]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - block/bio.c
Merge branch 'drm-tda998x-devel' of git://ftp.arm.linux.org.uk/~rmk/linux-arm into...
[karo-tx-linux.git] / block / 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
32 #include <trace/events/block.h>
33
34 /*
35  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
36  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
37  */
38 #define BIO_INLINE_VECS         4
39
40 /*
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 static 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 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
57
58 /*
59  * Our slab pool management
60  */
61 struct bio_slab {
62         struct kmem_cache *slab;
63         unsigned int slab_ref;
64         unsigned int slab_size;
65         char name[8];
66 };
67 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
68 static struct bio_slab *bio_slabs;
69 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
70
71 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
72 {
73         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
74         struct kmem_cache *slab = NULL;
75         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
76         unsigned int new_bio_slab_max;
77         unsigned int i, entry = -1;
78
79         mutex_lock(&bio_slab_lock);
80
81         i = 0;
82         while (i < bio_slab_nr) {
83                 bslab = &bio_slabs[i];
84
85                 if (!bslab->slab && entry == -1)
86                         entry = i;
87                 else if (bslab->slab_size == sz) {
88                         slab = bslab->slab;
89                         bslab->slab_ref++;
90                         break;
91                 }
92                 i++;
93         }
94
95         if (slab)
96                 goto out_unlock;
97
98         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
99                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
100                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
101                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
102                                          GFP_KERNEL);
103                 if (!new_bio_slabs)
104                         goto out_unlock;
105                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
106                 bio_slabs = new_bio_slabs;
107         }
108         if (entry == -1)
109                 entry = bio_slab_nr++;
110
111         bslab = &bio_slabs[entry];
112
113         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
114         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
115                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
116         if (!slab)
117                 goto out_unlock;
118
119         bslab->slab = slab;
120         bslab->slab_ref = 1;
121         bslab->slab_size = sz;
122 out_unlock:
123         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
124         return slab;
125 }
126
127 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
128 {
129         struct bio_slab *bslab = NULL;
130         unsigned int i;
131
132         mutex_lock(&bio_slab_lock);
133
134         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
135                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
136                         bslab = &bio_slabs[i];
137                         break;
138                 }
139         }
140
141         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
142                 goto out;
143
144         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
145
146         if (--bslab->slab_ref)
147                 goto out;
148
149         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
150         bslab->slab = NULL;
151
152 out:
153         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
154 }
155
156 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
157 {
158         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
159 }
160
161 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
162 {
163         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
164
165         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
166                 mempool_free(bv, pool);
167         else {
168                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
169
170                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
171         }
172 }
173
174 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
175                            mempool_t *pool)
176 {
177         struct bio_vec *bvl;
178
179         /*
180          * see comment near bvec_array define!
181          */
182         switch (nr) {
183         case 1:
184                 *idx = 0;
185                 break;
186         case 2 ... 4:
187                 *idx = 1;
188                 break;
189         case 5 ... 16:
190                 *idx = 2;
191                 break;
192         case 17 ... 64:
193                 *idx = 3;
194                 break;
195         case 65 ... 128:
196                 *idx = 4;
197                 break;
198         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
199                 *idx = 5;
200                 break;
201         default:
202                 return NULL;
203         }
204
205         /*
206          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
207          * 1-vec entry pool is mempool backed.
208          */
209         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
210 fallback:
211                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
212         } else {
213                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
214                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
215
216                 /*
217                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
218                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
219                  * in case of failure.
220                  */
221                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
222
223                 /*
224                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
225                  * is set, retry with the 1-entry mempool
226                  */
227                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
228                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
229                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
230                         goto fallback;
231                 }
232         }
233
234         return bvl;
235 }
236
237 static void __bio_free(struct bio *bio)
238 {
239         bio_disassociate_task(bio);
240
241         if (bio_integrity(bio))
242                 bio_integrity_free(bio);
243 }
244
245 static void bio_free(struct bio *bio)
246 {
247         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
248         void *p;
249
250         __bio_free(bio);
251
252         if (bs) {
253                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
254                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
255
256                 /*
257                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
258                  */
259                 p = bio;
260                 p -= bs->front_pad;
261
262                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
263         } else {
264                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
265                 kfree(bio);
266         }
267 }
268
269 void bio_init(struct bio *bio)
270 {
271         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
272         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
273         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
274         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
277
278 /**
279  * bio_reset - reinitialize a bio
280  * @bio:        bio to reset
281  *
282  * Description:
283  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
284  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
285  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
286  *   comment in struct bio.
287  */
288 void bio_reset(struct bio *bio)
289 {
290         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
291
292         __bio_free(bio);
293
294         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
295         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
296         atomic_set(&bio->bi_remaining, 1);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
299
300 static void bio_chain_endio(struct bio *bio, int error)
301 {
302         bio_endio(bio->bi_private, error);
303         bio_put(bio);
304 }
305
306 /**
307  * bio_chain - chain bio completions
308  * @bio: the target bio
309  * @parent: the @bio's parent bio
310  *
311  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
312  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
313  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
314  *
315  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
316  */
317 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
318 {
319         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
320
321         bio->bi_private = parent;
322         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
323         atomic_inc(&parent->bi_remaining);
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
326
327 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
328 {
329         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
330         struct bio *bio;
331
332         while (1) {
333                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
334                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
335                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
336
337                 if (!bio)
338                         break;
339
340                 generic_make_request(bio);
341         }
342 }
343
344 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
345 {
346         struct bio_list punt, nopunt;
347         struct bio *bio;
348
349         /*
350          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
351          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
352          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
353          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
354          * our own rescuer would be bad.
355          *
356          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
357          * remove from the middle of the list:
358          */
359
360         bio_list_init(&punt);
361         bio_list_init(&nopunt);
362
363         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
364                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
365
366         *current->bio_list = nopunt;
367
368         spin_lock(&bs->rescue_lock);
369         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
370         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
371
372         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
373 }
374
375 /**
376  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
377  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
378  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
379  * @bs:         the bio_set to allocate from.
380  *
381  * Description:
382  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
383  *   backed by the @bs's mempool.
384  *
385  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
386  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
387  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
388  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
389  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
390  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
391  *
392  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
393  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
394  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
395  *   stack overflows.
396  *
397  *   This would normally mean allocating multiple bios under
398  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
399  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
400  *   thread.
401  *
402  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
403  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
404  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
405  *   for per bio allocations.
406  *
407  *   RETURNS:
408  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
409  */
410 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
411 {
412         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
413         unsigned front_pad;
414         unsigned inline_vecs;
415         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
416         struct bio_vec *bvl = NULL;
417         struct bio *bio;
418         void *p;
419
420         if (!bs) {
421                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
422                         return NULL;
423
424                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
425                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
426                             gfp_mask);
427                 front_pad = 0;
428                 inline_vecs = nr_iovecs;
429         } else {
430                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
431                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
432                         return NULL;
433                 /*
434                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
435                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
436                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
437                  * return.
438                  *
439                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
440                  * multiple bios from the same bio_set() while running
441                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
442                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
443                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
444                  * reserve.
445                  *
446                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
447                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
448                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
449                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
450                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
451                  * with the original gfp_flags.
452                  */
453
454                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
455                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
456
457                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
458                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
459                         punt_bios_to_rescuer(bs);
460                         gfp_mask = saved_gfp;
461                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
462                 }
463
464                 front_pad = bs->front_pad;
465                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
466         }
467
468         if (unlikely(!p))
469                 return NULL;
470
471         bio = p + front_pad;
472         bio_init(bio);
473
474         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
475                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
476                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
477                         punt_bios_to_rescuer(bs);
478                         gfp_mask = saved_gfp;
479                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
480                 }
481
482                 if (unlikely(!bvl))
483                         goto err_free;
484
485                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
486         } else if (nr_iovecs) {
487                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
488         }
489
490         bio->bi_pool = bs;
491         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
492         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
493         bio->bi_io_vec = bvl;
494         return bio;
495
496 err_free:
497         mempool_free(p, bs->bio_pool);
498         return NULL;
499 }
500 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
501
502 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
503 {
504         unsigned long flags;
505         struct bio_vec bv;
506         struct bvec_iter iter;
507
508         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
509                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
510                 memset(data, 0, bv.bv_len);
511                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
512                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
513         }
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
516
517 /**
518  * bio_put - release a reference to a bio
519  * @bio:   bio to release reference to
520  *
521  * Description:
522  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
523  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
524  **/
525 void bio_put(struct bio *bio)
526 {
527         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
528
529         /*
530          * last put frees it
531          */
532         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
533                 bio_free(bio);
534 }
535 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
536
537 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
538 {
539         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
540                 blk_recount_segments(q, bio);
541
542         return bio->bi_phys_segments;
543 }
544 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
545
546 /**
547  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
548  *      @bio: destination bio
549  *      @bio_src: bio to clone
550  *
551  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
552  *      the actual data it points to. Reference count of returned
553  *      bio will be one.
554  *
555  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
556  */
557 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
558 {
559         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
560
561         /*
562          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
563          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
564          */
565         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
566         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
567         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
568         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
569         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
572
573 /**
574  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
575  *      @bio: bio to clone
576  *      @gfp_mask: allocation priority
577  *      @bs: bio_set to allocate from
578  *
579  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
580  */
581 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
582 {
583         struct bio *b;
584
585         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
586         if (!b)
587                 return NULL;
588
589         __bio_clone_fast(b, bio);
590
591         if (bio_integrity(bio)) {
592                 int ret;
593
594                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
595
596                 if (ret < 0) {
597                         bio_put(b);
598                         return NULL;
599                 }
600         }
601
602         return b;
603 }
604 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
605
606 /**
607  *      bio_clone_bioset - clone a bio
608  *      @bio_src: bio to clone
609  *      @gfp_mask: allocation priority
610  *      @bs: bio_set to allocate from
611  *
612  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
613  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
614  */
615 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
616                              struct bio_set *bs)
617 {
618         struct bvec_iter iter;
619         struct bio_vec bv;
620         struct bio *bio;
621
622         /*
623          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
624          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
625          *
626          * We can't do that anymore, because:
627          *
628          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
629          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
630          *
631          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
632          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
633          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
634          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
635          *
636          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
637          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
638          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
639          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
640          *    asking for trouble and would force extra work on
641          *    __bio_clone_fast() anyways.
642          */
643
644         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
645         if (!bio)
646                 return NULL;
647
648         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
649         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
650         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
651         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
652
653         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
654                 goto integrity_clone;
655
656         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
657                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
658                 goto integrity_clone;
659         }
660
661         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
662                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
663
664 integrity_clone:
665         if (bio_integrity(bio_src)) {
666                 int ret;
667
668                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
669                 if (ret < 0) {
670                         bio_put(bio);
671                         return NULL;
672                 }
673         }
674
675         return bio;
676 }
677 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
678
679 /**
680  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
681  *      @bdev:  I/O target
682  *
683  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
684  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
685  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
686  *      on offset.
687  */
688 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
689 {
690         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
691         int nr_pages;
692
693         nr_pages = min_t(unsigned,
694                      queue_max_segments(q),
695                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
696
697         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
698
699 }
700 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
701
702 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
703                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
704                           unsigned int max_sectors)
705 {
706         int retried_segments = 0;
707         struct bio_vec *bvec;
708
709         /*
710          * cloned bio must not modify vec list
711          */
712         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
713                 return 0;
714
715         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
716                 return 0;
717
718         /*
719          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
720          * we will often be called with the same page as last time and
721          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
722          */
723         if (bio->bi_vcnt > 0) {
724                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
725
726                 if (page == prev->bv_page &&
727                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
728                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
729                         prev->bv_len += len;
730
731                         if (q->merge_bvec_fn) {
732                                 struct bvec_merge_data bvm = {
733                                         /* prev_bvec is already charged in
734                                            bi_size, discharge it in order to
735                                            simulate merging updated prev_bvec
736                                            as new bvec. */
737                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
738                                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
739                                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size -
740                                                 prev_bv_len,
741                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
742                                 };
743
744                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
745                                         prev->bv_len -= len;
746                                         return 0;
747                                 }
748                         }
749
750                         bio->bi_iter.bi_size += len;
751                         goto done;
752                 }
753
754                 /*
755                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
756                  * offset would create a gap, disallow it.
757                  */
758                 if (q->queue_flags & (1 << QUEUE_FLAG_SG_GAPS) &&
759                     bvec_gap_to_prev(prev, offset))
760                         return 0;
761         }
762
763         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
764                 return 0;
765
766         /*
767          * setup the new entry, we might clear it again later if we
768          * cannot add the page
769          */
770         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
771         bvec->bv_page = page;
772         bvec->bv_len = len;
773         bvec->bv_offset = offset;
774         bio->bi_vcnt++;
775         bio->bi_phys_segments++;
776         bio->bi_iter.bi_size += len;
777
778         /*
779          * Perform a recount if the number of segments is greater
780          * than queue_max_segments(q).
781          */
782
783         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
784
785                 if (retried_segments)
786                         goto failed;
787
788                 retried_segments = 1;
789                 blk_recount_segments(q, bio);
790         }
791
792         /*
793          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
794          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
795          * queue to get further control
796          */
797         if (q->merge_bvec_fn) {
798                 struct bvec_merge_data bvm = {
799                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
800                         .bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector,
801                         .bi_size = bio->bi_iter.bi_size - len,
802                         .bi_rw = bio->bi_rw,
803                 };
804
805                 /*
806                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
807                  * at this offset
808                  */
809                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len)
810                         goto failed;
811         }
812
813         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
814         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
815                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
816
817  done:
818         return len;
819
820  failed:
821         bvec->bv_page = NULL;
822         bvec->bv_len = 0;
823         bvec->bv_offset = 0;
824         bio->bi_vcnt--;
825         bio->bi_iter.bi_size -= len;
826         blk_recount_segments(q, bio);
827         return 0;
828 }
829
830 /**
831  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
832  *      @q: the target queue
833  *      @bio: destination bio
834  *      @page: page to add
835  *      @len: vec entry length
836  *      @offset: vec entry offset
837  *
838  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
839  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
840  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
841  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
842  *
843  *      This should only be used by REQ_PC bios.
844  */
845 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
846                     unsigned int len, unsigned int offset)
847 {
848         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
849                               queue_max_hw_sectors(q));
850 }
851 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
852
853 /**
854  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
855  *      @bio: destination bio
856  *      @page: page to add
857  *      @len: vec entry length
858  *      @offset: vec entry offset
859  *
860  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
861  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
862  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
863  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
864  */
865 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
866                  unsigned int offset)
867 {
868         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
869         unsigned int max_sectors;
870
871         max_sectors = blk_max_size_offset(q, bio->bi_iter.bi_sector);
872         if ((max_sectors < (len >> 9)) && !bio->bi_iter.bi_size)
873                 max_sectors = len >> 9;
874
875         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, max_sectors);
876 }
877 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
878
879 struct submit_bio_ret {
880         struct completion event;
881         int error;
882 };
883
884 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
885 {
886         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
887
888         ret->error = error;
889         complete(&ret->event);
890 }
891
892 /**
893  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
894  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
895  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
896  *
897  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
898  * bio_endio() on failure.
899  */
900 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
901 {
902         struct submit_bio_ret ret;
903
904         rw |= REQ_SYNC;
905         init_completion(&ret.event);
906         bio->bi_private = &ret;
907         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
908         submit_bio(rw, bio);
909         wait_for_completion(&ret.event);
910
911         return ret.error;
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
914
915 /**
916  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
917  * @bio:        bio to advance
918  * @bytes:      number of bytes to complete
919  *
920  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
921  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
922  * be updated on the last bvec as well.
923  *
924  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
925  */
926 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
927 {
928         if (bio_integrity(bio))
929                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
930
931         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
932 }
933 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
934
935 /**
936  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
937  * @bio: bio to allocate pages for
938  * @gfp_mask: flags for allocation
939  *
940  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
941  *
942  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
943  * freed.
944  */
945 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
946 {
947         int i;
948         struct bio_vec *bv;
949
950         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
951                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
952                 if (!bv->bv_page) {
953                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
954                                 __free_page(bv->bv_page);
955                         return -ENOMEM;
956                 }
957         }
958
959         return 0;
960 }
961 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
962
963 /**
964  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
965  * another
966  * @src: source bio list
967  * @dst: destination bio list
968  *
969  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
970  * @src and @dst as linked lists of bios.
971  *
972  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
973  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
974  */
975 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
976 {
977         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
978         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
979         void *src_p, *dst_p;
980         unsigned bytes;
981
982         src_iter = src->bi_iter;
983         dst_iter = dst->bi_iter;
984
985         while (1) {
986                 if (!src_iter.bi_size) {
987                         src = src->bi_next;
988                         if (!src)
989                                 break;
990
991                         src_iter = src->bi_iter;
992                 }
993
994                 if (!dst_iter.bi_size) {
995                         dst = dst->bi_next;
996                         if (!dst)
997                                 break;
998
999                         dst_iter = dst->bi_iter;
1000                 }
1001
1002                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
1003                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
1004
1005                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1006
1007                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1008                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1009
1010                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1011                        src_p + src_bv.bv_offset,
1012                        bytes);
1013
1014                 kunmap_atomic(dst_p);
1015                 kunmap_atomic(src_p);
1016
1017                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
1018                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1019         }
1020 }
1021 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1022
1023 struct bio_map_data {
1024         int is_our_pages;
1025         struct iov_iter iter;
1026         struct iovec iov[];
1027 };
1028
1029 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1030                                                gfp_t gfp_mask)
1031 {
1032         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1033                 return NULL;
1034
1035         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1036                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1037 }
1038
1039 /**
1040  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1041  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1042  * @iter: iov_iter as source
1043  *
1044  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1045  * Returns 0 on success, or error on failure.
1046  */
1047 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1048 {
1049         int i;
1050         struct bio_vec *bvec;
1051
1052         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1053                 ssize_t ret;
1054
1055                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1056                                           bvec->bv_offset,
1057                                           bvec->bv_len,
1058                                           &iter);
1059
1060                 if (!iov_iter_count(&iter))
1061                         break;
1062
1063                 if (ret < bvec->bv_len)
1064                         return -EFAULT;
1065         }
1066
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1072  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1073  * @iter: iov_iter as destination
1074  *
1075  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1076  * Returns 0 on success, or error on failure.
1077  */
1078 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1079 {
1080         int i;
1081         struct bio_vec *bvec;
1082
1083         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1084                 ssize_t ret;
1085
1086                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1087                                         bvec->bv_offset,
1088                                         bvec->bv_len,
1089                                         &iter);
1090
1091                 if (!iov_iter_count(&iter))
1092                         break;
1093
1094                 if (ret < bvec->bv_len)
1095                         return -EFAULT;
1096         }
1097
1098         return 0;
1099 }
1100
1101 static void bio_free_pages(struct bio *bio)
1102 {
1103         struct bio_vec *bvec;
1104         int i;
1105
1106         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1107                 __free_page(bvec->bv_page);
1108 }
1109
1110 /**
1111  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1112  *      @bio: bio being terminated
1113  *
1114  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1115  *      to user space in case of a read.
1116  */
1117 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1118 {
1119         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1120         int ret = 0;
1121
1122         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1123                 /*
1124                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1125                  * don't copy into a random user address space, just free.
1126                  */
1127                 if (current->mm && bio_data_dir(bio) == READ)
1128                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1129                 if (bmd->is_our_pages)
1130                         bio_free_pages(bio);
1131         }
1132         kfree(bmd);
1133         bio_put(bio);
1134         return ret;
1135 }
1136 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1137
1138 /**
1139  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1140  *      @q:             destination block queue
1141  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1142  *      @iter:          iovec iterator
1143  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1144  *
1145  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1146  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1147  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1148  */
1149 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1150                               struct rq_map_data *map_data,
1151                               const struct iov_iter *iter,
1152                               gfp_t gfp_mask)
1153 {
1154         struct bio_map_data *bmd;
1155         struct page *page;
1156         struct bio *bio;
1157         int i, ret;
1158         int nr_pages = 0;
1159         unsigned int len = iter->count;
1160         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1161
1162         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1163                 unsigned long uaddr;
1164                 unsigned long end;
1165                 unsigned long start;
1166
1167                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1168                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1169                         >> PAGE_SHIFT;
1170                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1171
1172                 /*
1173                  * Overflow, abort
1174                  */
1175                 if (end < start)
1176                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1177
1178                 nr_pages += end - start;
1179         }
1180
1181         if (offset)
1182                 nr_pages++;
1183
1184         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1185         if (!bmd)
1186                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1187
1188         /*
1189          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1190          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1191          * shortlived one.
1192          */
1193         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1194         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1195         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1196                         iter->nr_segs, iter->count);
1197
1198         ret = -ENOMEM;
1199         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1200         if (!bio)
1201                 goto out_bmd;
1202
1203         if (iter->type & WRITE)
1204                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1205
1206         ret = 0;
1207
1208         if (map_data) {
1209                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1210                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1211         }
1212         while (len) {
1213                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1214
1215                 bytes -= offset;
1216
1217                 if (bytes > len)
1218                         bytes = len;
1219
1220                 if (map_data) {
1221                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1222                                 ret = -ENOMEM;
1223                                 break;
1224                         }
1225
1226                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1227                         page += (i % nr_pages);
1228
1229                         i++;
1230                 } else {
1231                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1232                         if (!page) {
1233                                 ret = -ENOMEM;
1234                                 break;
1235                         }
1236                 }
1237
1238                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1239                         break;
1240
1241                 len -= bytes;
1242                 offset = 0;
1243         }
1244
1245         if (ret)
1246                 goto cleanup;
1247
1248         /*
1249          * success
1250          */
1251         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1252             (map_data && map_data->from_user)) {
1253                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1254                 if (ret)
1255                         goto cleanup;
1256         }
1257
1258         bio->bi_private = bmd;
1259         return bio;
1260 cleanup:
1261         if (!map_data)
1262                 bio_free_pages(bio);
1263         bio_put(bio);
1264 out_bmd:
1265         kfree(bmd);
1266         return ERR_PTR(ret);
1267 }
1268
1269 /**
1270  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1271  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1272  *      @iter:          iovec iterator
1273  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1274  *
1275  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1276  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1277  */
1278 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1279                              const struct iov_iter *iter,
1280                              gfp_t gfp_mask)
1281 {
1282         int j;
1283         int nr_pages = 0;
1284         struct page **pages;
1285         struct bio *bio;
1286         int cur_page = 0;
1287         int ret, offset;
1288         struct iov_iter i;
1289         struct iovec iov;
1290
1291         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1292                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1293                 unsigned long len = iov.iov_len;
1294                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1295                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1296
1297                 /*
1298                  * Overflow, abort
1299                  */
1300                 if (end < start)
1301                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1302
1303                 nr_pages += end - start;
1304                 /*
1305                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1306                  */
1307                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1308                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1309         }
1310
1311         if (!nr_pages)
1312                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1313
1314         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1315         if (!bio)
1316                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1317
1318         ret = -ENOMEM;
1319         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1320         if (!pages)
1321                 goto out;
1322
1323         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1324                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1325                 unsigned long len = iov.iov_len;
1326                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1327                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1328                 const int local_nr_pages = end - start;
1329                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1330
1331                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1332                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1333                                 &pages[cur_page]);
1334                 if (ret < local_nr_pages) {
1335                         ret = -EFAULT;
1336                         goto out_unmap;
1337                 }
1338
1339                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1340                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1341                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1342
1343                         if (len <= 0)
1344                                 break;
1345                         
1346                         if (bytes > len)
1347                                 bytes = len;
1348
1349                         /*
1350                          * sorry...
1351                          */
1352                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1353                                             bytes)
1354                                 break;
1355
1356                         len -= bytes;
1357                         offset = 0;
1358                 }
1359
1360                 cur_page = j;
1361                 /*
1362                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1363                  */
1364                 while (j < page_limit)
1365                         page_cache_release(pages[j++]);
1366         }
1367
1368         kfree(pages);
1369
1370         /*
1371          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1372          */
1373         if (iter->type & WRITE)
1374                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1375
1376         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1377
1378         /*
1379          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1380          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1381          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1382          * reference to it
1383          */
1384         bio_get(bio);
1385         return bio;
1386
1387  out_unmap:
1388         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1389                 if (!pages[j])
1390                         break;
1391                 page_cache_release(pages[j]);
1392         }
1393  out:
1394         kfree(pages);
1395         bio_put(bio);
1396         return ERR_PTR(ret);
1397 }
1398
1399 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1400 {
1401         struct bio_vec *bvec;
1402         int i;
1403
1404         /*
1405          * make sure we dirty pages we wrote to
1406          */
1407         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1408                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1409                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1410
1411                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1412         }
1413
1414         bio_put(bio);
1415 }
1416
1417 /**
1418  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1419  *      @bio:           the bio being unmapped
1420  *
1421  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1422  *      a process context.
1423  *
1424  *      bio_unmap_user() may sleep.
1425  */
1426 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1427 {
1428         __bio_unmap_user(bio);
1429         bio_put(bio);
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1432
1433 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1434 {
1435         bio_put(bio);
1436 }
1437
1438 /**
1439  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1440  *      @q: the struct request_queue for the bio
1441  *      @data: pointer to buffer to map
1442  *      @len: length in bytes
1443  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1444  *
1445  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1446  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1447  */
1448 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1449                          gfp_t gfp_mask)
1450 {
1451         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1452         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1453         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1454         const int nr_pages = end - start;
1455         int offset, i;
1456         struct bio *bio;
1457
1458         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1459         if (!bio)
1460                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1461
1462         offset = offset_in_page(kaddr);
1463         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1464                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1465
1466                 if (len <= 0)
1467                         break;
1468
1469                 if (bytes > len)
1470                         bytes = len;
1471
1472                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1473                                     offset) < bytes) {
1474                         /* we don't support partial mappings */
1475                         bio_put(bio);
1476                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1477                 }
1478
1479                 data += bytes;
1480                 len -= bytes;
1481                 offset = 0;
1482         }
1483
1484         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1485         return bio;
1486 }
1487 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1488
1489 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1490 {
1491         bio_free_pages(bio);
1492         bio_put(bio);
1493 }
1494
1495 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio, int err)
1496 {
1497         char *p = bio->bi_private;
1498         struct bio_vec *bvec;
1499         int i;
1500
1501         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1502                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1503                 p += bvec->bv_len;
1504         }
1505
1506         bio_copy_kern_endio(bio, err);
1507 }
1508
1509 /**
1510  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1511  *      @q: the struct request_queue for the bio
1512  *      @data: pointer to buffer to copy
1513  *      @len: length in bytes
1514  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1515  *      @reading: data direction is READ
1516  *
1517  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1518  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1519  */
1520 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1521                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1522 {
1523         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1524         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1525         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1526         struct bio *bio;
1527         void *p = data;
1528         int nr_pages = 0;
1529
1530         /*
1531          * Overflow, abort
1532          */
1533         if (end < start)
1534                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1535
1536         nr_pages = end - start;
1537         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1538         if (!bio)
1539                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1540
1541         while (len) {
1542                 struct page *page;
1543                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1544
1545                 if (bytes > len)
1546                         bytes = len;
1547
1548                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1549                 if (!page)
1550                         goto cleanup;
1551
1552                 if (!reading)
1553                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1554
1555                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1556                         break;
1557
1558                 len -= bytes;
1559                 p += bytes;
1560         }
1561
1562         if (reading) {
1563                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1564                 bio->bi_private = data;
1565         } else {
1566                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1567                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1568         }
1569
1570         return bio;
1571
1572 cleanup:
1573         bio_free_pages(bio);
1574         bio_put(bio);
1575         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1576 }
1577 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1578
1579 /*
1580  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1581  * for performing direct-IO in BIOs.
1582  *
1583  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1584  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1585  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1586  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1587  * in process context.
1588  *
1589  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1590  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1591  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1592  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1593  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1594  *
1595  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1596  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1597  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1598  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1599  * pagecache.
1600  *
1601  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1602  * deferred bio dirtying paths.
1603  */
1604
1605 /*
1606  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1607  */
1608 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1609 {
1610         struct bio_vec *bvec;
1611         int i;
1612
1613         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1614                 struct page *page = bvec->bv_page;
1615
1616                 if (page && !PageCompound(page))
1617                         set_page_dirty_lock(page);
1618         }
1619 }
1620
1621 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1622 {
1623         struct bio_vec *bvec;
1624         int i;
1625
1626         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1627                 struct page *page = bvec->bv_page;
1628
1629                 if (page)
1630                         put_page(page);
1631         }
1632 }
1633
1634 /*
1635  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1636  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1637  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1638  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1639  *
1640  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1641  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1642  * run one bio_put() against the BIO.
1643  */
1644
1645 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1646
1647 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1648 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1649 static struct bio *bio_dirty_list;
1650
1651 /*
1652  * This runs in process context
1653  */
1654 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1655 {
1656         unsigned long flags;
1657         struct bio *bio;
1658
1659         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1660         bio = bio_dirty_list;
1661         bio_dirty_list = NULL;
1662         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1663
1664         while (bio) {
1665                 struct bio *next = bio->bi_private;
1666
1667                 bio_set_pages_dirty(bio);
1668                 bio_release_pages(bio);
1669                 bio_put(bio);
1670                 bio = next;
1671         }
1672 }
1673
1674 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1675 {
1676         struct bio_vec *bvec;
1677         int nr_clean_pages = 0;
1678         int i;
1679
1680         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1681                 struct page *page = bvec->bv_page;
1682
1683                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1684                         page_cache_release(page);
1685                         bvec->bv_page = NULL;
1686                 } else {
1687                         nr_clean_pages++;
1688                 }
1689         }
1690
1691         if (nr_clean_pages) {
1692                 unsigned long flags;
1693
1694                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1695                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1696                 bio_dirty_list = bio;
1697                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1698                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1699         } else {
1700                 bio_put(bio);
1701         }
1702 }
1703
1704 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1705                            struct hd_struct *part)
1706 {
1707         int cpu = part_stat_lock();
1708
1709         part_round_stats(cpu, part);
1710         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1711         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1712         part_inc_in_flight(part, rw);
1713
1714         part_stat_unlock();
1715 }
1716 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1717
1718 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1719                          unsigned long start_time)
1720 {
1721         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1722         int cpu = part_stat_lock();
1723
1724         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1725         part_round_stats(cpu, part);
1726         part_dec_in_flight(part, rw);
1727
1728         part_stat_unlock();
1729 }
1730 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1731
1732 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1733 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1734 {
1735         struct bio_vec bvec;
1736         struct bvec_iter iter;
1737
1738         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1739                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1742 #endif
1743
1744 /**
1745  * bio_endio - end I/O on a bio
1746  * @bio:        bio
1747  * @error:      error, if any
1748  *
1749  * Description:
1750  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1751  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1752  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1753  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1754  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1755  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1756  *   function.
1757  **/
1758 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1759 {
1760         while (bio) {
1761                 BUG_ON(atomic_read(&bio->bi_remaining) <= 0);
1762
1763                 if (error)
1764                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1765                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1766                         error = -EIO;
1767
1768                 if (!atomic_dec_and_test(&bio->bi_remaining))
1769                         return;
1770
1771                 /*
1772                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1773                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1774                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1775                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1776                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1777                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1778                  */
1779                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1780                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1781                         bio_put(bio);
1782                         bio = parent;
1783                 } else {
1784                         if (bio->bi_end_io)
1785                                 bio->bi_end_io(bio, error);
1786                         bio = NULL;
1787                 }
1788         }
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1791
1792 /**
1793  * bio_endio_nodec - end I/O on a bio, without decrementing bi_remaining
1794  * @bio:        bio
1795  * @error:      error, if any
1796  *
1797  * For code that has saved and restored bi_end_io; thing hard before using this
1798  * function, probably you should've cloned the entire bio.
1799  **/
1800 void bio_endio_nodec(struct bio *bio, int error)
1801 {
1802         atomic_inc(&bio->bi_remaining);
1803         bio_endio(bio, error);
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(bio_endio_nodec);
1806
1807 /**
1808  * bio_split - split a bio
1809  * @bio:        bio to split
1810  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1811  * @gfp:        gfp mask
1812  * @bs:         bio set to allocate from
1813  *
1814  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1815  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1816  *
1817  * The newly allocated bio will point to @bio's bi_io_vec; it is the caller's
1818  * responsibility to ensure that @bio is not freed before the split.
1819  */
1820 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1821                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1822 {
1823         struct bio *split = NULL;
1824
1825         BUG_ON(sectors <= 0);
1826         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1827
1828         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1829         if (!split)
1830                 return NULL;
1831
1832         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1833
1834         if (bio_integrity(split))
1835                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1836
1837         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1838
1839         return split;
1840 }
1841 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1842
1843 /**
1844  * bio_trim - trim a bio
1845  * @bio:        bio to trim
1846  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1847  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1848  */
1849 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1850 {
1851         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1852          * the given offset and size.
1853          */
1854
1855         size <<= 9;
1856         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1857                 return;
1858
1859         clear_bit(BIO_SEG_VALID, &bio->bi_flags);
1860
1861         bio_advance(bio, offset << 9);
1862
1863         bio->bi_iter.bi_size = size;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1866
1867 /*
1868  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1869  * use the global biovec slabs created for general use.
1870  */
1871 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1872 {
1873         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1874
1875         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1876 }
1877
1878 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1879 {
1880         if (bs->rescue_workqueue)
1881                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1882
1883         if (bs->bio_pool)
1884                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1885
1886         if (bs->bvec_pool)
1887                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1888
1889         bioset_integrity_free(bs);
1890         bio_put_slab(bs);
1891
1892         kfree(bs);
1893 }
1894 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1895
1896 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1897                                        unsigned int front_pad,
1898                                        bool create_bvec_pool)
1899 {
1900         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1901         struct bio_set *bs;
1902
1903         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1904         if (!bs)
1905                 return NULL;
1906
1907         bs->front_pad = front_pad;
1908
1909         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1910         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1911         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1912
1913         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1914         if (!bs->bio_slab) {
1915                 kfree(bs);
1916                 return NULL;
1917         }
1918
1919         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1920         if (!bs->bio_pool)
1921                 goto bad;
1922
1923         if (create_bvec_pool) {
1924                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1925                 if (!bs->bvec_pool)
1926                         goto bad;
1927         }
1928
1929         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1930         if (!bs->rescue_workqueue)
1931                 goto bad;
1932
1933         return bs;
1934 bad:
1935         bioset_free(bs);
1936         return NULL;
1937 }
1938
1939 /**
1940  * bioset_create  - Create a bio_set
1941  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1942  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1943  *
1944  * Description:
1945  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1946  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1947  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1948  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1949  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1950  *    or things will break badly.
1951  */
1952 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1953 {
1954         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1955 }
1956 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1957
1958 /**
1959  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1960  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1961  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1962  *
1963  * Description:
1964  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1965  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1966  */
1967 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1968 {
1969         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1970 }
1971 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1972
1973 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1974 /**
1975  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1976  * @bio: target bio
1977  *
1978  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1979  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1980  * task actually issues it.
1981  *
1982  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1983  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1984  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1985  * calls to this function.
1986  */
1987 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1988 {
1989         struct io_context *ioc;
1990         struct cgroup_subsys_state *css;
1991
1992         if (bio->bi_ioc)
1993                 return -EBUSY;
1994
1995         ioc = current->io_context;
1996         if (!ioc)
1997                 return -ENOENT;
1998
1999         /* acquire active ref on @ioc and associate */
2000         get_io_context_active(ioc);
2001         bio->bi_ioc = ioc;
2002
2003         /* associate blkcg if exists */
2004         rcu_read_lock();
2005         css = task_css(current, blkio_cgrp_id);
2006         if (css && css_tryget_online(css))
2007                 bio->bi_css = css;
2008         rcu_read_unlock();
2009
2010         return 0;
2011 }
2012
2013 /**
2014  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2015  * @bio: target bio
2016  */
2017 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2018 {
2019         if (bio->bi_ioc) {
2020                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2021                 bio->bi_ioc = NULL;
2022         }
2023         if (bio->bi_css) {
2024                 css_put(bio->bi_css);
2025                 bio->bi_css = NULL;
2026         }
2027 }
2028
2029 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2030
2031 static void __init biovec_init_slabs(void)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2036                 int size;
2037                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2038
2039                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2040                         bvs->slab = NULL;
2041                         continue;
2042                 }
2043
2044                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2045                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2046                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2047         }
2048 }
2049
2050 static int __init init_bio(void)
2051 {
2052         bio_slab_max = 2;
2053         bio_slab_nr = 0;
2054         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2055         if (!bio_slabs)
2056                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2057
2058         bio_integrity_init();
2059         biovec_init_slabs();
2060
2061         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2062         if (!fs_bio_set)
2063                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2064
2065         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2066                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2067
2068         return 0;
2069 }
2070 subsys_initcall(init_bio);