret < 0) {
636                         bio_put(bio);
637                         return NULL;
638                 }
639         }
640
641         return bio;
642 }
643 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
644
645 /**
646  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
647  *      @bdev:  I/O target
648  *
649  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
650  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
651  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
652  *      on offset.
653  */
654 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
655 {
656         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
657         int nr_pages;
658
659         nr_pages = min_t(unsigned,
660                      queue_max_segments(q),
661                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
662
663         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
664
665 }
666 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
667
668 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
669                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
670                           unsigned int max_sectors)
671 {
672         int retried_segments = 0;
673         struct bio_vec *bvec;
674
675         /*
676          * cloned bio must not modify vec list
677          */
678         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
679                 return 0;
680
681         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
682                 return 0;
683
684         /*
685          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
686          * we will often be called with the same page as last time and
687          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
688          */
689         if (bio->bi_vcnt > 0) {
690                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
691
692                 if (page == prev->bv_page &&
693                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
694                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
695                         prev->bv_len += len;
696
697                         if (q->merge_bvec_fn) {
698                                 struct bvec_merge_data bvm = {
699                                         /* prev_bvec is already charged in
700                                            bi_size, discharge it in order to
701                                            simulate merging updated prev_bvec
702                                            as new bvec. */
703                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
704                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
705                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
706                                                 prev_bv_len,
707                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
708                                 };
709
710                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
711                                         prev->bv_len -= len;
712                                         return 0;
713                                 }
714                         }
715
716                         goto done;
717                 }
718         }
719
720         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
721                 return 0;
722
723         /*
724          * we might lose a segment or two here, but rather that than
725          * make this too complex.
726          */
727
728         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
729
730                 if (retried_segments)
731                         return 0;
732
733                 retried_segments = 1;
734                 blk_recount_segments(q, bio);
735         }
736
737         /*
738          * setup the new entry, we might clear it again later if we
739          * cannot add the page
740          */
741         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
742         bvec->bv_page = page;
743         bvec->bv_len = len;
744         bvec->bv_offset = offset;
745
746         /*
747          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
748          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
749          * queue to get further control
750          */
751         if (q->merge_bvec_fn) {
752                 struct bvec_merge_data bvm = {
753                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
754                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
755                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size,
756                         .bi_rw = bio->bi_rw,
757                 };
758
759                 /*
760                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
761                  * at this offset
762                  */
763                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
764                         bvec->bv_page = NULL;
765                         bvec->bv_len = 0;
766                         bvec->bv_offset = 0;
767                         return 0;
768                 }
769         }
770
771         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
772         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
773                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
774
775         bio->bi_vcnt++;
776         bio->bi_phys_segments++;
777  done:
778         bio->bi_iter.bi_size += len;
779         return len;
780 }
781
782 /**
783  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
784  *      @q: the target queue
785  *      @bio: destination bio
786  *      @page: page to add
787  *      @len: vec entry length
788  *      @offset: vec entry offset
789  *
790  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
791  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
792  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
793  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
794  *
795  *      This should only be used by REQ_PC bios.
796  */
797 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
798                     unsigned int len, unsigned int offset)
799 {
800         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
801                               queue_max_hw_sectors(q));
802 }
803 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
804
805 /**
806  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
807  *      @bio: destination bio
808  *      @page: page to add
809  *      @len: vec entry length
810  *      @offset: vec entry offset
811  *
812  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
813  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
814  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
815  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
816  */
817 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
818                  unsigned int offset)
819 {
820         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
821         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
822 }
823 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
824
825 struct submit_bio_ret {
826         struct completion event;
827         int error;
828 };
829
830 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
831 {
832         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
833
834         ret->error = error;
835         complete(&ret->event);
836 }
837
838 /**
839  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
840  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
841  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
842  *
843  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
844  * bio_endio() on failure.
845  */
846 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
847 {
848         struct submit_bio_ret ret;
849
850         rw |= REQ_SYNC;
851         init_completion(&ret.event);
852         bio->bi_private = &ret;
853         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
854         submit_bio(rw, bio);
855         wait_for_completion(&ret.event);
856
857         return ret.error;
858 }
859 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
860
861 /**
862  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
863  * @bio:        bio to advance
864  * @bytes:      number of bytes to complete
865  *
866  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
867  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
868  * be updated on the last bvec as well.
869  *
870  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
871  */
872 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
873 {
874         if (bio_integrity(bio))
875                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
876
877         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
878 }
879 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
880
881 /**
882  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
883  * @bio: bio to allocate pages for
884  * @gfp_mask: flags for allocation
885  *
886  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
887  *
888  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
889  * freed.
890  */
891 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
892 {
893         int i;
894         struct bio_vec *bv;
895
896         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
897                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
898                 if (!bv->bv_page) {
899                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
900                                 __free_page(bv->bv_page);
901                         return -ENOMEM;
902                 }
903         }
904
905         return 0;
906 }
907 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
908
909 /**
910  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
911  * another
912  * @src: source bio list
913  * @dst: destination bio list
914  *
915  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
916  * @src and @dst as linked lists of bios.
917  *
918  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
919  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
920  */
921 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
922 {
923         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
924         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
925         void *src_p, *dst_p;
926         unsigned bytes;
927
928         src_iter = src->bi_iter;
929         dst_iter = dst->bi_iter;
930
931         while (1) {
932                 if (!src_iter.bi_size) {
933                         src = src->bi_next;
934                         if (!src)
935                                 break;
936
937                         src_iter = src->bi_iter;
938                 }
939
940                 if (!dst_iter.bi_size) {
941                         dst = dst->bi_next;
942                         if (!dst)
943                                 break;
944
945                         dst_iter = dst->bi_iter;
946                 }
947
948                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
949                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
950
951                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
952
953                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
954                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
955
956                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
957                        src_p + src_bv.bv_offset,
958                        bytes);
959
960                 kunmap_atomic(dst_p);
961                 kunmap_atomic(src_p);
962
963                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
964                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
965         }
966 }
967 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
968
969 struct bio_map_data {
970         int nr_sgvecs;
971         int is_our_pages;
972         struct sg_iovec sgvecs[];
973 };
974
975 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
976                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
977                              int is_our_pages)
978 {
979         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
980         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
981         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
982         bio->bi_private = bmd;
983 }
984
985 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
986                                                unsigned int iov_count,
987                                                gfp_t gfp_mask)
988 {
989         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
990                 return NULL;
991
992         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
993                        sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
994 }
995
996 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct sg_iovec *iov, int iov_count,
997                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
998 {
999         int ret = 0, i;
1000         struct bio_vec *bvec;
1001         int iov_idx = 0;
1002         unsigned int iov_off = 0;
1003
1004         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1005                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
1006                 unsigned int bv_len = bvec->bv_len;
1007
1008                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
1009                         unsigned int bytes;
1010                         char __user *iov_addr;
1011
1012                         bytes = min_t(unsigned int,
1013                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1014                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1015
1016                         if (!ret) {
1017                                 if (to_user)
1018                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1019                                                            bytes);
1020
1021                                 if (from_user)
1022                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1023                                                              bytes);
1024
1025                                 if (ret)
1026                                         ret = -EFAULT;
1027                         }
1028
1029                         bv_len -= bytes;
1030                         bv_addr += bytes;
1031                         iov_addr += bytes;
1032                         iov_off += bytes;
1033
1034                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1035                                 iov_idx++;
1036                                 iov_off = 0;
1037                         }
1038                 }
1039
1040                 if (do_free_page)
1041                         __free_page(bvec->bv_page);
1042         }
1043
1044         return ret;
1045 }
1046
1047 /**
1048  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1049  *      @bio: bio being terminated
1050  *
1051  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
1052  *      to user space in case of a read.
1053  */
1054 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1055 {
1056         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1057         struct bio_vec *bvec;
1058         int ret = 0, i;
1059
1060         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1061                 /*
1062                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1063                  * don't copy into a random user address space, just free.
1064                  */
1065                 if (current->mm)
1066                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs,
1067                                              bio_data_dir(bio) == READ,
1068                                              0, bmd->is_our_pages);
1069                 else if (bmd->is_our_pages)
1070                         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1071                                 __free_page(bvec->bv_page);
1072         }
1073         kfree(bmd);
1074         bio_put(bio);
1075         return ret;
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1078
1079 /**
1080  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1081  *      @q: destination block queue
1082  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1083  *      @iov:   the iovec.
1084  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1085  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1086  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1087  *
1088  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1089  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1090  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1091  */
1092 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1093                               struct rq_map_data *map_data,
1094                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1095                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1096 {
1097         struct bio_map_data *bmd;
1098         struct bio_vec *bvec;
1099         struct page *page;
1100         struct bio *bio;
1101         int i, ret;
1102         int nr_pages = 0;
1103         unsigned int len = 0;
1104         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1105
1106         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1107                 unsigned long uaddr;
1108                 unsigned long end;
1109                 unsigned long start;
1110
1111                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1112                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1113                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1114
1115                 /*
1116                  * Overflow, abort
1117                  */
1118                 if (end < start)
1119                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1120
1121                 nr_pages += end - start;
1122                 len += iov[i].iov_len;
1123         }
1124
1125         if (offset)
1126                 nr_pages++;
1127
1128         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1129         if (!bmd)
1130                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1131
1132         ret = -ENOMEM;
1133         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1134         if (!bio)
1135                 goto out_bmd;
1136
1137         if (!write_to_vm)
1138                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1139
1140         ret = 0;
1141
1142         if (map_data) {
1143                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1144                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1145         }
1146         while (len) {
1147                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1148
1149                 bytes -= offset;
1150
1151                 if (bytes > len)
1152                         bytes = len;
1153
1154                 if (map_data) {
1155                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1156                                 ret = -ENOMEM;
1157                                 break;
1158                         }
1159
1160                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1161                         page += (i % nr_pages);
1162
1163                         i++;
1164                 } else {
1165                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1166                         if (!page) {
1167                                 ret = -ENOMEM;
1168                                 break;
1169                         }
1170                 }
1171
1172                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1173                         break;
1174
1175                 len -= bytes;
1176                 offset = 0;
1177         }
1178
1179         if (ret)
1180                 goto cleanup;
1181
1182         /*
1183          * success
1184          */
1185         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1186             (map_data && map_data->from_user)) {
1187                 ret = __bio_copy_iov(bio, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1188                 if (ret)
1189                         goto cleanup;
1190         }
1191
1192         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1193         return bio;
1194 cleanup:
1195         if (!map_data)
1196                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1197                         __free_page(bvec->bv_page);
1198
1199         bio_put(bio);
1200 out_bmd:
1201         kfree(bmd);
1202         return ERR_PTR(ret);
1203 }
1204
1205 /**
1206  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1207  *      @q: destination block queue
1208  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1209  *      @uaddr: start of user address
1210  *      @len: length in bytes
1211  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1212  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1213  *
1214  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1215  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1216  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1217  */
1218 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1219                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1220                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1221 {
1222         struct sg_iovec iov;
1223
1224         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1225         iov.iov_len = len;
1226
1227         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1230
1231 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1232                                       struct block_device *bdev,
1233                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1234                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1235 {
1236         int i, j;
1237         int nr_pages = 0;
1238         struct page **pages;
1239         struct bio *bio;
1240         int cur_page = 0;
1241         int ret, offset;
1242
1243         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1244                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1245                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1246                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1247                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1248
1249                 /*
1250                  * Overflow, abort
1251                  */
1252                 if (end < start)
1253                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1254
1255                 nr_pages += end - start;
1256                 /*
1257                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1258                  */
1259                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1260                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1261         }
1262
1263         if (!nr_pages)
1264                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1265
1266         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1267         if (!bio)
1268                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1269
1270         ret = -ENOMEM;
1271         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1272         if (!pages)
1273                 goto out;
1274
1275         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1276                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1277                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1278                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1279                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1280                 const int local_nr_pages = end - start;
1281                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1282
1283                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1284                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1285                 if (ret < local_nr_pages) {
1286                         ret = -EFAULT;
1287                         goto out_unmap;
1288                 }
1289
1290                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1291                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1292                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1293
1294                         if (len <= 0)
1295                                 break;
1296                         
1297                         if (bytes > len)
1298                                 bytes = len;
1299
1300                         /*
1301                          * sorry...
1302                          */
1303                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1304                                             bytes)
1305                                 break;
1306
1307                         len -= bytes;
1308                         offset = 0;
1309                 }
1310
1311                 cur_page = j;
1312                 /*
1313                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1314                  */
1315                 while (j < page_limit)
1316                         page_cache_release(pages[j++]);
1317         }
1318
1319         kfree(pages);
1320
1321         /*
1322          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1323          */
1324         if (!write_to_vm)
1325                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1326
1327         bio->bi_bdev = bdev;
1328         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1329         return bio;
1330
1331  out_unmap:
1332         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1333                 if(!pages[i])
1334                         break;
1335                 page_cache_release(pages[i]);
1336         }
1337  out:
1338         kfree(pages);
1339         bio_put(bio);
1340         return ERR_PTR(ret);
1341 }
1342
1343 /**
1344  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1345  *      @q: the struct request_queue for the bio
1346  *      @bdev: destination block device
1347  *      @uaddr: start of user address
1348  *      @len: length in bytes
1349  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1350  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1351  *
1352  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1353  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1354  */
1355 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1356                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1357                          gfp_t gfp_mask)
1358 {
1359         struct sg_iovec iov;
1360
1361         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1362         iov.iov_len = len;
1363
1364         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1367
1368 /**
1369  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1370  *      @q: the struct request_queue for the bio
1371  *      @bdev: destination block device
1372  *      @iov:   the iovec.
1373  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1374  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1375  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1376  *
1377  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1378  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1379  */
1380 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1381                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1382                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1383 {
1384         struct bio *bio;
1385
1386         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1387                                  gfp_mask);
1388         if (IS_ERR(bio))
1389                 return bio;
1390
1391         /*
1392          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1393          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1394          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1395          * reference to it
1396          */
1397         bio_get(bio);
1398
1399         return bio;
1400 }
1401
1402 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1403 {
1404         struct bio_vec *bvec;
1405         int i;
1406
1407         /*
1408          * make sure we dirty pages we wrote to
1409          */
1410         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1411                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1412                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1413
1414                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1415         }
1416
1417         bio_put(bio);
1418 }
1419
1420 /**
1421  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1422  *      @bio:           the bio being unmapped
1423  *
1424  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1425  *      a process context.
1426  *
1427  *      bio_unmap_user() may sleep.
1428  */
1429 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1430 {
1431         __bio_unmap_user(bio);
1432         bio_put(bio);
1433 }
1434 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1435
1436 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1437 {
1438         bio_put(bio);
1439 }
1440
1441 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1442                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1443 {
1444         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1445         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1446         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1447         const int nr_pages = end - start;
1448         int offset, i;
1449         struct bio *bio;
1450
1451         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1452         if (!bio)
1453                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1454
1455         offset = offset_in_page(kaddr);
1456         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1457                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1458
1459                 if (len <= 0)
1460                         break;
1461
1462                 if (bytes > len)
1463                         bytes = len;
1464
1465                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1466                                     offset) < bytes)
1467                         break;
1468
1469                 data += bytes;
1470                 len -= bytes;
1471                 offset = 0;
1472         }
1473
1474         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1475         return bio;
1476 }
1477
1478 /**
1479  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1480  *      @q: the struct request_queue for the bio
1481  *      @data: pointer to buffer to map
1482  *      @len: length in bytes
1483  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1484  *
1485  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1486  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1487  */
1488 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1489                          gfp_t gfp_mask)
1490 {
1491         struct bio *bio;
1492
1493         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1494         if (IS_ERR(bio))
1495                 return bio;
1496
1497         if (bio->bi_iter.bi_size == len)
1498                 return bio;
1499
1500         /*
1501          * Don't support partial mappings.
1502          */
1503         bio_put(bio);
1504         return ERR_PTR(-EINVAL);
1505 }
1506 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1507
1508 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1509 {
1510         struct bio_vec *bvec;
1511         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1512         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1513         int i;
1514         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1515
1516         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1517                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1518
1519                 if (read)
1520                         memcpy(p, addr, bvec->bv_len);
1521
1522                 __free_page(bvec->bv_page);
1523                 p += bvec->bv_len;
1524         }
1525
1526         kfree(bmd);
1527         bio_put(bio);
1528 }
1529
1530 /**
1531  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1532  *      @q: the struct request_queue for the bio
1533  *      @data: pointer to buffer to copy
1534  *      @len: length in bytes
1535  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1536  *      @reading: data direction is READ
1537  *
1538  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1539  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1540  */
1541 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1542                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1543 {
1544         struct bio *bio;
1545         struct bio_vec *bvec;
1546         int i;
1547
1548         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1549         if (IS_ERR(bio))
1550                 return bio;
1551
1552         if (!reading) {
1553                 void *p = data;
1554
1555                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1556                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1557
1558                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1559                         p += bvec->bv_len;
1560                 }
1561         }
1562
1563         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1564
1565         return bio;
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1568
1569 /*
1570  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1571  * for performing direct-IO in BIOs.
1572  *
1573  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1574  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1575  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1576  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1577  * in process context.
1578  *
1579  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1580  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1581  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1582  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1583  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1584  *
1585  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1586  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1587  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1588  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1589  * pagecache.
1590  *
1591  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1592  * deferred bio dirtying paths.
1593  */
1594
1595 /*
1596  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1597  */
1598 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1599 {
1600         struct bio_vec *bvec;
1601         int i;
1602
1603         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1604                 struct page *page = bvec->bv_page;
1605
1606                 if (page && !PageCompound(page))
1607                         set_page_dirty_lock(page);
1608         }
1609 }
1610
1611 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1612 {
1613         struct bio_vec *bvec;
1614         int i;
1615
1616         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1617                 struct page *page = bvec->bv_page;
1618
1619                 if (page)
1620                         put_page(page);
1621         }
1622 }
1623
1624 /*
1625  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1626  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1627  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1628  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1629  *
1630  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1631  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1632  * run one bio_put() against the BIO.
1633  */
1634
1635 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1636
1637 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1638 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1639 static struct bio *bio_dirty_list;
1640
1641 /*
1642  * This runs in process context
1643  */
1644 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1645 {
1646         unsigned long flags;
1647         struct bio *bio;
1648
1649         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1650         bio = bio_dirty_list;
1651         bio_dirty_list = NULL;
1652         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1653
1654         while (bio) {
1655                 struct bio *next = bio->bi_private;
1656
1657                 bio_set_pages_dirty(bio);
1658                 bio_release_pages(bio);
1659                 bio_put(bio);
1660                 bio = next;
1661         }
1662 }
1663
1664 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1665 {
1666         struct bio_vec *bvec;
1667         int nr_clean_pages = 0;
1668         int i;
1669
1670         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1671                 struct page *page = bvec->bv_page;
1672
1673                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1674                         page_cache_release(page);
1675                         bvec->bv_page = NULL;
1676                 } else {
1677                         nr_clean_pages++;
1678                 }
1679         }
1680
1681         if (nr_clean_pages) {
1682                 unsigned long flags;
1683
1684                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1685                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1686                 bio_dirty_list = bio;
1687                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1688                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1689         } else {
1690                 bio_put(bio);
1691         }
1692 }
1693
1694 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1695 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1696 {
1697         struct bio_vec bvec;
1698         struct bvec_iter iter;
1699
1700         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1701                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1702 }
1703 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1704 #endif
1705
1706 /**
1707  * bio_endio - end I/O on a bio
1708  * @bio:        bio
1709  * @error:      error, if any
1710  *
1711  * Description:
1712  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1713  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1714  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1715  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1716  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1717  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1718  *   function.
1719  **/
1720 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1721 {
1722         if (error)
1723                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1724         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1725                 error = -EIO;
1726
1727         if (bio->bi_end_io)
1728                 bio->bi_end_io(bio, error);
1729 }
1730 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1731
1732 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1733 {
1734         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1735                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1736
1737                 bio_endio(master, bp->error);
1738                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1739         }
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1742
1743 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1744 {
1745         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1746
1747         if (err)
1748                 bp->error = err;
1749
1750         bio_pair_release(bp);
1751 }
1752
1753 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1754 {
1755         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1756
1757         if (err)
1758                 bp->error = err;
1759
1760         bio_pair_release(bp);
1761 }
1762
1763 /*
1764  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1765  */
1766 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1767 {
1768         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1769
1770         if (!bp)
1771                 return bp;
1772
1773         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1774                                 bi->bi_iter.bi_sector + first_sectors);
1775
1776         BUG_ON(bio_multiple_segments(bi));
1777         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1778         bp->error = 0;
1779         bp->bio1 = *bi;
1780         bp->bio2 = *bi;
1781         bp->bio2.bi_iter.bi_sector += first_sectors;
1782         bp->bio2.bi_iter.bi_size -= first_sectors << 9;
1783         bp->bio1.bi_iter.bi_size = first_sectors << 9;
1784
1785         if (bi->bi_vcnt != 0) {
1786                 bp->bv1 = bio_iovec(bi);
1787                 bp->bv2 = bio_iovec(bi);
1788
1789                 if (bio_is_rw(bi)) {
1790                         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1791                         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1792                         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1793                 }
1794
1795                 bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1796                 bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1797
1798                 bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1799                 bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1800         }
1801
1802         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1803         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1804
1805         bp->bio1.bi_private = bi;
1806         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1807
1808         if (bio_integrity(bi))
1809                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1810
1811         return bp;
1812 }
1813 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1814
1815 /**
1816  * bio_trim - trim a bio
1817  * @bio:        bio to trim
1818  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1819  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1820  */
1821 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1822 {
1823         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1824          * the given offset and size.
1825          */
1826
1827         size <<= 9;
1828         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1829                 return;
1830
1831         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1832
1833         bio_advance(bio, offset << 9);
1834
1835         bio->bi_iter.bi_size = size;
1836 }
1837 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1838
1839 /*
1840  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1841  * use the global biovec slabs created for general use.
1842  */
1843 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1844 {
1845         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1846
1847         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1848 }
1849
1850 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1851 {
1852         if (bs->rescue_workqueue)
1853                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1854
1855         if (bs->bio_pool)
1856                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1857
1858         if (bs->bvec_pool)
1859                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1860
1861         bioset_integrity_free(bs);
1862         bio_put_slab(bs);
1863
1864         kfree(bs);
1865 }
1866 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1867
1868 /**
1869  * bioset_create  - Create a bio_set
1870  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1871  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1872  *
1873  * Description:
1874  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1875  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1876  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1877  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1878  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1879  *    or things will break badly.
1880  */
1881 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1882 {
1883         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1884         struct bio_set *bs;
1885
1886         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1887         if (!bs)
1888                 return NULL;
1889
1890         bs->front_pad = front_pad;
1891
1892         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1893         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1894         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1895
1896         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1897         if (!bs->bio_slab) {
1898                 kfree(bs);
1899                 return NULL;
1900         }
1901
1902         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1903         if (!bs->bio_pool)
1904                 goto bad;
1905
1906         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1907         if (!bs->bvec_pool)
1908                 goto bad;
1909
1910         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1911         if (!bs->rescue_workqueue)
1912                 goto bad;
1913
1914         return bs;
1915 bad:
1916         bioset_free(bs);
1917         return NULL;
1918 }
1919 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1920
1921 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1922 /**
1923  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1924  * @bio: target bio
1925  *
1926  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1927  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1928  * task actually issues it.
1929  *
1930  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1931  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1932  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1933  * calls to this function.
1934  */
1935 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1936 {
1937         struct io_context *ioc;
1938         struct cgroup_subsys_state *css;
1939
1940         if (bio->bi_ioc)
1941                 return -EBUSY;
1942
1943         ioc = current->io_context;
1944         if (!ioc)
1945                 return -ENOENT;
1946
1947         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1948         get_io_context_active(ioc);
1949         bio->bi_ioc = ioc;
1950
1951         /* associate blkcg if exists */
1952         rcu_read_lock();
1953         css = task_css(current, blkio_subsys_id);
1954         if (css && css_tryget(css))
1955                 bio->bi_css = css;
1956         rcu_read_unlock();
1957
1958         return 0;
1959 }
1960
1961 /**
1962  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1963  * @bio: target bio
1964  */
1965 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1966 {
1967         if (bio->bi_ioc) {
1968                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1969                 bio->bi_ioc = NULL;
1970         }
1971         if (bio->bi_css) {
1972                 css_put(bio->bi_css);
1973                 bio->bi_css = NULL;
1974         }
1975 }
1976
1977 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1978
1979 static void __init biovec_init_slabs(void)
1980 {
1981         int i;
1982
1983         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1984                 int size;
1985                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1986
1987                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1988                         bvs->slab = NULL;
1989                         continue;
1990                 }
1991
1992                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1993                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1994                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1995         }
1996 }
1997
1998 static int __init init_bio(void)
1999 {
2000         bio_slab_max = 2;
2001         bio_slab_nr = 0;
2002         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2003         if (!bio_slabs)
2004                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2005
2006         bio_integrity_init();
2007         biovec_init_slabs();
2008
2009         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2010         if (!fs_bio_set)
2011                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2012
2013         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2014                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2015
2016         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
2017                                                      sizeof(struct bio_pair));
2018         if (!bio_split_pool)
2019                 panic("bio: can't create split pool\n");
2020
2021         return 0;
2022 }
2023 subsys_initcall(init_bio);