]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - block/bio.c
block: Add fallthrough markers to switch statements
[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         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
367                 return;
368         /*
369          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
370          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
371          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
372          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
373          * our own rescuer would be bad.
374          *
375          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
376          * remove from the middle of the list:
377          */
378
379         bio_list_init(&punt);
380         bio_list_init(&nopunt);
381
382         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
383                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
384         current->bio_list[0] = nopunt;
385
386         bio_list_init(&nopunt);
387         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
388                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
389         current->bio_list[1] = nopunt;
390
391         spin_lock(&bs->rescue_lock);
392         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
393         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
394
395         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
396 }
397
398 /**
399  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
400  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
401  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
402  * @bs:         the bio_set to allocate from.
403  *
404  * Description:
405  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
406  *   backed by the @bs's mempool.
407  *
408  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
409  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
410  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
411  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
412  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
413  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
414  *
415  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
416  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
417  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
418  *   stack overflows.
419  *
420  *   This would normally mean allocating multiple bios under
421  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
422  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
423  *   thread.
424  *
425  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
426  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
427  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
428  *   for per bio allocations.
429  *
430  *   RETURNS:
431  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
432  */
433 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
434                              struct bio_set *bs)
435 {
436         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
437         unsigned front_pad;
438         unsigned inline_vecs;
439         struct bio_vec *bvl = NULL;
440         struct bio *bio;
441         void *p;
442
443         if (!bs) {
444                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
445                         return NULL;
446
447                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
448                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
449                             gfp_mask);
450                 front_pad = 0;
451                 inline_vecs = nr_iovecs;
452         } else {
453                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
454                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
455                         return NULL;
456                 /*
457                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
458                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
459                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
460                  * return.
461                  *
462                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
463                  * multiple bios from the same bio_set() while running
464                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
465                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
466                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
467                  * reserve.
468                  *
469                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
470                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
471                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
472                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
473                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
474                  * we retry with the original gfp_flags.
475                  */
476
477                 if (current->bio_list &&
478                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
479                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
480                     bs->rescue_workqueue)
481                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
482
483                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
484                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
485                         punt_bios_to_rescuer(bs);
486                         gfp_mask = saved_gfp;
487                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
488                 }
489
490                 front_pad = bs->front_pad;
491                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
492         }
493
494         if (unlikely(!p))
495                 return NULL;
496
497         bio = p + front_pad;
498         bio_init(bio, NULL, 0);
499
500         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
501                 unsigned long idx = 0;
502
503                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
504                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
505                         punt_bios_to_rescuer(bs);
506                         gfp_mask = saved_gfp;
507                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
508                 }
509
510                 if (unlikely(!bvl))
511                         goto err_free;
512
513                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
514         } else if (nr_iovecs) {
515                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
516         }
517
518         bio->bi_pool = bs;
519         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
520         bio->bi_io_vec = bvl;
521         return bio;
522
523 err_free:
524         mempool_free(p, bs->bio_pool);
525         return NULL;
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
528
529 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
530 {
531         unsigned long flags;
532         struct bio_vec bv;
533         struct bvec_iter iter;
534
535         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
536                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
537                 memset(data, 0, bv.bv_len);
538                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
539                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
540         }
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
543
544 /**
545  * bio_put - release a reference to a bio
546  * @bio:   bio to release reference to
547  *
548  * Description:
549  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
550  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
551  **/
552 void bio_put(struct bio *bio)
553 {
554         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
555                 bio_free(bio);
556         else {
557                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
558
559                 /*
560                  * last put frees it
561                  */
562                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
563                         bio_free(bio);
564         }
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
567
568 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
569 {
570         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
571                 blk_recount_segments(q, bio);
572
573         return bio->bi_phys_segments;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
576
577 /**
578  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
579  *      @bio: destination bio
580  *      @bio_src: bio to clone
581  *
582  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
583  *      the actual data it points to. Reference count of returned
584  *      bio will be one.
585  *
586  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
587  */
588 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
589 {
590         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
591
592         /*
593          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
594          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
595          */
596         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
597         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
598         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
599         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
600         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
601
602         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
603 }
604 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
605
606 /**
607  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
608  *      @bio: bio to clone
609  *      @gfp_mask: allocation priority
610  *      @bs: bio_set to allocate from
611  *
612  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
613  */
614 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
615 {
616         struct bio *b;
617
618         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
619         if (!b)
620                 return NULL;
621
622         __bio_clone_fast(b, bio);
623
624         if (bio_integrity(bio)) {
625                 int ret;
626
627                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
628
629                 if (ret < 0) {
630                         bio_put(b);
631                         return NULL;
632                 }
633         }
634
635         return b;
636 }
637 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
638
639 /**
640  *      bio_clone_bioset - clone a bio
641  *      @bio_src: bio to clone
642  *      @gfp_mask: allocation priority
643  *      @bs: bio_set to allocate from
644  *
645  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
646  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
647  */
648 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
649                              struct bio_set *bs)
650 {
651         struct bvec_iter iter;
652         struct bio_vec bv;
653         struct bio *bio;
654
655         /*
656          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
657          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
658          *
659          * We can't do that anymore, because:
660          *
661          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
662          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
663          *
664          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
665          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
666          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
667          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
668          *
669          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
670          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
671          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
672          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
673          *    asking for trouble and would force extra work on
674          *    __bio_clone_fast() anyways.
675          */
676
677         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
678         if (!bio)
679                 return NULL;
680         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
681         bio->bi_opf             = bio_src->bi_opf;
682         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
683         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
684
685         switch (bio_op(bio)) {
686         case REQ_OP_DISCARD:
687         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
688         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
689                 break;
690         case REQ_OP_WRITE_SAME:
691                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
692                 break;
693         default:
694                 bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
695                         bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
696                 break;
697         }
698
699         if (bio_integrity(bio_src)) {
700                 int ret;
701
702                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
703                 if (ret < 0) {
704                         bio_put(bio);
705                         return NULL;
706                 }
707         }
708
709         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
710
711         return bio;
712 }
713 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
714
715 /**
716  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
717  *      @q: the target queue
718  *      @bio: destination bio
719  *      @page: page to add
720  *      @len: vec entry length
721  *      @offset: vec entry offset
722  *
723  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
724  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
725  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
726  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
727  *
728  *      This should only be used by REQ_PC bios.
729  */
730 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
731                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
732 {
733         int retried_segments = 0;
734         struct bio_vec *bvec;
735
736         /*
737          * cloned bio must not modify vec list
738          */
739         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
740                 return 0;
741
742         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
743                 return 0;
744
745         /*
746          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
747          * we will often be called with the same page as last time and
748          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
749          */
750         if (bio->bi_vcnt > 0) {
751                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
752
753                 if (page == prev->bv_page &&
754                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
755                         prev->bv_len += len;
756                         bio->bi_iter.bi_size += len;
757                         goto done;
758                 }
759
760                 /*
761                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
762                  * offset would create a gap, disallow it.
763                  */
764                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
765                         return 0;
766         }
767
768         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
769                 return 0;
770
771         /*
772          * setup the new entry, we might clear it again later if we
773          * cannot add the page
774          */
775         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
776         bvec->bv_page = page;
777         bvec->bv_len = len;
778         bvec->bv_offset = offset;
779         bio->bi_vcnt++;
780         bio->bi_phys_segments++;
781         bio->bi_iter.bi_size += len;
782
783         /*
784          * Perform a recount if the number of segments is greater
785          * than queue_max_segments(q).
786          */
787
788         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
789
790                 if (retried_segments)
791                         goto failed;
792
793                 retried_segments = 1;
794                 blk_recount_segments(q, bio);
795         }
796
797         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
798         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
799                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
800
801  done:
802         return len;
803
804  failed:
805         bvec->bv_page = NULL;
806         bvec->bv_len = 0;
807         bvec->bv_offset = 0;
808         bio->bi_vcnt--;
809         bio->bi_iter.bi_size -= len;
810         blk_recount_segments(q, bio);
811         return 0;
812 }
813 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
814
815 /**
816  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
817  *      @bio: destination bio
818  *      @page: page to add
819  *      @len: vec entry length
820  *      @offset: vec entry offset
821  *
822  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
823  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
824  */
825 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
826                  unsigned int len, unsigned int offset)
827 {
828         struct bio_vec *bv;
829
830         /*
831          * cloned bio must not modify vec list
832          */
833         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
834                 return 0;
835
836         /*
837          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
838          * we will often be called with the same page as last time and
839          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
840          */
841         if (bio->bi_vcnt > 0) {
842                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
843
844                 if (page == bv->bv_page &&
845                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
846                         bv->bv_len += len;
847                         goto done;
848                 }
849         }
850
851         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
852                 return 0;
853
854         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
855         bv->bv_page     = page;
856         bv->bv_len      = len;
857         bv->bv_offset   = offset;
858
859         bio->bi_vcnt++;
860 done:
861         bio->bi_iter.bi_size += len;
862         return len;
863 }
864 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
865
866 /**
867  * bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
868  * @bio: bio to add pages to
869  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
870  *
871  * Pins as many pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
872  * pages will have to be released using put_page() when done.
873  */
874 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
875 {
876         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
877         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
878         struct page **pages = (struct page **)bv;
879         size_t offset, diff;
880         ssize_t size;
881
882         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
883         if (unlikely(size <= 0))
884                 return size ? size : -EFAULT;
885         nr_pages = (size + offset + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
886
887         /*
888          * Deep magic below:  We need to walk the pinned pages backwards
889          * because we are abusing the space allocated for the bio_vecs
890          * for the page array.  Because the bio_vecs are larger than the
891          * page pointers by definition this will always work.  But it also
892          * means we can't use bio_add_page, so any changes to it's semantics
893          * need to be reflected here as well.
894          */
895         bio->bi_iter.bi_size += size;
896         bio->bi_vcnt += nr_pages;
897
898         diff = (nr_pages * PAGE_SIZE - offset) - size;
899         while (nr_pages--) {
900                 bv[nr_pages].bv_page = pages[nr_pages];
901                 bv[nr_pages].bv_len = PAGE_SIZE;
902                 bv[nr_pages].bv_offset = 0;
903         }
904
905         bv[0].bv_offset += offset;
906         bv[0].bv_len -= offset;
907         if (diff)
908                 bv[bio->bi_vcnt - 1].bv_len -= diff;
909
910         iov_iter_advance(iter, size);
911         return 0;
912 }
913 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_iov_iter_get_pages);
914
915 struct submit_bio_ret {
916         struct completion event;
917         int error;
918 };
919
920 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
921 {
922         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
923
924         ret->error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
925         complete(&ret->event);
926 }
927
928 /**
929  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
930  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
931  *
932  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
933  * bio_endio() on failure.
934  */
935 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
936 {
937         struct submit_bio_ret ret;
938
939         init_completion(&ret.event);
940         bio->bi_private = &ret;
941         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
942         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
943         submit_bio(bio);
944         wait_for_completion_io(&ret.event);
945
946         return ret.error;
947 }
948 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
949
950 /**
951  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
952  * @bio:        bio to advance
953  * @bytes:      number of bytes to complete
954  *
955  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
956  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
957  * be updated on the last bvec as well.
958  *
959  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
960  */
961 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
962 {
963         if (bio_integrity(bio))
964                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
965
966         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
967 }
968 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
969
970 /**
971  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
972  * @bio: bio to allocate pages for
973  * @gfp_mask: flags for allocation
974  *
975  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
976  *
977  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
978  * freed.
979  */
980 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
981 {
982         int i;
983         struct bio_vec *bv;
984
985         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
986                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
987                 if (!bv->bv_page) {
988                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
989                                 __free_page(bv->bv_page);
990                         return -ENOMEM;
991                 }
992         }
993
994         return 0;
995 }
996 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
997
998 /**
999  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1000  * another
1001  * @src: source bio list
1002  * @dst: destination bio list
1003  *
1004  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
1005  * @src and @dst as linked lists of bios.
1006  *
1007  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1008  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1009  */
1010 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1011 {
1012         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
1013         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1014         void *src_p, *dst_p;
1015         unsigned bytes;
1016
1017         src_iter = src->bi_iter;
1018         dst_iter = dst->bi_iter;
1019
1020         while (1) {
1021                 if (!src_iter.bi_size) {
1022                         src = src->bi_next;
1023                         if (!src)
1024                                 break;
1025
1026                         src_iter = src->bi_iter;
1027                 }
1028
1029                 if (!dst_iter.bi_size) {
1030                         dst = dst->bi_next;
1031                         if (!dst)
1032                                 break;
1033
1034                         dst_iter = dst->bi_iter;
1035                 }
1036
1037                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
1038                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
1039
1040                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1041
1042                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1043                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1044
1045                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1046                        src_p + src_bv.bv_offset,
1047                        bytes);
1048
1049                 kunmap_atomic(dst_p);
1050                 kunmap_atomic(src_p);
1051
1052                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
1053                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1054         }
1055 }
1056 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1057
1058 struct bio_map_data {
1059         int is_our_pages;
1060         struct iov_iter iter;
1061         struct iovec iov[];
1062 };
1063
1064 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1065                                                gfp_t gfp_mask)
1066 {
1067         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1068                 return NULL;
1069
1070         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1071                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1072 }
1073
1074 /**
1075  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1076  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1077  * @iter: iov_iter as source
1078  *
1079  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1080  * Returns 0 on success, or error on failure.
1081  */
1082 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1083 {
1084         int i;
1085         struct bio_vec *bvec;
1086
1087         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1088                 ssize_t ret;
1089
1090                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1091                                           bvec->bv_offset,
1092                                           bvec->bv_len,
1093                                           &iter);
1094
1095                 if (!iov_iter_count(&iter))
1096                         break;
1097
1098                 if (ret < bvec->bv_len)
1099                         return -EFAULT;
1100         }
1101
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1107  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1108  * @iter: iov_iter as destination
1109  *
1110  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1111  * Returns 0 on success, or error on failure.
1112  */
1113 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1114 {
1115         int i;
1116         struct bio_vec *bvec;
1117
1118         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1119                 ssize_t ret;
1120
1121                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1122                                         bvec->bv_offset,
1123                                         bvec->bv_len,
1124                                         &iter);
1125
1126                 if (!iov_iter_count(&iter))
1127                         break;
1128
1129                 if (ret < bvec->bv_len)
1130                         return -EFAULT;
1131         }
1132
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1137 {
1138         struct bio_vec *bvec;
1139         int i;
1140
1141         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1142                 __free_page(bvec->bv_page);
1143 }
1144 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1145
1146 /**
1147  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1148  *      @bio: bio being terminated
1149  *
1150  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1151  *      to user space in case of a read.
1152  */
1153 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1154 {
1155         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1156         int ret = 0;
1157
1158         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1159                 /*
1160                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1161                  * don't copy into a random user address space, just free
1162                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1163                  */
1164                 if (!current->mm)
1165                         ret = -EINTR;
1166                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1167                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1168                 if (bmd->is_our_pages)
1169                         bio_free_pages(bio);
1170         }
1171         kfree(bmd);
1172         bio_put(bio);
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 /**
1177  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1178  *      @q:             destination block queue
1179  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1180  *      @iter:          iovec iterator
1181  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1182  *
1183  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1184  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1185  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1186  */
1187 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1188                               struct rq_map_data *map_data,
1189                               const struct iov_iter *iter,
1190                               gfp_t gfp_mask)
1191 {
1192         struct bio_map_data *bmd;
1193         struct page *page;
1194         struct bio *bio;
1195         int i, ret;
1196         int nr_pages = 0;
1197         unsigned int len = iter->count;
1198         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1199
1200         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1201                 unsigned long uaddr;
1202                 unsigned long end;
1203                 unsigned long start;
1204
1205                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1206                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1207                         >> PAGE_SHIFT;
1208                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1209
1210                 /*
1211                  * Overflow, abort
1212                  */
1213                 if (end < start)
1214                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1215
1216                 nr_pages += end - start;
1217         }
1218
1219         if (offset)
1220                 nr_pages++;
1221
1222         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1223         if (!bmd)
1224                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1225
1226         /*
1227          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1228          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1229          * shortlived one.
1230          */
1231         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1232         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1233         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1234                         iter->nr_segs, iter->count);
1235
1236         ret = -ENOMEM;
1237         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1238         if (!bio)
1239                 goto out_bmd;
1240
1241         ret = 0;
1242
1243         if (map_data) {
1244                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1245                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1246         }
1247         while (len) {
1248                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1249
1250                 bytes -= offset;
1251
1252                 if (bytes > len)
1253                         bytes = len;
1254
1255                 if (map_data) {
1256                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1257                                 ret = -ENOMEM;
1258                                 break;
1259                         }
1260
1261                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1262                         page += (i % nr_pages);
1263
1264                         i++;
1265                 } else {
1266                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1267                         if (!page) {
1268                                 ret = -ENOMEM;
1269                                 break;
1270                         }
1271                 }
1272
1273                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1274                         break;
1275
1276                 len -= bytes;
1277                 offset = 0;
1278         }
1279
1280         if (ret)
1281                 goto cleanup;
1282
1283         /*
1284          * success
1285          */
1286         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1287             (map_data && map_data->from_user)) {
1288                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1289                 if (ret)
1290                         goto cleanup;
1291         }
1292
1293         bio->bi_private = bmd;
1294         return bio;
1295 cleanup:
1296         if (!map_data)
1297                 bio_free_pages(bio);
1298         bio_put(bio);
1299 out_bmd:
1300         kfree(bmd);
1301         return ERR_PTR(ret);
1302 }
1303
1304 /**
1305  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1306  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1307  *      @iter:          iovec iterator
1308  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1309  *
1310  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1311  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1312  */
1313 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1314                              const struct iov_iter *iter,
1315                              gfp_t gfp_mask)
1316 {
1317         int j;
1318         int nr_pages = 0;
1319         struct page **pages;
1320         struct bio *bio;
1321         int cur_page = 0;
1322         int ret, offset;
1323         struct iov_iter i;
1324         struct iovec iov;
1325
1326         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1327                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1328                 unsigned long len = iov.iov_len;
1329                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1330                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1331
1332                 /*
1333                  * Overflow, abort
1334                  */
1335                 if (end < start)
1336                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1337
1338                 nr_pages += end - start;
1339                 /*
1340                  * buffer must be aligned to at least logical block size for now
1341                  */
1342                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1343                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1344         }
1345
1346         if (!nr_pages)
1347                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1348
1349         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1350         if (!bio)
1351                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1352
1353         ret = -ENOMEM;
1354         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1355         if (!pages)
1356                 goto out;
1357
1358         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1359                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1360                 unsigned long len = iov.iov_len;
1361                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1362                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1363                 const int local_nr_pages = end - start;
1364                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1365
1366                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1367                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1368                                 &pages[cur_page]);
1369                 if (ret < local_nr_pages) {
1370                         ret = -EFAULT;
1371                         goto out_unmap;
1372                 }
1373
1374                 offset = offset_in_page(uaddr);
1375                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1376                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1377
1378                         if (len <= 0)
1379                                 break;
1380                         
1381                         if (bytes > len)
1382                                 bytes = len;
1383
1384                         /*
1385                          * sorry...
1386                          */
1387                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1388                                             bytes)
1389                                 break;
1390
1391                         len -= bytes;
1392                         offset = 0;
1393                 }
1394
1395                 cur_page = j;
1396                 /*
1397                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1398                  */
1399                 while (j < page_limit)
1400                         put_page(pages[j++]);
1401         }
1402
1403         kfree(pages);
1404
1405         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1406
1407         /*
1408          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1409          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1410          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1411          * reference to it
1412          */
1413         bio_get(bio);
1414         return bio;
1415
1416  out_unmap:
1417         for (j = 0; j < nr_pages; j++) {
1418                 if (!pages[j])
1419                         break;
1420                 put_page(pages[j]);
1421         }
1422  out:
1423         kfree(pages);
1424         bio_put(bio);
1425         return ERR_PTR(ret);
1426 }
1427
1428 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1429 {
1430         struct bio_vec *bvec;
1431         int i;
1432
1433         /*
1434          * make sure we dirty pages we wrote to
1435          */
1436         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1437                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1438                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1439
1440                 put_page(bvec->bv_page);
1441         }
1442
1443         bio_put(bio);
1444 }
1445
1446 /**
1447  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1448  *      @bio:           the bio being unmapped
1449  *
1450  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1451  *      process context.
1452  *
1453  *      bio_unmap_user() may sleep.
1454  */
1455 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1456 {
1457         __bio_unmap_user(bio);
1458         bio_put(bio);
1459 }
1460
1461 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1462 {
1463         bio_put(bio);
1464 }
1465
1466 /**
1467  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1468  *      @q: the struct request_queue for the bio
1469  *      @data: pointer to buffer to map
1470  *      @len: length in bytes
1471  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1472  *
1473  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1474  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1475  */
1476 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1477                          gfp_t gfp_mask)
1478 {
1479         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1480         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1481         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1482         const int nr_pages = end - start;
1483         int offset, i;
1484         struct bio *bio;
1485
1486         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1487         if (!bio)
1488                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1489
1490         offset = offset_in_page(kaddr);
1491         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1492                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1493
1494                 if (len <= 0)
1495                         break;
1496
1497                 if (bytes > len)
1498                         bytes = len;
1499
1500                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1501                                     offset) < bytes) {
1502                         /* we don't support partial mappings */
1503                         bio_put(bio);
1504                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1505                 }
1506
1507                 data += bytes;
1508                 len -= bytes;
1509                 offset = 0;
1510         }
1511
1512         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1513         return bio;
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1516
1517 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1518 {
1519         bio_free_pages(bio);
1520         bio_put(bio);
1521 }
1522
1523 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1524 {
1525         char *p = bio->bi_private;
1526         struct bio_vec *bvec;
1527         int i;
1528
1529         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1530                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1531                 p += bvec->bv_len;
1532         }
1533
1534         bio_copy_kern_endio(bio);
1535 }
1536
1537 /**
1538  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1539  *      @q: the struct request_queue for the bio
1540  *      @data: pointer to buffer to copy
1541  *      @len: length in bytes
1542  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1543  *      @reading: data direction is READ
1544  *
1545  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1546  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1547  */
1548 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1549                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1550 {
1551         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1552         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1553         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1554         struct bio *bio;
1555         void *p = data;
1556         int nr_pages = 0;
1557
1558         /*
1559          * Overflow, abort
1560          */
1561         if (end < start)
1562                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1563
1564         nr_pages = end - start;
1565         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1566         if (!bio)
1567                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1568
1569         while (len) {
1570                 struct page *page;
1571                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1572
1573                 if (bytes > len)
1574                         bytes = len;
1575
1576                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1577                 if (!page)
1578                         goto cleanup;
1579
1580                 if (!reading)
1581                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1582
1583                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1584                         break;
1585
1586                 len -= bytes;
1587                 p += bytes;
1588         }
1589
1590         if (reading) {
1591                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1592                 bio->bi_private = data;
1593         } else {
1594                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1595         }
1596
1597         return bio;
1598
1599 cleanup:
1600         bio_free_pages(bio);
1601         bio_put(bio);
1602         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1607  * for performing direct-IO in BIOs.
1608  *
1609  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1610  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1611  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1612  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1613  * in process context.
1614  *
1615  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1616  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1617  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1618  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1619  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1620  *
1621  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1622  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1623  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1624  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1625  * pagecache.
1626  *
1627  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1628  * deferred bio dirtying paths.
1629  */
1630
1631 /*
1632  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1633  */
1634 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1635 {
1636         struct bio_vec *bvec;
1637         int i;
1638
1639         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1640                 struct page *page = bvec->bv_page;
1641
1642                 if (page && !PageCompound(page))
1643                         set_page_dirty_lock(page);
1644         }
1645 }
1646
1647 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1648 {
1649         struct bio_vec *bvec;
1650         int i;
1651
1652         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1653                 struct page *page = bvec->bv_page;
1654
1655                 if (page)
1656                         put_page(page);
1657         }
1658 }
1659
1660 /*
1661  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1662  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1663  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1664  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1665  *
1666  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1667  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1668  * bio_put() against the BIO.
1669  */
1670
1671 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1672
1673 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1674 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1675 static struct bio *bio_dirty_list;
1676
1677 /*
1678  * This runs in process context
1679  */
1680 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1681 {
1682         unsigned long flags;
1683         struct bio *bio;
1684
1685         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1686         bio = bio_dirty_list;
1687         bio_dirty_list = NULL;
1688         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1689
1690         while (bio) {
1691                 struct bio *next = bio->bi_private;
1692
1693                 bio_set_pages_dirty(bio);
1694                 bio_release_pages(bio);
1695                 bio_put(bio);
1696                 bio = next;
1697         }
1698 }
1699
1700 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1701 {
1702         struct bio_vec *bvec;
1703         int nr_clean_pages = 0;
1704         int i;
1705
1706         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1707                 struct page *page = bvec->bv_page;
1708
1709                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1710                         put_page(page);
1711                         bvec->bv_page = NULL;
1712                 } else {
1713                         nr_clean_pages++;
1714                 }
1715         }
1716
1717         if (nr_clean_pages) {
1718                 unsigned long flags;
1719
1720                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1721                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1722                 bio_dirty_list = bio;
1723                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1724                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1725         } else {
1726                 bio_put(bio);
1727         }
1728 }
1729
1730 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1731                            struct hd_struct *part)
1732 {
1733         int cpu = part_stat_lock();
1734
1735         part_round_stats(cpu, part);
1736         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1737         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1738         part_inc_in_flight(part, rw);
1739
1740         part_stat_unlock();
1741 }
1742 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1743
1744 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1745                          unsigned long start_time)
1746 {
1747         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1748         int cpu = part_stat_lock();
1749
1750         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1751         part_round_stats(cpu, part);
1752         part_dec_in_flight(part, rw);
1753
1754         part_stat_unlock();
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1757
1758 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1759 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1760 {
1761         struct bio_vec bvec;
1762         struct bvec_iter iter;
1763
1764         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1765                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1768 #endif
1769
1770 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1771 {
1772         /*
1773          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1774          * we always end io on the first invocation.
1775          */
1776         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1777                 return true;
1778
1779         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1780
1781         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1782                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1783                 return true;
1784         }
1785
1786         return false;
1787 }
1788
1789 /**
1790  * bio_endio - end I/O on a bio
1791  * @bio:        bio
1792  *
1793  * Description:
1794  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1795  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1796  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1797  *
1798  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1799  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1800  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1801  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1802  **/
1803 void bio_endio(struct bio *bio)
1804 {
1805 again:
1806         if (!bio_remaining_done(bio))
1807                 return;
1808
1809         /*
1810          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1811          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1812          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1813          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1814          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1815          * gcc's sibling call optimization.
1816          */
1817         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1818                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1819                 goto again;
1820         }
1821
1822         if (bio->bi_bdev && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1823                 trace_block_bio_complete(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1824                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1825                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1826         }
1827
1828         blk_throtl_bio_endio(bio);
1829         if (bio->bi_end_io)
1830                 bio->bi_end_io(bio);
1831 }
1832 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1833
1834 /**
1835  * bio_split - split a bio
1836  * @bio:        bio to split
1837  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1838  * @gfp:        gfp mask
1839  * @bs:         bio set to allocate from
1840  *
1841  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1842  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1843  *
1844  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1845  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1846  * @bio is not freed before the split.
1847  */
1848 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1849                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1850 {
1851         struct bio *split = NULL;
1852
1853         BUG_ON(sectors <= 0);
1854         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1855
1856         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1857         if (!split)
1858                 return NULL;
1859
1860         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1861
1862         if (bio_integrity(split))
1863                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1864
1865         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1866
1867         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1868                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1869
1870         return split;
1871 }
1872 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1873
1874 /**
1875  * bio_trim - trim a bio
1876  * @bio:        bio to trim
1877  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1878  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1879  */
1880 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1881 {
1882         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1883          * the given offset and size.
1884          */
1885
1886         size <<= 9;
1887         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1888                 return;
1889
1890         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1891
1892         bio_advance(bio, offset << 9);
1893
1894         bio->bi_iter.bi_size = size;
1895 }
1896 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1897
1898 /*
1899  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1900  * use the global biovec slabs created for general use.
1901  */
1902 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1903 {
1904         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1905
1906         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1907 }
1908
1909 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1910 {
1911         if (bs->rescue_workqueue)
1912                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1913
1914         if (bs->bio_pool)
1915                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1916
1917         if (bs->bvec_pool)
1918                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1919
1920         bioset_integrity_free(bs);
1921         bio_put_slab(bs);
1922
1923         kfree(bs);
1924 }
1925 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1926
1927 /**
1928  * bioset_create  - Create a bio_set
1929  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1930  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1931  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1932  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1933  *
1934  * Description:
1935  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1936  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1937  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1938  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1939  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1940  *    or things will break badly.
1941  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1942  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1943  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1944  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1945  *
1946  */
1947 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size,
1948                               unsigned int front_pad,
1949                               int flags)
1950 {
1951         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1952         struct bio_set *bs;
1953
1954         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1955         if (!bs)
1956                 return NULL;
1957
1958         bs->front_pad = front_pad;
1959
1960         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1961         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1962         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1963
1964         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1965         if (!bs->bio_slab) {
1966                 kfree(bs);
1967                 return NULL;
1968         }
1969
1970         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1971         if (!bs->bio_pool)
1972                 goto bad;
1973
1974         if (flags & BIOSET_NEED_BVECS) {
1975                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1976                 if (!bs->bvec_pool)
1977                         goto bad;
1978         }
1979
1980         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
1981                 return bs;
1982
1983         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1984         if (!bs->rescue_workqueue)
1985                 goto bad;
1986
1987         return bs;
1988 bad:
1989         bioset_free(bs);
1990         return NULL;
1991 }
1992 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1993
1994 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1995
1996 /**
1997  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
1998  * @bio: target bio
1999  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
2000  *
2001  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
2002  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
2003  *
2004  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
2005  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
2006  * synchronizing calls to this function.
2007  */
2008 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
2009 {
2010         if (unlikely(bio->bi_css))
2011                 return -EBUSY;
2012         css_get(blkcg_css);
2013         bio->bi_css = blkcg_css;
2014         return 0;
2015 }
2016 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
2017
2018 /**
2019  * bio_associate_current - associate a bio with %current
2020  * @bio: target bio
2021  *
2022  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
2023  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
2024  * task actually issues it.
2025  *
2026  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
2027  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
2028  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
2029  * calls to this function.
2030  */
2031 int bio_associate_current(struct bio *bio)
2032 {
2033         struct io_context *ioc;
2034
2035         if (bio->bi_css)
2036                 return -EBUSY;
2037
2038         ioc = current->io_context;
2039         if (!ioc)
2040                 return -ENOENT;
2041
2042         get_io_context_active(ioc);
2043         bio->bi_ioc = ioc;
2044         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
2045         return 0;
2046 }
2047 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
2048
2049 /**
2050  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2051  * @bio: target bio
2052  */
2053 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2054 {
2055         if (bio->bi_ioc) {
2056                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2057                 bio->bi_ioc = NULL;
2058         }
2059         if (bio->bi_css) {
2060                 css_put(bio->bi_css);
2061                 bio->bi_css = NULL;
2062         }
2063 }
2064
2065 /**
2066  * bio_clone_blkcg_association - clone blkcg association from src to dst bio
2067  * @dst: destination bio
2068  * @src: source bio
2069  */
2070 void bio_clone_blkcg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2071 {
2072         if (src->bi_css)
2073                 WARN_ON(bio_associate_blkcg(dst, src->bi_css));
2074 }
2075
2076 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2077
2078 static void __init biovec_init_slabs(void)
2079 {
2080         int i;
2081
2082         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2083                 int size;
2084                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2085
2086                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2087                         bvs->slab = NULL;
2088                         continue;
2089                 }
2090
2091                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2092                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2093                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2094         }
2095 }
2096
2097 static int __init init_bio(void)
2098 {
2099         bio_slab_max = 2;
2100         bio_slab_nr = 0;
2101         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2102         if (!bio_slabs)
2103                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2104
2105         bio_integrity_init();
2106         biovec_init_slabs();
2107
2108         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
2109         if (!fs_bio_set)
2110                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2111
2112         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2113                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2114
2115         return 0;
2116 }
2117 subsys_initcall(init_bio);