fs/bio.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
  14  * along with this program; if not, write to the Free Software
  15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
  16  *
  17  */
  18 #include <linux/mm.h>
  19 #include <linux/swap.h>
  20 #include <linux/bio.h>
  21 #include <linux/blkdev.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/mempool.h>
  27 #include <linux/workqueue.h>
  28 #include <linux/blktrace_api.h>
  29 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
  30
  31 #include <trace/events/block.h>
  32
  33 /*
  34  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
  35  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
  36  */
  37 #define BIO_INLINE_VECS         4
  38
  39 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
  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 struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __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
  58 /*
  59  * Our slab pool management
  60  */
  61 struct bio_slab {
  62         struct kmem_cache *slab;
  63         unsigned int slab_ref;
  64         unsigned int slab_size;
  65         char name[8];
  66 };
  67 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
  68 static struct bio_slab *bio_slabs;
  69 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
  70
  71 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
  72 {
  73         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
  74         struct kmem_cache *slab = NULL;
  75         struct bio_slab *bslab;
  76         unsigned int i, entry = -1;
  77
  78         mutex_lock(&bio_slab_lock);
  79
  80         i = 0;
  81         while (i < bio_slab_nr) {
  82                 struct bio_slab *bslab = &bio_slabs[i];
  83
  84                 if (!bslab->slab && entry == -1)
  85                         entry = i;
  86                 else if (bslab->slab_size == sz) {
  87                         slab = bslab->slab;
  88                         bslab->slab_ref++;
  89                         break;
  90                 }
  91                 i++;
  92         }
  93
  94         if (slab)
  95                 goto out_unlock;
  96
  97         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
  98                 bio_slab_max <<= 1;
  99                 bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
 100                                      bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
 101                                      GFP_KERNEL);
 102                 if (!bio_slabs)
 103                         goto out_unlock;
 104         }
 105         if (entry == -1)
 106                 entry = bio_slab_nr++;
 107
 108         bslab = &bio_slabs[entry];
 109
 110         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
 111         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 112         if (!slab)
 113                 goto out_unlock;
 114
 115         printk("bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
 116         bslab->slab = slab;
 117         bslab->slab_ref = 1;
 118         bslab->slab_size = sz;
 119 out_unlock:
 120         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 121         return slab;
 122 }
 123
 124 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
 125 {
 126         struct bio_slab *bslab = NULL;
 127         unsigned int i;
 128
 129         mutex_lock(&bio_slab_lock);
 130
 131         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
 132                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
 133                         bslab = &bio_slabs[i];
 134                         break;
 135                 }
 136         }
 137
 138         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
 139                 goto out;
 140
 141         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
 142
 143         if (--bslab->slab_ref)
 144                 goto out;
 145
 146         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
 147         bslab->slab = NULL;
 148
 149 out:
 150         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 151 }
 152
 153 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 154 {
 155         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 156 }
 157
 158 void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
 159 {
 160         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
 161
 162         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
 163                 mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
 164         else {
 165                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
 166
 167                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
 168         }
 169 }
 170
 171 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
 172                               struct bio_set *bs)
 173 {
 174         struct bio_vec *bvl;
 175
 176         /*
 177          * see comment near bvec_array define!
 178          */
 179         switch (nr) {
 180         case 1:
 181                 *idx = 0;
 182                 break;
 183         case 2 ... 4:
 184                 *idx = 1;
 185                 break;
 186         case 5 ... 16:
 187                 *idx = 2;
 188                 break;
 189         case 17 ... 64:
 190                 *idx = 3;
 191                 break;
 192         case 65 ... 128:
 193                 *idx = 4;
 194                 break;
 195         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
 196                 *idx = 5;
 197                 break;
 198         default:
 199                 return NULL;
 200         }
 201
 202         /*
 203          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
 204          * 1-vec entry pool is mempool backed.
 205          */
 206         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
 207 fallback:
 208                 bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
 209         } else {
 210                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
 211                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
 212
 213                 /*
 214                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
 215                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
 216                  * in case of failure.
 217                  */
 218                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 219
 220                 /*
 221                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
 222                  * is set, retry with the 1-entry mempool
 223                  */
 224                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
 225                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
 226                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
 227                         goto fallback;
 228                 }
 229         }
 230
 231         return bvl;
 232 }
 233
 234 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bs)
 235 {
 236         void *p;
 237
 238         if (bio_has_allocated_vec(bio))
 239                 bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 240
 241         if (bio_integrity(bio))
 242                 bio_integrity_free(bio);
 243
 244         /*
 245          * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
 246          */
 247         p = bio;
 248         if (bs->front_pad)
 249                 p -= bs->front_pad;
 250
 251         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 252 }
 253
 254 void bio_init(struct bio *bio)
 255 {
 256         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
 257         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
 258         bio->bi_comp_cpu = -1;
 259         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 260 }
 261
 262 /**
 263  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
 264  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 265  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 266  * @bs:         the bio_set to allocate from. If %NULL, just use kmalloc
 267  *
 268  * Description:
 269  *   bio_alloc_bioset will first try its own mempool to satisfy the allocation.
 270  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
 271  *   for a &struct bio to become free. If a %NULL @bs is passed in, we will
 272  *   fall back to just using @kmalloc to allocate the required memory.
 273  *
 274  *   Note that the caller must set ->bi_destructor on succesful return
 275  *   of a bio, to do the appropriate freeing of the bio once the reference
 276  *   count drops to zero.
 277  **/
 278 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 279 {
 280         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
 281         struct bio_vec *bvl = NULL;
 282         struct bio *bio;
 283         void *p;
 284
 285         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
 286         if (unlikely(!p))
 287                 return NULL;
 288         bio = p + bs->front_pad;
 289
 290         bio_init(bio);
 291
 292         if (unlikely(!nr_iovecs))
 293                 goto out_set;
 294
 295         if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
 296                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
 297                 nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
 298         } else {
 299                 bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
 300                 if (unlikely(!bvl))
 301                         goto err_free;
 302
 303                 nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
 304         }
 305 out_set:
 306         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
 307         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 308         bio->bi_io_vec = bvl;
 309         return bio;
 310
 311 err_free:
 312         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
 317 {
 318         bio_free(bio, fs_bio_set);
 319 }
 320
 321 /**
 322  *      bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
 323  *      @gfp_mask: allocation mask to use
 324  *      @nr_iovecs: number of iovecs
 325  *
 326  *      Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask
 327  *      contains __GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
 328  *
 329  *      RETURNS:
 330  *      Pointer to new bio on success, NULL on failure.
 331  */
 332 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 333 {
 334         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
 335
 336         if (bio)
 337                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 338
 339         return bio;
 340 }
 341
 342 static void bio_kmalloc_destructor(struct bio *bio)
 343 {
 344         if (bio_integrity(bio))
 345                 bio_integrity_free(bio);
 346         kfree(bio);
 347 }
 348
 349 /**
 350  * bio_alloc - allocate a bio for I/O
 351  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 352  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 353  *
 354  * Description:
 355  *   bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
 356  *   at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
 357  *   fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset.
 358  *
 359  *   If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
 360  *   a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
 361  *   must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
 362  *   that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
 363  *   allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
 364  *   do so can cause livelocks under memory pressure.
 365  *
 366  **/
 367 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 368 {
 369         struct bio *bio;
 370
 371         bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
 372                       gfp_mask);
 373         if (unlikely(!bio))
 374                 return NULL;
 375
 376         bio_init(bio);
 377         bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 378         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 379         bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
 380         bio->bi_destructor = bio_kmalloc_destructor;
 381
 382         return bio;
 383 }
 384
 385 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 386 {
 387         unsigned long flags;
 388         struct bio_vec *bv;
 389         int i;
 390
 391         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
 392                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
 393                 memset(data, 0, bv->bv_len);
 394                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
 395                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
 396         }
 397 }
 398 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
 399
 400 /**
 401  * bio_put - release a reference to a bio
 402  * @bio:   bio to release reference to
 403  *
 404  * Description:
 405  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
 406  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
 407  **/
 408 void bio_put(struct bio *bio)
 409 {
 410         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
 411
 412         /*
 413          * last put frees it
 414          */
 415         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
 416                 bio->bi_next = NULL;
 417                 bio->bi_destructor(bio);
 418         }
 419 }
 420
 421 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 422 {
 423         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
 424                 blk_recount_segments(q, bio);
 425
 426         return bio->bi_phys_segments;
 427 }
 428
 429 /**
 430  *      __bio_clone     -       clone a bio
 431  *      @bio: destination bio
 432  *      @bio_src: bio to clone
 433  *
 434  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
 435  *      the actual data it points to. Reference count of returned
 436  *      bio will be one.
 437  */
 438 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
 439 {
 440         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
 441                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
 442
 443         /*
 444          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
 445          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
 446          */
 447         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
 448         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
 449         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
 450         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
 451         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
 452         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
 453         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 454 }
 455
 456 /**
 457  *      bio_clone       -       clone a bio
 458  *      @bio: bio to clone
 459  *      @gfp_mask: allocation priority
 460  *
 461  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
 462  */
 463 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 464 {
 465         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
 466
 467         if (!b)
 468                 return NULL;
 469
 470         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 471         __bio_clone(b, bio);
 472
 473         if (bio_integrity(bio)) {
 474                 int ret;
 475
 476                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
 477
 478                 if (ret < 0) {
 479                         bio_put(b);
 480                         return NULL;
 481                 }
 482         }
 483
 484         return b;
 485 }
 486
 487 /**
 488  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
 489  *      @bdev:  I/O target
 490  *
 491  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
 492  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
 493  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
 494  *      on offset.
 495  */
 496 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
 497 {
 498         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 499         int nr_pages;
 500
 501         nr_pages = ((queue_max_sectors(q) << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 502         if (nr_pages > queue_max_phys_segments(q))
 503                 nr_pages = queue_max_phys_segments(q);
 504         if (nr_pages > queue_max_hw_segments(q))
 505                 nr_pages = queue_max_hw_segments(q);
 506
 507         return nr_pages;
 508 }
 509
 510 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 511                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 512                           unsigned short max_sectors)
 513 {
 514         int retried_segments = 0;
 515         struct bio_vec *bvec;
 516
 517         /*
 518          * cloned bio must not modify vec list
 519          */
 520         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
 521                 return 0;
 522
 523         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
 524                 return 0;
 525
 526         /*
 527          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
 528          * we will often be called with the same page as last time and
 529          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
 530          */
 531         if (bio->bi_vcnt > 0) {
 532                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
 533
 534                 if (page == prev->bv_page &&
 535                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
 536                         prev->bv_len += len;
 537
 538                         if (q->merge_bvec_fn) {
 539                                 struct bvec_merge_data bvm = {
 540                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 541                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 542                                         .bi_size = bio->bi_size,
 543                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 544                                 };
 545
 546                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
 547                                         prev->bv_len -= len;
 548                                         return 0;
 549                                 }
 550                         }
 551
 552                         goto done;
 553                 }
 554         }
 555
 556         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
 557                 return 0;
 558
 559         /*
 560          * we might lose a segment or two here, but rather that than
 561          * make this too complex.
 562          */
 563
 564         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_phys_segments(q)
 565                || bio->bi_phys_segments >= queue_max_hw_segments(q)) {
 566
 567                 if (retried_segments)
 568                         return 0;
 569
 570                 retried_segments = 1;
 571                 blk_recount_segments(q, bio);
 572         }
 573
 574         /*
 575          * setup the new entry, we might clear it again later if we
 576          * cannot add the page
 577          */
 578         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
 579         bvec->bv_page = page;
 580         bvec->bv_len = len;
 581         bvec->bv_offset = offset;
 582
 583         /*
 584          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
 585          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
 586          * queue to get further control
 587          */
 588         if (q->merge_bvec_fn) {
 589                 struct bvec_merge_data bvm = {
 590                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 591                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 592                         .bi_size = bio->bi_size,
 593                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 594                 };
 595
 596                 /*
 597                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
 598                  * at this offset
 599                  */
 600                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
 601                         bvec->bv_page = NULL;
 602                         bvec->bv_len = 0;
 603                         bvec->bv_offset = 0;
 604                         return 0;
 605                 }
 606         }
 607
 608         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
 609         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
 610                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 611
 612         bio->bi_vcnt++;
 613         bio->bi_phys_segments++;
 614  done:
 615         bio->bi_size += len;
 616         return len;
 617 }
 618
 619 /**
 620  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
 621  *      @q: the target queue
 622  *      @bio: destination bio
 623  *      @page: page to add
 624  *      @len: vec entry length
 625  *      @offset: vec entry offset
 626  *
 627  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 628  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
 629  *      device limitations. The target block device must allow bio's
 630  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
 631  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
 632  */
 633 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
 634                     unsigned int len, unsigned int offset)
 635 {
 636         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
 637                               queue_max_hw_sectors(q));
 638 }
 639
 640 /**
 641  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
 642  *      @bio: destination bio
 643  *      @page: page to add
 644  *      @len: vec entry length
 645  *      @offset: vec entry offset
 646  *
 647  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 648  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
 649  *      device limitations. The target block device must allow bio's
 650  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
 651  *      page to an empty bio.
 652  */
 653 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
 654                  unsigned int offset)
 655 {
 656         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 657         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 658 }
 659
 660 struct bio_map_data {
 661         struct bio_vec *iovecs;
 662         struct sg_iovec *sgvecs;
 663         int nr_sgvecs;
 664         int is_our_pages;
 665 };
 666
 667 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
 668                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 669                              int is_our_pages)
 670 {
 671         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
 672         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
 673         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
 674         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
 675         bio->bi_private = bmd;
 676 }
 677
 678 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
 679 {
 680         kfree(bmd->iovecs);
 681         kfree(bmd->sgvecs);
 682         kfree(bmd);
 683 }
 684
 685 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
 686                                                gfp_t gfp_mask)
 687 {
 688         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
 689
 690         if (!bmd)
 691                 return NULL;
 692
 693         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
 694         if (!bmd->iovecs) {
 695                 kfree(bmd);
 696                 return NULL;
 697         }
 698
 699         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
 700         if (bmd->sgvecs)
 701                 return bmd;
 702
 703         kfree(bmd->iovecs);
 704         kfree(bmd);
 705         return NULL;
 706 }
 707
 708 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 709                           struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy,
 710                           int do_free_page)
 711 {
 712         int ret = 0, i;
 713         struct bio_vec *bvec;
 714         int iov_idx = 0;
 715         unsigned int iov_off = 0;
 716         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
 717
 718         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
 719                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
 720                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
 721
 722                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
 723                         unsigned int bytes;
 724                         char __user *iov_addr;
 725
 726                         bytes = min_t(unsigned int,
 727                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
 728                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 729
 730                         if (!ret) {
 731                                 if (!read && !uncopy)
 732                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
 733                                                              bytes);
 734                                 if (read && uncopy)
 735                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
 736                                                            bytes);
 737
 738                                 if (ret)
 739                                         ret = -EFAULT;
 740                         }
 741
 742                         bv_len -= bytes;
 743                         bv_addr += bytes;
 744                         iov_addr += bytes;
 745                         iov_off += bytes;
 746
 747                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
 748                                 iov_idx++;
 749                                 iov_off = 0;
 750                         }
 751                 }
 752
 753                 if (do_free_page)
 754                         __free_page(bvec->bv_page);
 755         }
 756
 757         return ret;
 758 }
 759
 760 /**
 761  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
 762  *      @bio: bio being terminated
 763  *
 764  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
 765  *      to user space in case of a read.
 766  */
 767 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 768 {
 769         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
 770         int ret = 0;
 771
 772         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
 773                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
 774                                      bmd->nr_sgvecs, 1, bmd->is_our_pages);
 775         bio_free_map_data(bmd);
 776         bio_put(bio);
 777         return ret;
 778 }
 779
 780 /**
 781  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
 782  *      @q: destination block queue
 783  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 784  *      @iov:   the iovec.
 785  *      @iov_count: number of elements in the iovec
 786  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 787  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 788  *
 789  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 790  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 791  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 792  */
 793 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
 794                               struct rq_map_data *map_data,
 795                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 796                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 797 {
 798         struct bio_map_data *bmd;
 799         struct bio_vec *bvec;
 800         struct page *page;
 801         struct bio *bio;
 802         int i, ret;
 803         int nr_pages = 0;
 804         unsigned int len = 0;
 805         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 806
 807         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 808                 unsigned long uaddr;
 809                 unsigned long end;
 810                 unsigned long start;
 811
 812                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 813                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 814                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 815
 816                 nr_pages += end - start;
 817                 len += iov[i].iov_len;
 818         }
 819
 820         if (offset)
 821                 nr_pages++;
 822
 823         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
 824         if (!bmd)
 825                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 826
 827         ret = -ENOMEM;
 828         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 829         if (!bio)
 830                 goto out_bmd;
 831
 832         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
 833
 834         ret = 0;
 835
 836         if (map_data) {
 837                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
 838                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
 839         }
 840         while (len) {
 841                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 842
 843                 bytes -= offset;
 844
 845                 if (bytes > len)
 846                         bytes = len;
 847
 848                 if (map_data) {
 849                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
 850                                 ret = -ENOMEM;
 851                                 break;
 852                         }
 853
 854                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
 855                         page += (i % nr_pages);
 856
 857                         i++;
 858                 } else {
 859                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
 860                         if (!page) {
 861                                 ret = -ENOMEM;
 862                                 break;
 863                         }
 864                 }
 865
 866                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
 867                         break;
 868
 869                 len -= bytes;
 870                 offset = 0;
 871         }
 872
 873         if (ret)
 874                 goto cleanup;
 875
 876         /*
 877          * success
 878          */
 879         if (!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) {
 880                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 0);
 881                 if (ret)
 882                         goto cleanup;
 883         }
 884
 885         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
 886         return bio;
 887 cleanup:
 888         if (!map_data)
 889                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
 890                         __free_page(bvec->bv_page);
 891
 892         bio_put(bio);
 893 out_bmd:
 894         bio_free_map_data(bmd);
 895         return ERR_PTR(ret);
 896 }
 897
 898 /**
 899  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
 900  *      @q: destination block queue
 901  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 902  *      @uaddr: start of user address
 903  *      @len: length in bytes
 904  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 905  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 906  *
 907  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 908  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 909  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 910  */
 911 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
 912                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
 913                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 914 {
 915         struct sg_iovec iov;
 916
 917         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
 918         iov.iov_len = len;
 919
 920         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 921 }
 922
 923 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
 924                                       struct block_device *bdev,
 925                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 926                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 927 {
 928         int i, j;
 929         int nr_pages = 0;
 930         struct page **pages;
 931         struct bio *bio;
 932         int cur_page = 0;
 933         int ret, offset;
 934
 935         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 936                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 937                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 938                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 939                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 940
 941                 nr_pages += end - start;
 942                 /*
 943                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
 944                  */
 945                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
 946                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 947         }
 948
 949         if (!nr_pages)
 950                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 951
 952         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 953         if (!bio)
 954                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 955
 956         ret = -ENOMEM;
 957         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
 958         if (!pages)
 959                 goto out;
 960
 961         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 962                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 963                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 964                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 965                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 966                 const int local_nr_pages = end - start;
 967                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
 968
 969                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
 970                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
 971                 if (ret < local_nr_pages) {
 972                         ret = -EFAULT;
 973                         goto out_unmap;
 974                 }
 975
 976                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
 977                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
 978                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
 979
 980                         if (len <= 0)
 981                                 break;
 982
 983                         if (bytes > len)
 984                                 bytes = len;
 985
 986                         /*
 987                          * sorry...
 988                          */
 989                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
 990                                             bytes)
 991                                 break;
 992
 993                         len -= bytes;
 994                         offset = 0;
 995                 }
 996
 997                 cur_page = j;
 998                 /*
 999                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1000                  */
1001                 while (j < page_limit)
1002                         page_cache_release(pages[j++]);
1003         }
1004
1005         kfree(pages);
1006
1007         /*
1008          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1009          */
1010         if (!write_to_vm)
1011                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
1012
1013         bio->bi_bdev = bdev;
1014         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1015         return bio;
1016
1017  out_unmap:
1018         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1019                 if(!pages[i])
1020                         break;
1021                 page_cache_release(pages[i]);
1022         }
1023  out:
1024         kfree(pages);
1025         bio_put(bio);
1026         return ERR_PTR(ret);
1027 }
1028
1029 /**
1030  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1031  *      @q: the struct request_queue for the bio
1032  *      @bdev: destination block device
1033  *      @uaddr: start of user address
1034  *      @len: length in bytes
1035  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1036  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1037  *
1038  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1039  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1040  */
1041 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1042                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1043                          gfp_t gfp_mask)
1044 {
1045         struct sg_iovec iov;
1046
1047         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1048         iov.iov_len = len;
1049
1050         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1051 }
1052
1053 /**
1054  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1055  *      @q: the struct request_queue for the bio
1056  *      @bdev: destination block device
1057  *      @iov:   the iovec.
1058  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1059  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1060  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1061  *
1062  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1063  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1064  */
1065 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1066                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1067                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1068 {
1069         struct bio *bio;
1070
1071         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1072                                  gfp_mask);
1073         if (IS_ERR(bio))
1074                 return bio;
1075
1076         /*
1077          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1078          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1079          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1080          * reference to it
1081          */
1082         bio_get(bio);
1083
1084         return bio;
1085 }
1086
1087 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1088 {
1089         struct bio_vec *bvec;
1090         int i;
1091
1092         /*
1093          * make sure we dirty pages we wrote to
1094          */
1095         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1096                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1097                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1098
1099                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1100         }
1101
1102         bio_put(bio);
1103 }
1104
1105 /**
1106  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1107  *      @bio:           the bio being unmapped
1108  *
1109  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1110  *      a process context.
1111  *
1112  *      bio_unmap_user() may sleep.
1113  */
1114 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1115 {
1116         __bio_unmap_user(bio);
1117         bio_put(bio);
1118 }
1119
1120 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1121 {
1122         bio_put(bio);
1123 }
1124
1125
1126 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1127                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1128 {
1129         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1130         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1131         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1132         const int nr_pages = end - start;
1133         int offset, i;
1134         struct bio *bio;
1135
1136         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1137         if (!bio)
1138                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1139
1140         offset = offset_in_page(kaddr);
1141         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1142                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1143
1144                 if (len <= 0)
1145                         break;
1146
1147                 if (bytes > len)
1148                         bytes = len;
1149
1150                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1151                                     offset) < bytes)
1152                         break;
1153
1154                 data += bytes;
1155                 len -= bytes;
1156                 offset = 0;
1157         }
1158
1159         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1160         return bio;
1161 }
1162
1163 /**
1164  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1165  *      @q: the struct request_queue for the bio
1166  *      @data: pointer to buffer to map
1167  *      @len: length in bytes
1168  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1169  *
1170  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1171  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1172  */
1173 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1174                          gfp_t gfp_mask)
1175 {
1176         struct bio *bio;
1177
1178         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1179         if (IS_ERR(bio))
1180                 return bio;
1181
1182         if (bio->bi_size == len)
1183                 return bio;
1184
1185         /*
1186          * Don't support partial mappings.
1187          */
1188         bio_put(bio);
1189         return ERR_PTR(-EINVAL);
1190 }
1191
1192 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1193 {
1194         struct bio_vec *bvec;
1195         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1196         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1197         int i;
1198         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1199
1200         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1201                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1202                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1203
1204                 if (read)
1205                         memcpy(p, addr, len);
1206
1207                 __free_page(bvec->bv_page);
1208                 p += len;
1209         }
1210
1211         bio_free_map_data(bmd);
1212         bio_put(bio);
1213 }
1214
1215 /**
1216  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1217  *      @q: the struct request_queue for the bio
1218  *      @data: pointer to buffer to copy
1219  *      @len: length in bytes
1220  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1221  *      @reading: data direction is READ
1222  *
1223  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1224  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1225  */
1226 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1227                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1228 {
1229         struct bio *bio;
1230         struct bio_vec *bvec;
1231         int i;
1232
1233         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1234         if (IS_ERR(bio))
1235                 return bio;
1236
1237         if (!reading) {
1238                 void *p = data;
1239
1240                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1241                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1242
1243                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1244                         p += bvec->bv_len;
1245                 }
1246         }
1247
1248         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1249
1250         return bio;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1255  * for performing direct-IO in BIOs.
1256  *
1257  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1258  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1259  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1260  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1261  * in process context.
1262  *
1263  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1264  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1265  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1266  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1267  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1268  *
1269  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1270  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1271  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1272  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1273  * pagecache.
1274  *
1275  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1276  * deferred bio dirtying paths.
1277  */
1278
1279 /*
1280  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1281  */
1282 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1283 {
1284         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1285         int i;
1286
1287         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1288                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1289
1290                 if (page && !PageCompound(page))
1291                         set_page_dirty_lock(page);
1292         }
1293 }
1294
1295 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1296 {
1297         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1298         int i;
1299
1300         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1301                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1302
1303                 if (page)
1304                         put_page(page);
1305         }
1306 }
1307
1308 /*
1309  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1310  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1311  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1312  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1313  *
1314  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1315  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1316  * run one bio_put() against the BIO.
1317  */
1318
1319 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1320
1321 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1322 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1323 static struct bio *bio_dirty_list;
1324
1325 /*
1326  * This runs in process context
1327  */
1328 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1329 {
1330         unsigned long flags;
1331         struct bio *bio;
1332
1333         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1334         bio = bio_dirty_list;
1335         bio_dirty_list = NULL;
1336         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1337
1338         while (bio) {
1339                 struct bio *next = bio->bi_private;
1340
1341                 bio_set_pages_dirty(bio);
1342                 bio_release_pages(bio);
1343                 bio_put(bio);
1344                 bio = next;
1345         }
1346 }
1347
1348 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1349 {
1350         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1351         int nr_clean_pages = 0;
1352         int i;
1353
1354         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1355                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1356
1357                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1358                         page_cache_release(page);
1359                         bvec[i].bv_page = NULL;
1360                 } else {
1361                         nr_clean_pages++;
1362                 }
1363         }
1364
1365         if (nr_clean_pages) {
1366                 unsigned long flags;
1367
1368                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1369                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1370                 bio_dirty_list = bio;
1371                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1372                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1373         } else {
1374                 bio_put(bio);
1375         }
1376 }
1377
1378 /**
1379  * bio_endio - end I/O on a bio
1380  * @bio:        bio
1381  * @error:      error, if any
1382  *
1383  * Description:
1384  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1385  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1386  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1387  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1388  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1389  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1390  *   function.
1391  **/
1392 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1393 {
1394         if (error)
1395                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1396         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1397                 error = -EIO;
1398
1399         if (bio->bi_end_io)
1400                 bio->bi_end_io(bio, error);
1401 }
1402
1403 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1404 {
1405         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1406                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1407
1408                 bio_endio(master, bp->error);
1409                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1410         }
1411 }
1412
1413 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1414 {
1415         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1416
1417         if (err)
1418                 bp->error = err;
1419
1420         bio_pair_release(bp);
1421 }
1422
1423 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1424 {
1425         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1426
1427         if (err)
1428                 bp->error = err;
1429
1430         bio_pair_release(bp);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1435  */
1436 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1437 {
1438         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1439
1440         if (!bp)
1441                 return bp;
1442
1443         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1444                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1445
1446         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1447         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1448         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1449         bp->error = 0;
1450         bp->bio1 = *bi;
1451         bp->bio2 = *bi;
1452         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1453         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1454         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1455
1456         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1457         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1458         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1459         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1460         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1461
1462         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1463         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1464
1465         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1466         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1467
1468         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1469         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1470
1471         bp->bio1.bi_private = bi;
1472         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1473
1474         if (bio_integrity(bi))
1475                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1476
1477         return bp;
1478 }
1479
1480 /**
1481  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1482  *      @bio:           bio to inspect
1483  *      @index:         bio_vec index
1484  *      @offset:        offset in bv_page
1485  *
1486  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1487  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1488  *      within that vector's page.
1489  */
1490 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1491                            unsigned int offset)
1492 {
1493         unsigned int sector_sz;
1494         struct bio_vec *bv;
1495         sector_t sectors;
1496         int i;
1497
1498         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1499         sectors = 0;
1500
1501         if (index >= bio->bi_idx)
1502                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1503
1504         __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
1505                 if (i == index) {
1506                         if (offset > bv->bv_offset)
1507                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1508                         break;
1509                 }
1510
1511                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1512         }
1513
1514         return sectors;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1517
1518 /*
1519  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1520  * use the global biovec slabs created for general use.
1521  */
1522 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1523 {
1524         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1525
1526         bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1527         if (!bs->bvec_pool)
1528                 return -ENOMEM;
1529
1530         return 0;
1531 }
1532
1533 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1534 {
1535         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1536 }
1537
1538 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1539 {
1540         if (bs->bio_pool)
1541                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1542
1543         biovec_free_pools(bs);
1544         bio_put_slab(bs);
1545
1546         kfree(bs);
1547 }
1548
1549 /**
1550  * bioset_create  - Create a bio_set
1551  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1552  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1553  *
1554  * Description:
1555  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1556  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1557  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1558  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1559  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1560  *    or things will break badly.
1561  */
1562 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1563 {
1564         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1565         struct bio_set *bs;
1566
1567         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1568         if (!bs)
1569                 return NULL;
1570
1571         bs->front_pad = front_pad;
1572
1573         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1574         if (!bs->bio_slab) {
1575                 kfree(bs);
1576                 return NULL;
1577         }
1578
1579         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1580         if (!bs->bio_pool)
1581                 goto bad;
1582
1583         if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
1584                 return bs;
1585
1586 bad:
1587         bioset_free(bs);
1588         return NULL;
1589 }
1590
1591 static void __init biovec_init_slabs(void)
1592 {
1593         int i;
1594
1595         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1596                 int size;
1597                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1598
1599 #ifndef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1600                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1601                         bvs->slab = NULL;
1602                         continue;
1603                 }
1604 #endif
1605
1606                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1607                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1608                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1609         }
1610 }
1611
1612 static int __init init_bio(void)
1613 {
1614         bio_slab_max = 2;
1615         bio_slab_nr = 0;
1616         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1617         if (!bio_slabs)
1618                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1619
1620         biovec_init_slabs();
1621
1622         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1623         if (!fs_bio_set)
1624                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1625
1626         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1627                                                      sizeof(struct bio_pair));
1628         if (!bio_split_pool)
1629                 panic("bio: can't create split pool\n");
1630
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 subsys_initcall(init_bio);
1635
1636 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1637 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
1638 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1639 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1640 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1641 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1642 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1643 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1644 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1645 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1646 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1647 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1648 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1649 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1650 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1651 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1652 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1653 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1654 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1655 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1656 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1657 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1658 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);