OSDN Git Service

Merge android-4.4.174 (62872f9) into msm-4.4
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.git] / block / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31
32 #include <trace/events/block.h>
33
34 #include "blk.h"
35
36 /*
37  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
38  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
39  */
40 #define BIO_INLINE_VECS         4
41
42 /*
43  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
44  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
45  * unsigned short
46  */
47 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
48 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
49         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
50 };
51 #undef BV
52
53 /*
54  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
55  * IO code that does not need private memory pools.
56  */
57 struct bio_set *fs_bio_set;
58 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
59
60 /*
61  * Our slab pool management
62  */
63 struct bio_slab {
64         struct kmem_cache *slab;
65         unsigned int slab_ref;
66         unsigned int slab_size;
67         char name[8];
68 };
69 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
70 static struct bio_slab *bio_slabs;
71 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
72
73 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
74 {
75         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
76         struct kmem_cache *slab = NULL;
77         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
78         unsigned int new_bio_slab_max;
79         unsigned int i, entry = -1;
80
81         mutex_lock(&bio_slab_lock);
82
83         i = 0;
84         while (i < bio_slab_nr) {
85                 bslab = &bio_slabs[i];
86
87                 if (!bslab->slab && entry == -1)
88                         entry = i;
89                 else if (bslab->slab_size == sz) {
90                         slab = bslab->slab;
91                         bslab->slab_ref++;
92                         break;
93                 }
94                 i++;
95         }
96
97         if (slab)
98                 goto out_unlock;
99
100         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
101                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
102                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
103                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
104                                          GFP_KERNEL);
105                 if (!new_bio_slabs)
106                         goto out_unlock;
107                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
108                 bio_slabs = new_bio_slabs;
109         }
110         if (entry == -1)
111                 entry = bio_slab_nr++;
112
113         bslab = &bio_slabs[entry];
114
115         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
116         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
117                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
118         if (!slab)
119                 goto out_unlock;
120
121         bslab->slab = slab;
122         bslab->slab_ref = 1;
123         bslab->slab_size = sz;
124 out_unlock:
125         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
126         return slab;
127 }
128
129 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
130 {
131         struct bio_slab *bslab = NULL;
132         unsigned int i;
133
134         mutex_lock(&bio_slab_lock);
135
136         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
137                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
138                         bslab = &bio_slabs[i];
139                         break;
140                 }
141         }
142
143         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
144                 goto out;
145
146         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
147
148         if (--bslab->slab_ref)
149                 goto out;
150
151         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
152         bslab->slab = NULL;
153
154 out:
155         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
156 }
157
158 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
159 {
160         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
161 }
162
163 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
164 {
165         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
166
167         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
168                 mempool_free(bv, pool);
169         else {
170                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
171
172                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
173         }
174 }
175
176 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
177                            mempool_t *pool)
178 {
179         struct bio_vec *bvl;
180
181         /*
182          * see comment near bvec_array define!
183          */
184         switch (nr) {
185         case 1:
186                 *idx = 0;
187                 break;
188         case 2 ... 4:
189                 *idx = 1;
190                 break;
191         case 5 ... 16:
192                 *idx = 2;
193                 break;
194         case 17 ... 64:
195                 *idx = 3;
196                 break;
197         case 65 ... 128:
198                 *idx = 4;
199                 break;
200         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
201                 *idx = 5;
202                 break;
203         default:
204                 return NULL;
205         }
206
207         /*
208          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
209          * 1-vec entry pool is mempool backed.
210          */
211         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
212 fallback:
213                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
214         } else {
215                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
216                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
217
218                 /*
219                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
220                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
221                  * in case of failure.
222                  */
223                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
224
225                 /*
226                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
227                  * is set, retry with the 1-entry mempool
228                  */
229                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
230                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
231                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
232                         goto fallback;
233                 }
234         }
235
236         return bvl;
237 }
238
239 static void __bio_free(struct bio *bio)
240 {
241         bio_disassociate_task(bio);
242
243         if (bio_integrity(bio))
244                 bio_integrity_free(bio);
245 }
246
247 static void bio_free(struct bio *bio)
248 {
249         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
250         void *p;
251
252         __bio_free(bio);
253
254         if (bs) {
255                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
256                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
257
258                 /*
259                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
260                  */
261                 p = bio;
262                 p -= bs->front_pad;
263
264                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
265         } else {
266                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
267                 kfree(bio);
268         }
269 }
270
271 void bio_init(struct bio *bio)
272 {
273         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
274         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
275         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
278
279 /**
280  * bio_reset - reinitialize a bio
281  * @bio:        bio to reset
282  *
283  * Description:
284  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
285  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
286  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
287  *   comment in struct bio.
288  */
289 void bio_reset(struct bio *bio)
290 {
291         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
292
293         __bio_free(bio);
294
295         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
296         bio->bi_flags = flags;
297         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
300
301 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
302 {
303         struct bio *parent = bio->bi_private;
304
305         parent->bi_error = bio->bi_error;
306         bio_endio(parent);
307         bio_put(bio);
308 }
309
310 /*
311  * Increment chain count for the bio. Make sure the CHAIN flag update
312  * is visible before the raised count.
313  */
314 static inline void bio_inc_remaining(struct bio *bio)
315 {
316         bio_set_flag(bio, BIO_CHAIN);
317         smp_mb__before_atomic();
318         atomic_inc(&bio->__bi_remaining);
319 }
320
321 /**
322  * bio_chain - chain bio completions
323  * @bio: the target bio
324  * @parent: the @bio's parent bio
325  *
326  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
327  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
328  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
329  *
330  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
331  */
332 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
333 {
334         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
335
336         bio->bi_private = parent;
337         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
338         bio_inc_remaining(parent);
339 }
340 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
341
342 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
343 {
344         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
345         struct bio *bio;
346
347         while (1) {
348                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
349                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
350                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
351
352                 if (!bio)
353                         break;
354
355                 generic_make_request(bio);
356         }
357 }
358
359 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
360 {
361         struct bio_list punt, nopunt;
362         struct bio *bio;
363
364         /*
365          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
366          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
367          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
368          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
369          * our own rescuer would be bad.
370          *
371          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
372          * remove from the middle of the list:
373          */
374
375         bio_list_init(&punt);
376         bio_list_init(&nopunt);
377
378         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
379                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
380         current->bio_list[0] = nopunt;
381
382         bio_list_init(&nopunt);
383         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
384                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
385         current->bio_list[1] = nopunt;
386
387         spin_lock(&bs->rescue_lock);
388         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
389         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
390
391         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
392 }
393
394 /**
395  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
396  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
397  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
398  * @bs:         the bio_set to allocate from.
399  *
400  * Description:
401  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
402  *   backed by the @bs's mempool.
403  *
404  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
405  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
406  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
407  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
408  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
409  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
410  *
411  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
412  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
413  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
414  *   stack overflows.
415  *
416  *   This would normally mean allocating multiple bios under
417  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
418  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
419  *   thread.
420  *
421  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
422  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
423  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
424  *   for per bio allocations.
425  *
426  *   RETURNS:
427  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
428  */
429 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
430 {
431         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
432         unsigned front_pad;
433         unsigned inline_vecs;
434         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
435         struct bio_vec *bvl = NULL;
436         struct bio *bio;
437         void *p;
438
439         if (!bs) {
440                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
441                         return NULL;
442
443                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
444                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
445                             gfp_mask);
446                 front_pad = 0;
447                 inline_vecs = nr_iovecs;
448         } else {
449                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
450                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
451                         return NULL;
452                 /*
453                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
454                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
455                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
456                  * return.
457                  *
458                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
459                  * multiple bios from the same bio_set() while running
460                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
461                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
462                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
463                  * reserve.
464                  *
465                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
466                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
467                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
468                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
469                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
470                  * we retry with the original gfp_flags.
471                  */
472
473                 if (current->bio_list &&
474                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
475                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])))
476                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
477
478                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
479                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
480                         punt_bios_to_rescuer(bs);
481                         gfp_mask = saved_gfp;
482                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
483                 }
484
485                 front_pad = bs->front_pad;
486                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
487         }
488
489         if (unlikely(!p))
490                 return NULL;
491
492         bio = p + front_pad;
493         bio_init(bio);
494
495         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
496                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
497                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
498                         punt_bios_to_rescuer(bs);
499                         gfp_mask = saved_gfp;
500                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
501                 }
502
503                 if (unlikely(!bvl))
504                         goto err_free;
505
506                 bio_set_flag(bio, BIO_OWNS_VEC);
507         } else if (nr_iovecs) {
508                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
509         }
510
511         bio->bi_pool = bs;
512         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
513         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
514         bio->bi_io_vec = bvl;
515         return bio;
516
517 err_free:
518         mempool_free(p, bs->bio_pool);
519         return NULL;
520 }
521 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
522
523 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
524 {
525         unsigned long flags;
526         struct bio_vec bv;
527         struct bvec_iter iter;
528
529         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
530                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
531                 memset(data, 0, bv.bv_len);
532                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
533                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
534         }
535 }
536 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
537
538 /**
539  * bio_put - release a reference to a bio
540  * @bio:   bio to release reference to
541  *
542  * Description:
543  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
544  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
545  **/
546 void bio_put(struct bio *bio)
547 {
548         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
549                 bio_free(bio);
550         else {
551                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
552
553                 /*
554                  * last put frees it
555                  */
556                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
557                         bio_free(bio);
558         }
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
561
562 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
563 {
564         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
565                 blk_recount_segments(q, bio);
566
567         return bio->bi_phys_segments;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
570
571 /**
572  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
573  *      @bio: destination bio
574  *      @bio_src: bio to clone
575  *
576  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
577  *      the actual data it points to. Reference count of returned
578  *      bio will be one.
579  *
580  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
581  */
582 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
583 {
584         BUG_ON(bio->bi_pool && BIO_POOL_IDX(bio) != BIO_POOL_NONE);
585
586         /*
587          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
588          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
589          */
590         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
591         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
592         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
593         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
594         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
595         bio->bi_dio_inode = bio_src->bi_dio_inode;
596
597         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
600
601 /**
602  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
603  *      @bio: bio to clone
604  *      @gfp_mask: allocation priority
605  *      @bs: bio_set to allocate from
606  *
607  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
608  */
609 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
610 {
611         struct bio *b;
612
613         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
614         if (!b)
615                 return NULL;
616
617         __bio_clone_fast(b, bio);
618
619         if (bio_integrity(bio)) {
620                 int ret;
621
622                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
623
624                 if (ret < 0) {
625                         bio_put(b);
626                         return NULL;
627                 }
628         }
629
630         return b;
631 }
632 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
633
634 /**
635  *      bio_clone_bioset - clone a bio
636  *      @bio_src: bio to clone
637  *      @gfp_mask: allocation priority
638  *      @bs: bio_set to allocate from
639  *
640  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
641  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
642  */
643 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
644                              struct bio_set *bs)
645 {
646         struct bvec_iter iter;
647         struct bio_vec bv;
648         struct bio *bio;
649
650         /*
651          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
652          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
653          *
654          * We can't do that anymore, because:
655          *
656          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
657          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
658          *
659          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
660          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
661          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
662          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
663          *
664          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
665          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
666          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
667          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
668          *    asking for trouble and would force extra work on
669          *    __bio_clone_fast() anyways.
670          */
671
672         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
673         if (!bio)
674                 return NULL;
675
676         bio->bi_bdev            = bio_src->bi_bdev;
677         bio->bi_rw              = bio_src->bi_rw;
678         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
679         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
680
681         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
682                 goto integrity_clone;
683
684         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME) {
685                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
686                 goto integrity_clone;
687         }
688
689         bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
690                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
691
692 integrity_clone:
693         if (bio_integrity(bio_src)) {
694                 int ret;
695
696                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
697                 if (ret < 0) {
698                         bio_put(bio);
699                         return NULL;
700                 }
701         }
702
703         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
704
705         return bio;
706 }
707 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
708
709 /**
710  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
711  *      @q: the target queue
712  *      @bio: destination bio
713  *      @page: page to add
714  *      @len: vec entry length
715  *      @offset: vec entry offset
716  *
717  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
718  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
719  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
720  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
721  *
722  *      This should only be used by REQ_PC bios.
723  */
724 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
725                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
726 {
727         int retried_segments = 0;
728         struct bio_vec *bvec;
729
730         /*
731          * cloned bio must not modify vec list
732          */
733         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
734                 return 0;
735
736         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
737                 return 0;
738
739         /*
740          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
741          * we will often be called with the same page as last time and
742          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
743          */
744         if (bio->bi_vcnt > 0) {
745                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
746
747                 if (page == prev->bv_page &&
748                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
749                         prev->bv_len += len;
750                         bio->bi_iter.bi_size += len;
751                         goto done;
752                 }
753
754                 /*
755                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
756                  * offset would create a gap, disallow it.
757                  */
758                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
759                         return 0;
760         }
761
762         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
763                 return 0;
764
765         /*
766          * setup the new entry, we might clear it again later if we
767          * cannot add the page
768          */
769         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
770         bvec->bv_page = page;
771         bvec->bv_len = len;
772         bvec->bv_offset = offset;
773         bio->bi_vcnt++;
774         bio->bi_phys_segments++;
775         bio->bi_iter.bi_size += len;
776
777         /*
778          * Perform a recount if the number of segments is greater
779          * than queue_max_segments(q).
780          */
781
782         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
783
784                 if (retried_segments)
785                         goto failed;
786
787                 retried_segments = 1;
788                 blk_recount_segments(q, bio);
789         }
790
791         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
792         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
793                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
794
795  done:
796         return len;
797
798  failed:
799         bvec->bv_page = NULL;
800         bvec->bv_len = 0;
801         bvec->bv_offset = 0;
802         bio->bi_vcnt--;
803         bio->bi_iter.bi_size -= len;
804         blk_recount_segments(q, bio);
805         return 0;
806 }
807 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
808
809 /**
810  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
811  *      @bio: destination bio
812  *      @page: page to add
813  *      @len: vec entry length
814  *      @offset: vec entry offset
815  *
816  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
817  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
818  */
819 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
820                  unsigned int len, unsigned int offset)
821 {
822         struct bio_vec *bv;
823
824         /*
825          * cloned bio must not modify vec list
826          */
827         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
828                 return 0;
829
830         /*
831          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
832          * we will often be called with the same page as last time and
833          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
834          */
835         if (bio->bi_vcnt > 0) {
836                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
837
838                 if (page == bv->bv_page &&
839                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
840                         bv->bv_len += len;
841                         goto done;
842                 }
843         }
844
845         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
846                 return 0;
847
848         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
849         bv->bv_page     = page;
850         bv->bv_len      = len;
851         bv->bv_offset   = offset;
852
853         bio->bi_vcnt++;
854 done:
855         bio->bi_iter.bi_size += len;
856         return len;
857 }
858 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
859
860 struct submit_bio_ret {
861         struct completion event;
862         int error;
863 };
864
865 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
866 {
867         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
868
869         ret->error = bio->bi_error;
870         complete(&ret->event);
871 }
872
873 /**
874  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
875  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
876  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
877  *
878  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
879  * bio_endio() on failure.
880  */
881 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
882 {
883         struct submit_bio_ret ret;
884
885         rw |= REQ_SYNC;
886         init_completion(&ret.event);
887         bio->bi_private = &ret;
888         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
889         submit_bio(rw, bio);
890         wait_for_completion(&ret.event);
891
892         return ret.error;
893 }
894 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
895
896 /**
897  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
898  * @bio:        bio to advance
899  * @bytes:      number of bytes to complete
900  *
901  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
902  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
903  * be updated on the last bvec as well.
904  *
905  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
906  */
907 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
908 {
909         if (bio_integrity(bio))
910                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
911
912         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
913 }
914 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
915
916 /**
917  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
918  * @bio: bio to allocate pages for
919  * @gfp_mask: flags for allocation
920  *
921  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
922  *
923  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
924  * freed.
925  */
926 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
927 {
928         int i;
929         struct bio_vec *bv;
930
931         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
932                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
933                 if (!bv->bv_page) {
934                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
935                                 __free_page(bv->bv_page);
936                         return -ENOMEM;
937                 }
938         }
939
940         return 0;
941 }
942 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
943
944 /**
945  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
946  * another
947  * @src: source bio list
948  * @dst: destination bio list
949  *
950  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
951  * @src and @dst as linked lists of bios.
952  *
953  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
954  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
955  */
956 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
957 {
958         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
959         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
960         void *src_p, *dst_p;
961         unsigned bytes;
962
963         src_iter = src->bi_iter;
964         dst_iter = dst->bi_iter;
965
966         while (1) {
967                 if (!src_iter.bi_size) {
968                         src = src->bi_next;
969                         if (!src)
970                                 break;
971
972                         src_iter = src->bi_iter;
973                 }
974
975                 if (!dst_iter.bi_size) {
976                         dst = dst->bi_next;
977                         if (!dst)
978                                 break;
979
980                         dst_iter = dst->bi_iter;
981                 }
982
983                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
984                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
985
986                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
987
988                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
989                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
990
991                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
992                        src_p + src_bv.bv_offset,
993                        bytes);
994
995                 kunmap_atomic(dst_p);
996                 kunmap_atomic(src_p);
997
998                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
999                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1000         }
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1003
1004 struct bio_map_data {
1005         int is_our_pages;
1006         struct iov_iter iter;
1007         struct iovec iov[];
1008 };
1009
1010 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1011                                                gfp_t gfp_mask)
1012 {
1013         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1014                 return NULL;
1015
1016         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1017                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1018 }
1019
1020 /**
1021  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1022  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1023  * @iter: iov_iter as source
1024  *
1025  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1026  * Returns 0 on success, or error on failure.
1027  */
1028 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1029 {
1030         int i;
1031         struct bio_vec *bvec;
1032
1033         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1034                 ssize_t ret;
1035
1036                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1037                                           bvec->bv_offset,
1038                                           bvec->bv_len,
1039                                           &iter);
1040
1041                 if (!iov_iter_count(&iter))
1042                         break;
1043
1044                 if (ret < bvec->bv_len)
1045                         return -EFAULT;
1046         }
1047
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 /**
1052  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1053  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1054  * @iter: iov_iter as destination
1055  *
1056  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1057  * Returns 0 on success, or error on failure.
1058  */
1059 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1060 {
1061         int i;
1062         struct bio_vec *bvec;
1063
1064         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1065                 ssize_t ret;
1066
1067                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1068                                         bvec->bv_offset,
1069                                         bvec->bv_len,
1070                                         &iter);
1071
1072                 if (!iov_iter_count(&iter))
1073                         break;
1074
1075                 if (ret < bvec->bv_len)
1076                         return -EFAULT;
1077         }
1078
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 static void bio_free_pages(struct bio *bio)
1083 {
1084         struct bio_vec *bvec;
1085         int i;
1086
1087         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1088                 __free_page(bvec->bv_page);
1089 }
1090
1091 /**
1092  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1093  *      @bio: bio being terminated
1094  *
1095  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1096  *      to user space in case of a read.
1097  */
1098 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1099 {
1100         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1101         int ret = 0;
1102
1103         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1104                 /*
1105                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1106                  * don't copy into a random user address space, just free
1107                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1108                  */
1109                 if (!current->mm)
1110                         ret = -EINTR;
1111                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1112                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1113                 if (bmd->is_our_pages)
1114                         bio_free_pages(bio);
1115         }
1116         kfree(bmd);
1117         bio_put(bio);
1118         return ret;
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1121
1122 /**
1123  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1124  *      @q:             destination block queue
1125  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1126  *      @iter:          iovec iterator
1127  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1128  *
1129  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1130  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1131  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1132  */
1133 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1134                               struct rq_map_data *map_data,
1135                               const struct iov_iter *iter,
1136                               gfp_t gfp_mask)
1137 {
1138         struct bio_map_data *bmd;
1139         struct page *page;
1140         struct bio *bio;
1141         int i, ret;
1142         int nr_pages = 0;
1143         unsigned int len = iter->count;
1144         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1145
1146         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1147                 unsigned long uaddr;
1148                 unsigned long end;
1149                 unsigned long start;
1150
1151                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1152                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1153                         >> PAGE_SHIFT;
1154                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1155
1156                 /*
1157                  * Overflow, abort
1158                  */
1159                 if (end < start)
1160                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1161
1162                 nr_pages += end - start;
1163         }
1164
1165         if (offset)
1166                 nr_pages++;
1167
1168         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1169         if (!bmd)
1170                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1171
1172         /*
1173          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1174          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1175          * shortlived one.
1176          */
1177         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1178         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1179         iov_iter_init(&bmd->iter, iter->type, bmd->iov,
1180                         iter->nr_segs, iter->count);
1181
1182         ret = -ENOMEM;
1183         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1184         if (!bio)
1185                 goto out_bmd;
1186
1187         if (iter->type & WRITE)
1188                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1189
1190         ret = 0;
1191
1192         if (map_data) {
1193                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1194                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1195         }
1196         while (len) {
1197                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1198
1199                 bytes -= offset;
1200
1201                 if (bytes > len)
1202                         bytes = len;
1203
1204                 if (map_data) {
1205                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1206                                 ret = -ENOMEM;
1207                                 break;
1208                         }
1209
1210                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1211                         page += (i % nr_pages);
1212
1213                         i++;
1214                 } else {
1215                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1216                         if (!page) {
1217                                 ret = -ENOMEM;
1218                                 break;
1219                         }
1220                 }
1221
1222                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1223                         break;
1224
1225                 len -= bytes;
1226                 offset = 0;
1227         }
1228
1229         if (ret)
1230                 goto cleanup;
1231
1232         /*
1233          * success
1234          */
1235         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1236             (map_data && map_data->from_user)) {
1237                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1238                 if (ret)
1239                         goto cleanup;
1240         }
1241
1242         bio->bi_private = bmd;
1243         return bio;
1244 cleanup:
1245         if (!map_data)
1246                 bio_free_pages(bio);
1247         bio_put(bio);
1248 out_bmd:
1249         kfree(bmd);
1250         return ERR_PTR(ret);
1251 }
1252
1253 /**
1254  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1255  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1256  *      @iter:          iovec iterator
1257  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1258  *
1259  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1260  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1261  */
1262 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1263                              const struct iov_iter *iter,
1264                              gfp_t gfp_mask)
1265 {
1266         int j;
1267         int nr_pages = 0;
1268         struct page **pages;
1269         struct bio *bio;
1270         int cur_page = 0;
1271         int ret, offset;
1272         struct iov_iter i;
1273         struct iovec iov;
1274         struct bio_vec *bvec;
1275
1276         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1277                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1278                 unsigned long len = iov.iov_len;
1279                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1280                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1281
1282                 /*
1283                  * Overflow, abort
1284                  */
1285                 if (end < start)
1286                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1287
1288                 nr_pages += end - start;
1289                 /*
1290                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1291                  */
1292                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1293                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1294         }
1295
1296         if (!nr_pages)
1297                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1298
1299         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1300         if (!bio)
1301                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1302
1303         ret = -ENOMEM;
1304         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1305         if (!pages)
1306                 goto out;
1307
1308         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1309                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1310                 unsigned long len = iov.iov_len;
1311                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1312                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1313                 const int local_nr_pages = end - start;
1314                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1315
1316                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1317                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1318                                 &pages[cur_page]);
1319                 if (unlikely(ret < local_nr_pages)) {
1320                         for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1321                                 if (!pages[j])
1322                                         break;
1323                                 put_page(pages[j]);
1324                         }
1325                         ret = -EFAULT;
1326                         goto out_unmap;
1327                 }
1328
1329                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1330                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1331                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1332                         unsigned short prev_bi_vcnt = bio->bi_vcnt;
1333
1334                         if (len <= 0)
1335                                 break;
1336                         
1337                         if (bytes > len)
1338                                 bytes = len;
1339
1340                         /*
1341                          * sorry...
1342                          */
1343                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1344                                             bytes)
1345                                 break;
1346
1347                         /*
1348                          * check if vector was merged with previous
1349                          * drop page reference if needed
1350                          */
1351                         if (bio->bi_vcnt == prev_bi_vcnt)
1352                                 put_page(pages[j]);
1353
1354                         len -= bytes;
1355                         offset = 0;
1356                 }
1357
1358                 cur_page = j;
1359                 /*
1360                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1361                  */
1362                 while (j < page_limit)
1363                         page_cache_release(pages[j++]);
1364         }
1365
1366         kfree(pages);
1367
1368         /*
1369          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1370          */
1371         if (iter->type & WRITE)
1372                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1373
1374         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1375
1376         /*
1377          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1378          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1379          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1380          * reference to it
1381          */
1382         bio_get(bio);
1383         return bio;
1384
1385  out_unmap:
1386         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, j) {
1387                 put_page(bvec->bv_page);
1388         }
1389  out:
1390         kfree(pages);
1391         bio_put(bio);
1392         return ERR_PTR(ret);
1393 }
1394
1395 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1396 {
1397         struct bio_vec *bvec;
1398         int i;
1399
1400         /*
1401          * make sure we dirty pages we wrote to
1402          */
1403         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1404                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1405                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1406
1407                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1408         }
1409
1410         bio_put(bio);
1411 }
1412
1413 /**
1414  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1415  *      @bio:           the bio being unmapped
1416  *
1417  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1418  *      a process context.
1419  *
1420  *      bio_unmap_user() may sleep.
1421  */
1422 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1423 {
1424         __bio_unmap_user(bio);
1425         bio_put(bio);
1426 }
1427 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1428
1429 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1430 {
1431         bio_put(bio);
1432 }
1433
1434 /**
1435  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1436  *      @q: the struct request_queue for the bio
1437  *      @data: pointer to buffer to map
1438  *      @len: length in bytes
1439  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1440  *
1441  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1442  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1443  */
1444 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1445                          gfp_t gfp_mask)
1446 {
1447         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1448         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1449         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1450         const int nr_pages = end - start;
1451         int offset, i;
1452         struct bio *bio;
1453
1454         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1455         if (!bio)
1456                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1457
1458         offset = offset_in_page(kaddr);
1459         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1460                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1461
1462                 if (len <= 0)
1463                         break;
1464
1465                 if (bytes > len)
1466                         bytes = len;
1467
1468                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1469                                     offset) < bytes) {
1470                         /* we don't support partial mappings */
1471                         bio_put(bio);
1472                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1473                 }
1474
1475                 data += bytes;
1476                 len -= bytes;
1477                 offset = 0;
1478         }
1479
1480         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1481         return bio;
1482 }
1483 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1484
1485 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1486 {
1487         bio_free_pages(bio);
1488         bio_put(bio);
1489 }
1490
1491 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1492 {
1493         char *p = bio->bi_private;
1494         struct bio_vec *bvec;
1495         int i;
1496
1497         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1498                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1499                 p += bvec->bv_len;
1500         }
1501
1502         bio_copy_kern_endio(bio);
1503 }
1504
1505 /**
1506  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1507  *      @q: the struct request_queue for the bio
1508  *      @data: pointer to buffer to copy
1509  *      @len: length in bytes
1510  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1511  *      @reading: data direction is READ
1512  *
1513  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1514  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1515  */
1516 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1517                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1518 {
1519         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1520         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1521         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1522         struct bio *bio;
1523         void *p = data;
1524         int nr_pages = 0;
1525
1526         /*
1527          * Overflow, abort
1528          */
1529         if (end < start)
1530                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1531
1532         nr_pages = end - start;
1533         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1534         if (!bio)
1535                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1536
1537         while (len) {
1538                 struct page *page;
1539                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1540
1541                 if (bytes > len)
1542                         bytes = len;
1543
1544                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1545                 if (!page)
1546                         goto cleanup;
1547
1548                 if (!reading)
1549                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1550
1551                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1552                         break;
1553
1554                 len -= bytes;
1555                 p += bytes;
1556         }
1557
1558         if (reading) {
1559                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1560                 bio->bi_private = data;
1561         } else {
1562                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1563                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1564         }
1565
1566         return bio;
1567
1568 cleanup:
1569         bio_free_pages(bio);
1570         bio_put(bio);
1571         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1572 }
1573 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1574
1575 /*
1576  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1577  * for performing direct-IO in BIOs.
1578  *
1579  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1580  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1581  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1582  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1583  * in process context.
1584  *
1585  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1586  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1587  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1588  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1589  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1590  *
1591  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1592  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1593  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1594  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1595  * pagecache.
1596  *
1597  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1598  * deferred bio dirtying paths.
1599  */
1600
1601 /*
1602  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1603  */
1604 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1605 {
1606         struct bio_vec *bvec;
1607         int i;
1608
1609         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1610                 struct page *page = bvec->bv_page;
1611
1612                 if (page && !PageCompound(page))
1613                         set_page_dirty_lock(page);
1614         }
1615 }
1616
1617 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1618 {
1619         struct bio_vec *bvec;
1620         int i;
1621
1622         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1623                 struct page *page = bvec->bv_page;
1624
1625                 if (page)
1626                         put_page(page);
1627         }
1628 }
1629
1630 /*
1631  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1632  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1633  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1634  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1635  *
1636  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1637  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1638  * run one bio_put() against the BIO.
1639  */
1640
1641 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1642
1643 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1644 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1645 static struct bio *bio_dirty_list;
1646
1647 /*
1648  * This runs in process context
1649  */
1650 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1651 {
1652         unsigned long flags;
1653         struct bio *bio;
1654
1655         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1656         bio = bio_dirty_list;
1657         bio_dirty_list = NULL;
1658         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1659
1660         while (bio) {
1661                 struct bio *next = bio->bi_private;
1662
1663                 bio_set_pages_dirty(bio);
1664                 bio_release_pages(bio);
1665                 bio_put(bio);
1666                 bio = next;
1667         }
1668 }
1669
1670 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1671 {
1672         struct bio_vec *bvec;
1673         int nr_clean_pages = 0;
1674         int i;
1675
1676         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1677                 struct page *page = bvec->bv_page;
1678
1679                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1680                         page_cache_release(page);
1681                         bvec->bv_page = NULL;
1682                 } else {
1683                         nr_clean_pages++;
1684                 }
1685         }
1686
1687         if (nr_clean_pages) {
1688                 unsigned long flags;
1689
1690                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1691                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1692                 bio_dirty_list = bio;
1693                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1694                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1695         } else {
1696                 bio_put(bio);
1697         }
1698 }
1699
1700 void generic_start_io_acct(int rw, unsigned long sectors,
1701                            struct hd_struct *part)
1702 {
1703         int cpu = part_stat_lock();
1704
1705         part_round_stats(cpu, part);
1706         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1707         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1708         part_inc_in_flight(part, rw);
1709
1710         part_stat_unlock();
1711 }
1712 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1713
1714 void generic_end_io_acct(int rw, struct hd_struct *part,
1715                          unsigned long start_time)
1716 {
1717         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1718         int cpu = part_stat_lock();
1719
1720         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1721         part_round_stats(cpu, part);
1722         part_dec_in_flight(part, rw);
1723
1724         part_stat_unlock();
1725 }
1726 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1727
1728 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1729 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1730 {
1731         struct bio_vec bvec;
1732         struct bvec_iter iter;
1733
1734         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1735                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1736 }
1737 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1738 #endif
1739
1740 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1741 {
1742         /*
1743          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1744          * we always end io on the first invocation.
1745          */
1746         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1747                 return true;
1748
1749         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1750
1751         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1752                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1753                 return true;
1754         }
1755
1756         return false;
1757 }
1758
1759 /**
1760  * bio_endio - end I/O on a bio
1761  * @bio:        bio
1762  *
1763  * Description:
1764  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1765  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1766  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1767  **/
1768 void bio_endio(struct bio *bio)
1769 {
1770         while (bio) {
1771                 if (unlikely(!bio_remaining_done(bio)))
1772                         break;
1773
1774                 /*
1775                  * Need to have a real endio function for chained bios,
1776                  * otherwise various corner cases will break (like stacking
1777                  * block devices that save/restore bi_end_io) - however, we want
1778                  * to avoid unbounded recursion and blowing the stack. Tail call
1779                  * optimization would handle this, but compiling with frame
1780                  * pointers also disables gcc's sibling call optimization.
1781                  */
1782                 if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1783                         struct bio *parent = bio->bi_private;
1784                         parent->bi_error = bio->bi_error;
1785                         bio_put(bio);
1786                         bio = parent;
1787                 } else {
1788                         if (bio->bi_end_io) {
1789                                 blk_update_perf_stats(bio);
1790                                 bio->bi_end_io(bio);
1791                         }
1792                         bio = NULL;
1793                 }
1794         }
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1797
1798 /**
1799  * bio_split - split a bio
1800  * @bio:        bio to split
1801  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1802  * @gfp:        gfp mask
1803  * @bs:         bio set to allocate from
1804  *
1805  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1806  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1807  *
1808  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1809  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1810  * @bio is not freed before the split.
1811  */
1812 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1813                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1814 {
1815         struct bio *split = NULL;
1816
1817         BUG_ON(sectors <= 0);
1818         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1819
1820         /*
1821          * Discards need a mutable bio_vec to accommodate the payload
1822          * required by the DSM TRIM and UNMAP commands.
1823          */
1824         if (bio->bi_rw & REQ_DISCARD)
1825                 split = bio_clone_bioset(bio, gfp, bs);
1826         else
1827                 split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1828
1829         if (!split)
1830                 return NULL;
1831
1832         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1833
1834         if (bio_integrity(split))
1835                 bio_integrity_trim(split, 0, sectors);
1836
1837         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1838
1839         return split;
1840 }
1841 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1842
1843 /**
1844  * bio_trim - trim a bio
1845  * @bio:        bio to trim
1846  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1847  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1848  */
1849 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1850 {
1851         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1852          * the given offset and size.
1853          */
1854
1855         size <<= 9;
1856         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1857                 return;
1858
1859         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1860
1861         bio_advance(bio, offset << 9);
1862
1863         bio->bi_iter.bi_size = size;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1866
1867 /*
1868  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1869  * use the global biovec slabs created for general use.
1870  */
1871 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1872 {
1873         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1874
1875         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1876 }
1877
1878 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1879 {
1880         if (bs->rescue_workqueue)
1881                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1882
1883         if (bs->bio_pool)
1884                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1885
1886         if (bs->bvec_pool)
1887                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1888
1889         bioset_integrity_free(bs);
1890         bio_put_slab(bs);
1891
1892         kfree(bs);
1893 }
1894 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1895
1896 static struct bio_set *__bioset_create(unsigned int pool_size,
1897                                        unsigned int front_pad,
1898                                        bool create_bvec_pool)
1899 {
1900         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1901         struct bio_set *bs;
1902
1903         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1904         if (!bs)
1905                 return NULL;
1906
1907         bs->front_pad = front_pad;
1908
1909         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1910         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1911         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1912
1913         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1914         if (!bs->bio_slab) {
1915                 kfree(bs);
1916                 return NULL;
1917         }
1918
1919         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1920         if (!bs->bio_pool)
1921                 goto bad;
1922
1923         if (create_bvec_pool) {
1924                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1925                 if (!bs->bvec_pool)
1926                         goto bad;
1927         }
1928
1929         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1930         if (!bs->rescue_workqueue)
1931                 goto bad;
1932
1933         return bs;
1934 bad:
1935         bioset_free(bs);
1936         return NULL;
1937 }
1938
1939 /**
1940  * bioset_create  - Create a bio_set
1941  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1942  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1943  *
1944  * Description:
1945  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1946  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1947  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1948  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1949  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1950  *    or things will break badly.
1951  */
1952 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1953 {
1954         return __bioset_create(pool_size, front_pad, true);
1955 }
1956 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1957
1958 /**
1959  * bioset_create_nobvec  - Create a bio_set without bio_vec mempool
1960  * @pool_size:  Number of bio to cache in the mempool
1961  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1962  *
1963  * Description:
1964  *    Same functionality as bioset_create() except that mempool is not
1965  *    created for bio_vecs. Saving some memory for bio_clone_fast() users.
1966  */
1967 struct bio_set *bioset_create_nobvec(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1968 {
1969         return __bioset_create(pool_size, front_pad, false);
1970 }
1971 EXPORT_SYMBOL(bioset_create_nobvec);
1972
1973 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1974
1975 /**
1976  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
1977  * @bio: target bio
1978  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
1979  *
1980  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
1981  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
1982  *
1983  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
1984  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
1985  * synchronizing calls to this function.
1986  */
1987 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1988 {
1989         if (unlikely(bio->bi_css))
1990                 return -EBUSY;
1991         css_get(blkcg_css);
1992         bio->bi_css = blkcg_css;
1993         return 0;
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
1996
1997 /**
1998  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1999  * @bio: target bio
2000  *
2001  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
2002  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
2003  * task actually issues it.
2004  *
2005  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
2006  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
2007  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
2008  * calls to this function.
2009  */
2010 int bio_associate_current(struct bio *bio)
2011 {
2012         struct io_context *ioc;
2013
2014         if (bio->bi_css)
2015                 return -EBUSY;
2016
2017         ioc = current->io_context;
2018         if (!ioc)
2019                 return -ENOENT;
2020
2021         get_io_context_active(ioc);
2022         bio->bi_ioc = ioc;
2023         bio->bi_css = task_get_css(current, io_cgrp_id);
2024         return 0;
2025 }
2026 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_current);
2027
2028 /**
2029  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2030  * @bio: target bio
2031  */
2032 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2033 {
2034         if (bio->bi_ioc) {
2035                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2036                 bio->bi_ioc = NULL;
2037         }
2038         if (bio->bi_css) {
2039                 css_put(bio->bi_css);
2040                 bio->bi_css = NULL;
2041         }
2042 }
2043
2044 /**
2045  * bio_clone_blkcg_association - clone blkcg association from src to dst bio
2046  * @dst: destination bio
2047  * @src: source bio
2048  */
2049 void bio_clone_blkcg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2050 {
2051         if (src->bi_css)
2052                 WARN_ON(bio_associate_blkcg(dst, src->bi_css));
2053 }
2054
2055 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2056
2057 static void __init biovec_init_slabs(void)
2058 {
2059         int i;
2060
2061         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
2062                 int size;
2063                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2064
2065                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2066                         bvs->slab = NULL;
2067                         continue;
2068                 }
2069
2070                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2071                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2072                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2073         }
2074 }
2075
2076 static int __init init_bio(void)
2077 {
2078         bio_slab_max = 2;
2079         bio_slab_nr = 0;
2080         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2081         if (!bio_slabs)
2082                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2083
2084         bio_integrity_init();
2085         biovec_init_slabs();
2086
2087         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2088         if (!fs_bio_set)
2089                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2090
2091         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2092                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2093
2094         return 0;
2095 }
2096 subsys_initcall(init_bio);