]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - block/bio.c
0e36ca5407b5d073f90f2d25a1915df1ac474550
[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 #include "blk.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 /*
42  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
43  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
44  * unsigned short
45  */
46 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
47 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
48         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
49 };
50 #undef BV
51
52 /*
53  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
54  * IO code that does not need private memory pools.
55  */
56 struct bio_set *fs_bio_set;
57 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
58
59 /*
60  * Our slab pool management
61  */
62 struct bio_slab {
63         struct kmem_cache *slab;
64         unsigned int slab_ref;
65         unsigned int slab_size;
66         char name[8];
67 };
68 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
69 static struct bio_slab *bio_slabs;
70 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
71
72 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
73 {
74         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
75         struct kmem_cache *slab = NULL;
76         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
77         unsigned int new_bio_slab_max;
78         unsigned int i, entry = -1;
79
80         mutex_lock(&bio_slab_lock);
81
82         i = 0;
83         while (i < bio_slab_nr) {
84                 bslab = &bio_slabs[i];
85
86                 if (!bslab->slab && entry == -1)
87                         entry = i;
88                 else if (bslab->slab_size == sz) {
89                         slab = bslab->slab;
90                         bslab->slab_ref++;
91                         break;
92                 }
93                 i++;
94         }
95
96         if (slab)
97                 goto out_unlock;
98
99         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
100                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
101                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
102                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
103                                          GFP_KERNEL);
104                 if (!new_bio_slabs)
105                         goto out_unlock;
106                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
107                 bio_slabs = new_bio_slabs;
108         }
109         if (entry == -1)
110                 entry = bio_slab_nr++;
111
112         bslab = &bio_slabs[entry];
113
114         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
115         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
116                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
117         if (!slab)
118                 goto out_unlock;
119
120         bslab->slab = slab;
121         bslab->slab_ref = 1;
122         bslab->slab_size = sz;
123 out_unlock:
124         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
125         return slab;
126 }
127
128 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
129 {
130         struct bio_slab *bslab = NULL;
131         unsigned int i;
132
133         mutex_lock(&bio_slab_lock);
134
135         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
136                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
137                         bslab = &bio_slabs[i];
138                         break;
139                 }
140         }
141
142         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
143                 goto out;
144
145         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
146
147         if (--bslab->slab_ref)
148                 goto out;
149
150         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
151         bslab->slab = NULL;
152
153 out:
154         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
155 }
156
157 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
158 {
159         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
160 }
161
162 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
163 {
164         if (!idx)
165                 return;
166         idx--;
167
168         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
169
170         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
171                 mempool_free(bv, pool);
172         } else {
173                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
174
175                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
176         }
177 }
178
179 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
180                            mempool_t *pool)
181 {
182         struct bio_vec *bvl;
183
184         /*
185          * see comment near bvec_array define!
186          */
187         switch (nr) {
188         case 1:
189                 *idx = 0;
190                 break;
191         case 2 ... 4:
192                 *idx = 1;
193                 break;
194         case 5 ... 16:
195                 *idx = 2;
196                 break;
197         case 17 ... 64:
198                 *idx = 3;
199                 break;
200         case 65 ... 128:
201                 *idx = 4;
202                 break;
203         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
204                 *idx = 5;
205                 break;
206         default:
207                 return NULL;
208         }
209
210         /*
211          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
212          * 1-vec entry pool is mempool backed.
213          */
214         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
215 fallback:
216                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
217         } else {
218                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
219                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
220
221                 /*
222                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
223                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
224                  * in case of failure.
225                  */
226                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
227
228                 /*
229                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
230                  * is set, retry with the 1-entry mempool
231                  */
232                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
233                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
234                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
235                         goto fallback;
236                 }
237         }
238
239         (*idx)++;
240         return bvl;
241 }
242
243 static void __bio_free(struct bio *bio)
244 {
245         bio_disassociate_task(bio);
246
247         if (bio_integrity(bio))
248                 bio_integrity_free(bio);
249 }
250
251 static void bio_free(struct bio *bio)
252 {
253         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
254         void *p;
255
256         __bio_free(bio);
257
258         if (bs) {
259                 bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
260
261                 /*
262                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
263                  */
264                 p = bio;
265                 p -= bs->front_pad;
266
267                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
268         } else {
269                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
270                 kfree(bio);
271         }
272 }
273
274 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
275               unsigned short max_vecs)
276 {
277         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
278         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
279         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
280
281         bio->bi_io_vec = table;
282         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
283 }
284 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
285
286 /**
287  * bio_reset - reinitialize a bio
288  * @bio:        bio to reset
289  *
290  * Description:
291  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
292  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
293  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
294  *   comment in struct bio.
295  */
296 void bio_reset(struct bio *bio)
297 {
298         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
299
300         __bio_free(bio);
301
302         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
303         bio->bi_flags = flags;
304         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
307
308 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
309 {
310         struct bio *parent = bio->bi_private;
311
312         if (!parent->bi_status)
313                 parent->bi_status = bio->bi_status;
314         bio_put(bio);
315         return parent;
316 }
317
318 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
319 {
320         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
321 }
322
323 /**
324  * bio_chain - chain bio completions
325  * @bio: the target bio
326  * @parent: the @bio's parent bio
327  *
328  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
329  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
330  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
331  *
332  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
333  */
334 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
335 {
336         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
337
338         bio->bi_private = parent;
339         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
340         bio_inc_remaining(parent);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
343
344 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
345 {
346         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
347         struct bio *bio;
348
349         while (1) {
350                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
351                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
352                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
353
354                 if (!bio)
355                         break;
356
357                 generic_make_request(bio);
358         }
359 }
360
361 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
362 {
363         struct bio_list punt, nopunt;
364         struct bio *bio;
365
366         /*
367          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
368          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
369          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
370          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
371          * our own rescuer would be bad.
372          *
373          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
374          * remove from the middle of the list:
375          */
376
377         bio_list_init(&punt);
378         bio_list_init(&nopunt);
379
380         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
381                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
382         current->bio_list[0] = nopunt;
383
384         bio_list_init(&nopunt);
385         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
386                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
387         current->bio_list[1] = nopunt;
388
389         spin_lock(&bs->rescue_lock);
390         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
391         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
392
393         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
394 }
395
396 /**
397  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
398  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
399  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
400  * @bs:         the bio_set to allocate from.
401  *
402  * Description:
403  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
404  *   backed by the @bs's mempool.
405  *
406  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
407  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
408  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
409  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
410  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
411  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
412  *
413  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
414  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
415  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
416  *   stack overflows.
417  *
418  *   This would normally mean allocating multiple bios under
419  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
420  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
421  *   thread.
422  *
423  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
424  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
425  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
426  *   for per bio allocations.
427  *
428  *   RETURNS:
429  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
430  */
431 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
432                              struct bio_set *bs)
433 {
434         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
435         unsigned front_pad;
436         unsigned inline_vecs;
437         struct bio_vec *bvl = NULL;
438         struct bio *bio;
439         void *p;
440
441         if (!bs) {
442                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
443                         return NULL;
444
445                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
446                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
447                             gfp_mask);
448                 front_pad = 0;
449                 inline_vecs = nr_iovecs;
450         } else {
451                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
452                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
453                         return NULL;
454                 /*
455                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
456                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
457                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
458                  * return.
459                  *
460                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
461                  * multiple bios from the same bio_set() while running
462                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
463                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
464                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
465                  * reserve.
466                  *
467                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
468                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
469                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
470                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
471                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
472                  * we retry with the original gfp_flags.
473                  */
474
475                 if (current->bio_list &&
476                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
477                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])))
478                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
479
480                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
481                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
482                         punt_bios_to_rescuer(bs);
483                         gfp_mask = saved_gfp;
484                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
485                 }
486
487                 front_pad = bs->front_pad;
488                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
489         }
490
491         if (unlikely(!p))
492                 return NULL;
493
494         bio = p + front_pad;
495         bio_init(bio, NULL, 0);
496
497         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
498                 unsigned long idx = 0;
499
500                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
501                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
502                         punt_bios_to_rescuer(bs);
503                         gfp_mask = saved_gfp;
504                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
505                 }
506
507                 if (unlikely(!bvl))
508                         goto err_free;
509
510                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
511         } else if (nr_iovecs) {
512                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
513         }
514
515         bio->bi_pool = bs;
516         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
517         bio->bi_io_vec = bvl;
518         return bio;
519
520 err_free:
521         mempool_free(p, bs->bio_pool);
522         return NULL;
523 }
524 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
525
526 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
527 {
528         unsigned long flags;
529         struct bio_vec bv;
530         struct bvec_iter iter;
531
532         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
533                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
534                 memset(data, 0, bv.bv_len);
535                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
536                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
537         }
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
540
541 /**
542  * bio_put - release a reference to a bio
543  * @bio:   bio to release reference to
544  *
545  * Description:
546  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
547  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
548  **/
549 void bio_put(struct bio *bio)
550 {
551         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
552                 bio_free(bio);
553         else {
554                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
555
556                 /*
557                  * last put frees it
558                  */
559                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
560                         bio_free(bio);
561         }
562 }
563 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
564
565 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
566 {
567         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
568                 blk_recount_segments(q, bio);
569
570         return bio->bi_phys_segments;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
573
574 /**
575  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
576  *      @bio: destination bio
577  *      @bio_src: bio to clone
578  *
579  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
580  *      the actual data it points to. Reference count of returned
581  *      bio will be one.
582  *
583  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
584  */
585 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
586 {
587         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
588
589         /*
590          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
591          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
592          */
593         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
594         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
595         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
596         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
597         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
598
599         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
602
603 /**
604  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
605  *      @bio: bio to clone
606  *      @gfp_mask: allocation priority
607  *      @bs: bio_set to allocate from
608  *
609  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
610  */
611 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
612 {
613         struct bio *b;
614
615         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
616         if (!b)
617                 return NULL;
618
619         __bio_clone_fast(b, bio);
620
621         if (bio_integrity(bio)) {
622                 int ret;
623
624                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
625
626                 if (ret < 0) {
627                         bio_put(b);
628                         return NULL;
629                 }
630         }
631
632         return b;
633 }
634 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
635
636 /**
637  *      bio_clone_bioset - clone a bio
638  *      @bio_src: bio to clone
639  *      @gfp_mask: allocation priority
640  *      @bs: bio_set to allocate from
641  *
642  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
643  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
644  */
645 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
646                              struct bio_set *bs)
647 {
648         struct bvec_iter iter;
649         struct bio_vec bv;
650         struct bio *bio;
651
652         /*
653          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
654          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
655          *
656          * We can't do that anymore, because:
657          *
658          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
659          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
660          *
661          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
662          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
663          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
664          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
665          *
666          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
667          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
668          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
669          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
670          *    asking for trouble and would force extra work on
671          *    __bio_clone_fast() anyways.
672          */
673
674         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
675         if (!bio)
676                 return NULL;
677         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
678         bio->bi_opf             = bio_src->bi_opf;
679         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
680         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
681
682         switch (bio_op(bio)) {
683         case REQ_OP_DISCARD:
684         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
685         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
686                 break;
687         case REQ_OP_WRITE_SAME:
688                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
689                 break;
690         default:
691                 bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
692                         bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
693                 break;
694         }
695
696         if (bio_integrity(bio_src)) {
697                 int ret;
698
699                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
700                 if (ret < 0) {
701                         bio_put(bio);
702                         return NULL;
703                 }
704         }
705
706         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
707
708         return bio;
709 }
710 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
711
712 /**
713  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
714  *      @q: the target queue
715  *      @bio: destination bio
716  *      @page: page to add
717  *      @len: vec entry length
718  *      @offset: vec entry offset
719  *
720  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
721  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
722  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
723  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
724  *
725  *      This should only be used by REQ_PC bios.
726  */
727 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
728                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
729 {
730         int retried_segments = 0;
731         struct bio_vec *bvec;
732
733         /*
734          * cloned bio must not modify vec list
735          */
736         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
737                 return 0;
738
739         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
740                 return 0;
741
742         /*
743          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
744          * we will often be called with the same page as last time and
745          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
746          */
747         if (bio->bi_vcnt > 0) {
748                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
749
750                 if (page == prev->bv_page &&
751                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
752                         prev->bv_len += len;
753                         bio->bi_iter.bi_size += len;
754                         goto done;
755                 }
756
757                 /*
758                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
759                  * offset would create a gap, disallow it.
760                  */
761                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
762                         return 0;
763         }
764
765         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
766                 return 0;
767
768         /*
769          * setup the new entry, we might clear it again later if we
770          * cannot add the page
771          */
772         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
773         bvec->bv_page = page;
774         bvec->bv_len = len;
775         bvec->bv_offset = offset;
776         bio->bi_vcnt++;
777         bio->bi_phys_segments++;
778         bio->bi_iter.bi_size += len;
779
780         /*
781          * Perform a recount if the number of segments is greater
782          * than queue_max_segments(q).
783          */
784
785         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
786
787                 if (retried_segments)
788                         goto failed;
789
790                 retried_segments = 1;
791                 blk_recount_segments(q, bio);
792         }
793
794         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
795         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
796                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
797
798  done:
799         return len;
800
801  failed:
802         bvec->bv_page = NULL;
803         bvec->bv_len = 0;
804         bvec->bv_offset = 0;
805         bio->bi_vcnt--;
806         bio->bi_iter.bi_size -= len;
807         blk_recount_segments(q, bio);
808         return 0;
809 }
810 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
811
812 /**
813  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
814  *      @bio: destination bio
815  *      @page: page to add
816  *      @len: vec entry length
817  *      @offset: vec entry offset
818  *
819  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
820  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
821  */
822 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
823                  unsigned int len, unsigned int offset)
824 {
825         struct bio_vec *bv;
826
827         /*
828          * cloned bio must not modify vec list
829          */
830         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
831                 return 0;
832
833         /*
834          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
835          * we will often be called with the same page as last time and
836          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
837          */
838         if (bio->bi_vcnt > 0) {
839                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
840
841                 if (page == bv->bv_page &&
842                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
843                         bv->bv_len += len;
844                         goto done;
845                 }
846         }
847
848         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
849                 return 0;
850
851         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
852         bv->bv_page     = page;
853         bv->bv_len      = len;
854         bv->bv_offset   = offset;
855
856         bio->bi_vcnt++;
857 done:
858         bio->bi_iter.bi_size += len;
859         return len;
860 }
861 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
862
863 /**
864  * bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
865  * @bio: bio to add pages to
866  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
867  *
868  * Pins as many pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
869  * pages will have to be released using put_page() when done.
870  */
871 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
872 {
873         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
874         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
875         struct page **pages = (struct page **)bv;
876         size_t offset, diff;
877         ssize_t size;
878
879         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
880         if (unlikely(size <= 0))
881                 return size ? size : -EFAULT;
882         nr_pages = (size + offset + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
883
884         /*
885          * Deep magic below:  We need to walk the pinned pages backwards
886          * because we are abusing the space allocated for the bio_vecs
887          * for the page array.  Because the bio_vecs are larger than the
888          * page pointers by definition this will always work.  But it also
889          * means we can't use bio_add_page, so any changes to it's semantics
890          * need to be reflected here as well.
891          */
892         bio->bi_iter.bi_size += size;
893         bio->bi_vcnt += nr_pages;
894
895         diff = (nr_pages * PAGE_SIZE - offset) - size;
896         while (nr_pages--) {
897                 bv[nr_pages].bv_page = pages[nr_pages];
898                 bv[nr_pages].bv_len = PAGE_SIZE;
899                 bv[nr_pages].bv_offset = 0;
900         }
901
902         bv[0].bv_offset += offset;
903         bv[0].bv_len -= offset;
904         if (diff)
905                 bv[bio->bi_vcnt - 1].bv_len -= diff;
906
907         iov_iter_advance(iter, size);
908         return 0;
909 }
910 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_iov_iter_get_pages);
911
912 struct submit_bio_ret {
913         struct completion event;
914         int error;
915 };
916
917 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
918 {
919         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
920
921         ret->error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
922         complete(&ret->event);
923 }
924
925 /**
926  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
927  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
928  *
929  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
930  * bio_endio() on failure.
931  */
932 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
933 {
934         struct submit_bio_ret ret;
935
936         init_completion(&ret.event);
937         bio->bi_private = &ret;
938         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
939         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
940         submit_bio(bio);
941         wait_for_completion_io(&ret.event);
942
943         return ret.error;
944 }
945 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
946
947 /**
948  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
949  * @bio:        bio to advance
950  * @bytes:      number of bytes to complete
951  *
952  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
953  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
954  * be updated on the last bvec as well.
955  *
956  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
957  */
958 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
959 {
960         if (bio_integrity(bio))
961                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
962
963         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
966
967 /**
968  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
969  * @bio: bio to allocate pages for
970  * @gfp_mask: flags for allocation
971  *
972  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
973  *
974  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
975  * freed.
976  */
977 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
978 {
979         int i;
980         struct bio_vec *bv;
981
982         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
983                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
984                 if (!bv->bv_page) {
985                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
986                                 __free_page(bv->bv_page);
987                         return -ENOMEM;
988                 }
989         }
990
991         return 0;
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
994
995 /**
996  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
997  * another
998  * @src: source bio list
999  * @dst: destination bio list
1000  *
1001  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
1002  * @src and @dst as linked lists of bios.
1003  *
1004  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1005  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1006  */
1007 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1008 {
1009         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
1010         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1011         void *src_p, *dst_p;
1012         unsigned bytes;
1013
1014         src_iter = src->bi_iter;
1015         dst_iter = dst->bi_iter;
1016
1017         while (1) {
1018                 if (!src_iter.bi_size) {
1019                         src = src->bi_next;
1020                         if (!src)
1021                                 break;
1022
1023                         src_iter = src->bi_iter;
1024                 }
1025
1026                 if (!dst_iter.bi_size) {
1027                         dst = dst->bi_next;
1028                         if (!dst)
1029                                 break;
1030
1031                         dst_iter = dst->bi_iter;
1032                 }
1033
1034                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
1035                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
1036
1037                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1038
1039                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1040                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1041
1042                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1043                        src_p + src_bv.bv_offset,
1044                        bytes);
1045
1046                 kunmap_atomic(dst_p);
1047                 kunmap_atomic(src_p);
1048
1049                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
1050                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1051         }
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1054
1055 struct bio_map_data {
1056         int is_our_pages;
1057         struct iov_iter iter;
1058         struct iovec iov[];
1059 };
1060
1061 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1062                                                gfp_t gfp_mask)
1063 {
1064         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1065                 return NULL;
1066
1067         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1068                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1069 }
1070
1071 /**
1072  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1073  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1074  * @iter: iov_iter as source
1075  *
1076  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1077  * Returns 0 on success, or error on failure.
1078  */
1079 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1080 {
1081         int i;
1082         struct bio_vec *bvec;
1083
1084         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1085                 ssize_t ret;
1086
1087                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1088                                           bvec->bv_offset,
1089                                           bvec->bv_len,
1090                                           &iter);
1091
1092                 if (!iov_iter_count(&iter))
1093                         break;
1094
1095                 if (ret < bvec->bv_len)
1096                         return -EFAULT;
1097         }
1098
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1104  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1105  * @iter: iov_iter as destination
1106  *
1107  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1108  * Returns 0 on success, or error on failure.
1109  */
1110 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1111 {
1112         int i;
1113         struct bio_vec *bvec;
1114
1115         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1116                 ssize_t ret;
1117
1118                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1119                                         bvec->bv_offset,
1120                                         bvec->bv_len,
1121                                         &iter);
1122
1123                 if (!iov_iter_count(&iter))
1124                         break;
1125
1126                 if (ret < bvec->bv_len)
1127                         return -EFAULT;
1128         }
1129
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1134 {
1135         struct bio_vec *bvec;
1136         int i;
1137
1138         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1139                 __free_page(bvec->bv_page);
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1142
1143 /**
1144  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1145  *      @bio: bio being terminated
1146  *
1147  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1148  *      to user space in case of a read.
1149  */
1150 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1151 {
1152         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1153         int ret = 0;
1154
1155         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1156                 /*
1157                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1158                  * don't copy into a random user address space, just free
1159                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1160                  */
1161                 if (!current->mm)
1162                         ret = -EINTR;
1163                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1164                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1165                 if (bmd->is_our_pages)
1166                         bio_free_pages(bio);
1167         }
1168         kfree(bmd);
1169         bio_put(bio);
1170         return ret;
1171 }
1172
1173 /**
1174  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1175  *      @q:             destination block queue
1176  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1177  *      @iter:          iovec iterator
1178  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1179  *
1180  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1181  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1182  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1183  */
1184 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1185                               struct rq_map_data *map_data,
1186                               const struct iov_iter *iter,
1187                               gfp_t gfp_mask)
1188 {
1189         struct bio_map_data *bmd;
1190         struct page *page;
1191         struct bio *bio;
1192         int i, ret;
1193         int nr_pages = 0;
1194         unsigned int len = iter->count;
1195         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1196
1197         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1198                 unsigned long uaddr;
1199                 unsigned long end;
1200                 unsigned long start;
1201
1202                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1203                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1204                         >> PAGE_SHIFT;
1205                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1206
1207                 /*
1208                  * Overflow, abort
1209                  */
1210                 if (end < start)
1211                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1212
1213                 nr_pages += end - start;
1214         }
1215
1216         if (offset)
1217                 nr_pages++;
1218
1219         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1220         if (!bmd)
1221                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1222
1223         /*
1224          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1225          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1226          * shortlived one.
1227          */
1228         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1229         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1230         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1231                         iter->nr_segs, iter->count);
1232
1233         ret = -ENOMEM;
1234         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1235         if (!bio)
1236                 goto out_bmd;
1237
1238         ret = 0;
1239
1240         if (map_data) {
1241                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1242                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1243         }
1244         while (len) {
1245                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1246
1247                 bytes -= offset;
1248
1249                 if (bytes > len)
1250                         bytes = len;
1251
1252                 if (map_data) {
1253                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1254                                 ret = -ENOMEM;
1255                                 break;
1256                         }
1257
1258                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1259                         page += (i % nr_pages);
1260
1261                         i++;
1262                 } else {
1263                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1264                         if (!page) {
1265                                 ret = -ENOMEM;
1266                                 break;
1267                         }
1268                 }
1269
1270                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1271                         break;
1272
1273                 len -= bytes;
1274                 offset = 0;
1275         }
1276
1277         if (ret)
1278                 goto cleanup;
1279
1280         /*
1281          * success
1282          */
1283         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1284             (map_data && map_data->from_user)) {
1285                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1286                 if (ret)
1287                         goto cleanup;
1288         }
1289
1290         bio->bi_private = bmd;
1291         return bio;
1292 cleanup:
1293         if (!map_data)
1294                 bio_free_pages(bio);
1295         bio_put(bio);
1296 out_bmd:
1297         kfree(bmd);
1298         return ERR_PTR(ret);
1299 }
1300
1301 /**
1302  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1303  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1304  *      @iter:          iovec iterator
1305  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1306  *
1307  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1308  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1309  */
1310 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1311                              const struct iov_iter *iter,
1312                              gfp_t gfp_mask)
1313 {
1314         int j;
1315         int nr_pages = 0;
1316         struct page **pages;
1317         struct bio *bio;
1318         int cur_page = 0;
1319         int ret, offset;
1320         struct iov_iter i;
1321         struct iovec iov;
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
1329                 /*
1330                  * Overflow, abort
1331                  */
1332                 if (end < start)
1333                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1334
1335                 nr_pages += end - start;
1336                 /*
1337                  * buffer must be aligned to at least logical block size for now
1338                  */
1339                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1340                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1341         }
1342
1343         if (!nr_pages)
1344                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1345
1346         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1347         if (!bio)
1348                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1349
1350         ret = -ENOMEM;
1351         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1352         if (!pages)
1353                 goto out;
1354
1355         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1356                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1357                 unsigned long len = iov.iov_len;
1358                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1359                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1360                 const int local_nr_pages = end - start;
1361                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1362
1363                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1364                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1365                                 &pages[cur_page]);
1366                 if (ret < local_nr_pages) {
1367                         ret = -EFAULT;
1368                         goto out_unmap;
1369                 }
1370
1371                 offset = offset_in_page(uaddr);
1372                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1373                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1374
1375                         if (len <= 0)
1376                                 break;
1377                         
1378                         if (bytes > len)
1379                                 bytes = len;
1380
1381                         /*
1382                          * sorry...
1383                          */
1384                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1385                                             bytes)
1386                                 break;
1387
1388                         len -= bytes;
1389                         offset = 0;
1390                 }
1391
1392                 cur_page = j;
1393                 /*
1394                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1395                  */
1396                 while (j < page_limit)
1397                         put_page(pages[j++]);
1398         }
1399
1400         kfree(pages);
1401
1402         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1403
1404         /*
1405          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1406          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1407          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1408          * reference to it
1409          */
1410         bio_get(bio);
1411         return bio;
1412
1413  out_unmap:
1414         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1415                 if (!pages[j])
1416                         break;
1417                 put_page(pages[j]);
1418         }
1419  out:
1420         kfree(pages);
1421         bio_put(bio);
1422         return ERR_PTR(ret);
1423 }
1424
1425 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1426 {
1427         struct bio_vec *bvec;
1428         int i;
1429
1430         /*
1431          * make sure we dirty pages we wrote to
1432          */
1433         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1434                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1435                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1436
1437                 put_page(bvec->bv_page);
1438         }
1439
1440         bio_put(bio);
1441 }
1442
1443 /**
1444  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1445  *      @bio:           the bio being unmapped
1446  *
1447  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1448  *      process context.
1449  *
1450  *      bio_unmap_user() may sleep.
1451  */
1452 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1453 {
1454         __bio_unmap_user(bio);
1455         bio_put(bio);
1456 }
1457
1458 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1459 {
1460         bio_put(bio);
1461 }
1462
1463 /**
1464  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1465  *      @q: the struct request_queue for the bio
1466  *      @data: pointer to buffer to map
1467  *      @len: length in bytes
1468  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1469  *
1470  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1471  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1472  */
1473 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1474                          gfp_t gfp_mask)
1475 {
1476         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1477         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1478         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1479         const int nr_pages = end - start;
1480         int offset, i;
1481         struct bio *bio;
1482
1483         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1484         if (!bio)
1485                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1486
1487         offset = offset_in_page(kaddr);
1488         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1489                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1490
1491                 if (len <= 0)
1492                         break;
1493
1494                 if (bytes > len)
1495                         bytes = len;
1496
1497                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1498                                     offset) < bytes) {
1499                         /* we don't support partial mappings */
1500                         bio_put(bio);
1501                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1502                 }
1503
1504                 data += bytes;
1505                 len -= bytes;
1506                 offset = 0;
1507         }
1508
1509         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1510         return bio;
1511 }
1512 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1513
1514 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1515 {
1516         bio_free_pages(bio);
1517         bio_put(bio);
1518 }
1519
1520 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1521 {
1522         char *p = bio->bi_private;
1523         struct bio_vec *bvec;
1524         int i;
1525
1526         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1527                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1528                 p += bvec->bv_len;
1529         }
1530
1531         bio_copy_kern_endio(bio);
1532 }
1533
1534 /**
1535  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1536  *      @q: the struct request_queue for the bio
1537  *      @data: pointer to buffer to copy
1538  *      @len: length in bytes
1539  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1540  *      @reading: data direction is READ
1541  *
1542  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1543  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1544  */
1545 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1546                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1547 {
1548         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1549         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1550         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1551         struct bio *bio;
1552         void *p = data;
1553         int nr_pages = 0;
1554
1555         /*
1556          * Overflow, abort
1557          */
1558         if (end < start)
1559                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1560
1561         nr_pages = end - start;
1562         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1563         if (!bio)
1564                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1565
1566         while (len) {
1567                 struct page *page;
1568                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1569
1570                 if (bytes > len)
1571                         bytes = len;
1572
1573                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1574                 if (!page)
1575                         goto cleanup;
1576
1577                 if (!reading)
1578                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1579
1580                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1581                         break;
1582
1583                 len -= bytes;
1584                 p += bytes;
1585         }
1586
1587         if (reading) {
1588                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1589                 bio->bi_private = data;
1590         } else {
1591                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1592         }
1593
1594         return bio;
1595
1596 cleanup:
1597         bio_free_pages(bio);
1598         bio_put(bio);
1599         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1604  * for performing direct-IO in BIOs.
1605  *
1606  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1607  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1608  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1609  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1610  * in process context.
1611  *
1612  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1613  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1614  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1615  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1616  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1617  *
1618  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1619  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1620  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1621  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1622  * pagecache.
1623  *
1624  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1625  * deferred bio dirtying paths.
1626  */
1627
1628 /*
1629  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1630  */
1631 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1632 {
1633         struct bio_vec *bvec;
1634         int i;
1635
1636         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1637                 struct page *page = bvec->bv_page;
1638
1639                 if (page && !PageCompound(page))
1640                         set_page_dirty_lock(page);
1641         }
1642 }
1643
1644 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1645 {
1646         struct bio_vec *bvec;
1647         int i;
1648
1649         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1650                 struct page *page = bvec->bv_page;
1651
1652                 if (page)
1653                         put_page(page);
1654         }
1655 }
1656
1657 /*
1658  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1659  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1660  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1661  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1662  *
1663  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1664  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1665  * bio_put() against the BIO.
1666  */
1667
1668 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1669
1670 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1671 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1672 static struct bio *bio_dirty_list;
1673
1674 /*
1675  * This runs in process context
1676  */
1677 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1678 {
1679         unsigned long flags;
1680         struct bio *bio;
1681
1682         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1683         bio = bio_dirty_list;
1684         bio_dirty_list = NULL;
1685         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1686
1687         while (bio) {
1688                 struct bio *next = bio->bi_private;
1689
1690                 bio_set_pages_dirty(bio);
1691                 bio_release_pages(bio);
1692                 bio_put(bio);
1693                 bio = next;
1694         }
1695 }
1696
1697 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1698 {
1699         struct bio_vec *bvec;
1700         int nr_clean_pages = 0;
1701         int i;
1702
1703         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1704                 struct page *page = bvec->bv_page;
1705
1706                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1707                         put_page(page);
1708                         bvec->bv_page = NULL;
1709                 } else {
1710                         nr_clean_pages++;
1711                 }
1712         }
1713
1714         if (nr_clean_pages) {
1715                 unsigned long flags;
1716
1717                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1718                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1719                 bio_dirty_list = bio;
1720                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1721                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1722         } else {
1723                 bio_put(bio);
1724         }
1725 }
1726
1727 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1728                            struct hd_struct *part)
1729 {
1730         int cpu = part_stat_lock();
1731
1732         part_round_stats(cpu, part);
1733         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1734         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1735         part_inc_in_flight(part, rw);
1736
1737         part_stat_unlock();
1738 }
1739 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1740
1741 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1742                          unsigned long start_time)
1743 {
1744         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1745         int cpu = part_stat_lock();
1746
1747         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1748         part_round_stats(cpu, part);
1749         part_dec_in_flight(part, rw);
1750
1751         part_stat_unlock();
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1754
1755 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1756 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1757 {
1758         struct bio_vec bvec;
1759         struct bvec_iter iter;
1760
1761         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1762                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1763 }
1764 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1765 #endif
1766
1767 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1768 {
1769         /*
1770          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1771          * we always end io on the first invocation.
1772          */
1773         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1774                 return true;
1775
1776         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1777
1778         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1779                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1780                 return true;
1781         }
1782
1783         return false;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * bio_endio - end I/O on a bio
1788  * @bio:        bio
1789  *
1790  * Description:
1791  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1792  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1793  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1794  *
1795  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1796  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1797  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1798  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1799  **/
1800 void bio_endio(struct bio *bio)
1801 {
1802 again:
1803         if (!bio_remaining_done(bio))
1804                 return;
1805
1806         /*
1807          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1808          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1809          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1810          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1811          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1812          * gcc's sibling call optimization.
1813          */
1814         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1815                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1816                 goto again;
1817         }
1818
1819         if (bio->bi_bdev && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1820                 trace_block_bio_complete(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1821                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1822                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1823         }
1824
1825         blk_throtl_bio_endio(bio);
1826         if (bio->bi_end_io)
1827                 bio->bi_end_io(bio);
1828 }
1829 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1830
1831 /**
1832  * bio_split - split a bio
1833  * @bio:        bio to split
1834  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1835  * @gfp:        gfp mask
1836  * @bs:         bio set to allocate from
1837  *
1838  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1839  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1840  *
1841  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1842  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1843  * @bio is not freed before the split.
1844  */
1845 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1846                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1847 {
1848         struct bio *split = NULL;
1849
1850         BUG_ON(sectors <= 0);
1851         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1852
1853         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1854         if (!split)
1855                 return NULL;
1856
1857         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1858
1859         if (bio_integrity(split))
1860                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1861
1862         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1863
1864         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1865                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1866
1867         return split;
1868 }
1869 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1870
1871 /**
1872  * bio_trim - trim a bio
1873  * @bio:        bio to trim
1874  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1875  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1876  */
1877 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1878 {
1879         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1880          * the given offset and size.
1881          */
1882
1883         size <<= 9;
1884         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1885                 return;
1886
1887         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1888
1889         bio_advance(bio, offset << 9);
1890
1891         bio->bi_iter.bi_size = size;
1892 }
1893 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1894
1895 /*
1896  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1897  * use the global biovec slabs created for general use.
1898  */
1899 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1900 {
1901         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1902
1903         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1904 }
1905
1906 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1907 {
1908         if (bs->rescue_workqueue)
1909                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1910
1911         if (bs->bio_pool)
1912                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1913
1914         if (bs->bvec_pool)
1915                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1916
1917         bioset_integrity_free(bs);
1918         bio_put_slab(bs);
1919
1920         kfree(bs);
1921 }
1922 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1923
1924 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1925                                        unsigned int front_pad,
1926                                        bool create_bvec_pool)
1927 {
1928         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1929         struct bio_set *bs;
1930
1931         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1932         if (!bs)
1933                 return NULL;
1934
1935         bs->front_pad = front_pad;
1936
1937         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1938         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1939         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1940
1941         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1942         if (!bs->bio_slab) {
1943                 kfree(bs);
1944                 return NULL;
1945         }
1946
1947         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1948         if (!bs->bio_pool)
1949                 goto bad;
1950
1951         if (create_bvec_pool) {
1952                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1953                 if (!bs->bvec_pool)
1954                         goto bad;
1955         }
1956
1957         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1958         if (!bs->rescue_workqueue)
1959                 goto bad;
1960
1961         return bs;
1962 bad:
1963         bioset_free(bs);
1964         return NULL;
1965 }
1966
1967 /**
1968  * bioset_create  - Create a bio_set
1969  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1970  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1971  *
1972  * Description:
1973  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1974  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1975  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1976  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1977  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1978  *    or things will break badly.
1979  */
1980 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1981 {
1982         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1983 }
1984 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1985
1986 /**
1987  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1988  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1989  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1990  *
1991  * Description:
1992  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1993  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1994  */
1995 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1996 {
1997         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1998 }
1999 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
2000
2001 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2002
2003 /**
2004  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
2005  * @bio: target bio
2006  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
2007  *
2008  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
2009  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
2010  *
2011  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
2012  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
2013  * synchronizing calls to this function.
2014  */
2015 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
2016 {
2017         if (unlikely(bio->bi_css))
2018                 return -EBUSY;
2019         css_get(blkcg_css);
2020         bio->bi_css = blkcg_css;
2021         return 0;
2022 }
2023 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
2024
2025 /**
2026  * bio_associate_current - associate a bio with %current
2027  * @bio: target bio
2028  *
2029  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
2030  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
2031  * task actually issues it.
2032  *
2033  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
2034  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
2035  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
2036  * calls to this function.
2037  */
2038 int bio_associate_current(struct bio *bio)
2039 {
2040         struct io_context *ioc;
2041
2042         if (bio->bi_css)
2043                 return -EBUSY;
2044
2045         ioc = current->io_context;
2046         if (!ioc)
2047                 return -ENOENT;
2048
2049         get_io_context_active(ioc);
2050         bio->bi_ioc = ioc;
2051         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
2052         return 0;
2053 }
2054 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
2055
2056 /**
2057  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2058  * @bio: target bio
2059  */
2060 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2061 {
2062         if (bio->bi_ioc) {
2063                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2064                 bio->bi_ioc = NULL;
2065         }
2066         if (bio->bi_css) {
2067                 css_put(bio->bi_css);
2068                 bio->bi_css = NULL;
2069         }
2070 }
2071
2072 /**
2073  * bio_clone_blkcg_association - clone blkcg association from src to dst bio
2074  * @dst: destination bio
2075  * @src: source bio
2076  */
2077 void bio_clone_blkcg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2078 {
2079         if (src->bi_css)
2080                 WARN_ON(bio_associate_blkcg(dst, src->bi_css));
2081 }
2082
2083 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2084
2085 static void __init biovec_init_slabs(void)
2086 {
2087         int i;
2088
2089         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2090                 int size;
2091                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2092
2093                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2094                         bvs->slab = NULL;
2095                         continue;
2096                 }
2097
2098                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2099                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2100                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2101         }
2102 }
2103
2104 static int __init init_bio(void)
2105 {
2106         bio_slab_max = 2;
2107         bio_slab_nr = 0;
2108         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2109         if (!bio_slabs)
2110                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2111
2112         bio_integrity_init();
2113         biovec_init_slabs();
2114
2115         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2116         if (!fs_bio_set)
2117                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2118
2119         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2120                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2121
2122         return 0;
2123 }
2124 subsys_initcall(init_bio);