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/iocontext.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/export.h>
  27 #include <linux/mempool.h>
  28 #include <linux/workqueue.h>
  29 #include <linux/cgroup.h>
  30 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
  31
  32 #include <trace/events/block.h>
  33
  34 /*
  35  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
  36  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
  37  */
  38 #define BIO_INLINE_VECS         4
  39
  40 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
  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
  59 /*
  60  * Our slab pool management
  61  */
  62 struct bio_slab {
  63         struct kmem_cache *slab;
  64         unsigned int slab_ref;
  65         unsigned int slab_size;
  66         char name[8];
  67 };
  68 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
  69 static struct bio_slab *bio_slabs;
  70 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
  71
  72 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
  73 {
  74         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
  75         struct kmem_cache *slab = NULL;
  76         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
  77         unsigned int i, entry = -1;
  78
  79         mutex_lock(&bio_slab_lock);
  80
  81         i = 0;
  82         while (i < bio_slab_nr) {
  83                 bslab = &bio_slabs[i];
  84
  85                 if (!bslab->slab && entry == -1)
  86                         entry = i;
  87                 else if (bslab->slab_size == sz) {
  88                         slab = bslab->slab;
  89                         bslab->slab_ref++;
  90                         break;
  91                 }
  92                 i++;
  93         }
  94
  95         if (slab)
  96                 goto out_unlock;
  97
  98         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
  99                 bio_slab_max <<= 1;
 100                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
 101                                          bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
 102                                          GFP_KERNEL);
 103                 if (!new_bio_slabs)
 104                         goto out_unlock;
 105                 bio_slabs = new_bio_slabs;
 106         }
 107         if (entry == -1)
 108                 entry = bio_slab_nr++;
 109
 110         bslab = &bio_slabs[entry];
 111
 112         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
 113         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 114         if (!slab)
 115                 goto out_unlock;
 116
 117         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
 118         bslab->slab = slab;
 119         bslab->slab_ref = 1;
 120         bslab->slab_size = sz;
 121 out_unlock:
 122         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 123         return slab;
 124 }
 125
 126 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
 127 {
 128         struct bio_slab *bslab = NULL;
 129         unsigned int i;
 130
 131         mutex_lock(&bio_slab_lock);
 132
 133         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
 134                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
 135                         bslab = &bio_slabs[i];
 136                         break;
 137                 }
 138         }
 139
 140         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
 141                 goto out;
 142
 143         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
 144
 145         if (--bslab->slab_ref)
 146                 goto out;
 147
 148         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
 149         bslab->slab = NULL;
 150
 151 out:
 152         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 153 }
 154
 155 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 156 {
 157         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 158 }
 159
 160 void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
 161 {
 162         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
 163
 164         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
 165                 mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
 166         else {
 167                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
 168
 169                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
 170         }
 171 }
 172
 173 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
 174                               struct bio_set *bs)
 175 {
 176         struct bio_vec *bvl;
 177
 178         /*
 179          * see comment near bvec_array define!
 180          */
 181         switch (nr) {
 182         case 1:
 183                 *idx = 0;
 184                 break;
 185         case 2 ... 4:
 186                 *idx = 1;
 187                 break;
 188         case 5 ... 16:
 189                 *idx = 2;
 190                 break;
 191         case 17 ... 64:
 192                 *idx = 3;
 193                 break;
 194         case 65 ... 128:
 195                 *idx = 4;
 196                 break;
 197         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
 198                 *idx = 5;
 199                 break;
 200         default:
 201                 return NULL;
 202         }
 203
 204         /*
 205          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
 206          * 1-vec entry pool is mempool backed.
 207          */
 208         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
 209 fallback:
 210                 bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
 211         } else {
 212                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
 213                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
 214
 215                 /*
 216                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
 217                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
 218                  * in case of failure.
 219                  */
 220                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 221
 222                 /*
 223                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
 224                  * is set, retry with the 1-entry mempool
 225                  */
 226                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
 227                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
 228                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
 229                         goto fallback;
 230                 }
 231         }
 232
 233         return bvl;
 234 }
 235
 236 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bs)
 237 {
 238         void *p;
 239
 240         if (bio_has_allocated_vec(bio))
 241                 bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 242
 243         if (bio_integrity(bio))
 244                 bio_integrity_free(bio, bs);
 245
 246         /*
 247          * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
 248          */
 249         p = bio;
 250         if (bs->front_pad)
 251                 p -= bs->front_pad;
 252
 253         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 254 }
 255 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
 256
 257 void bio_init(struct bio *bio)
 258 {
 259         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
 260         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
 261         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 262 }
 263 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
 264
 265 /**
 266  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
 267  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 268  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 269  * @bs:         the bio_set to allocate from.
 270  *
 271  * Description:
 272  *   bio_alloc_bioset will try its own mempool to satisfy the allocation.
 273  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
 274  *   for a &struct bio to become free.
 275  *
 276  *   Note that the caller must set ->bi_destructor on successful return
 277  *   of a bio, to do the appropriate freeing of the bio once the reference
 278  *   count drops to zero.
 279  **/
 280 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 281 {
 282         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
 283         struct bio_vec *bvl = NULL;
 284         struct bio *bio;
 285         void *p;
 286
 287         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
 288         if (unlikely(!p))
 289                 return NULL;
 290         bio = p + bs->front_pad;
 291
 292         bio_init(bio);
 293
 294         if (unlikely(!nr_iovecs))
 295                 goto out_set;
 296
 297         if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
 298                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
 299                 nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
 300         } else {
 301                 bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
 302                 if (unlikely(!bvl))
 303                         goto err_free;
 304
 305                 nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
 306         }
 307 out_set:
 308         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
 309         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 310         bio->bi_io_vec = bvl;
 311         return bio;
 312
 313 err_free:
 314         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 315         return NULL;
 316 }
 317 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
 318
 319 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
 320 {
 321         bio_free(bio, fs_bio_set);
 322 }
 323
 324 /**
 325  *      bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
 326  *      @gfp_mask: allocation mask to use
 327  *      @nr_iovecs: number of iovecs
 328  *
 329  *      bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
 330  *      at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
 331  *      fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset and @bio_kmalloc.
 332  *
 333  *      If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
 334  *      a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
 335  *      must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
 336  *      that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
 337  *      allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
 338  *      do so can cause livelocks under memory pressure.
 339  *
 340  *      RETURNS:
 341  *      Pointer to new bio on success, NULL on failure.
 342  */
 343 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
 344 {
 345         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
 346
 347         if (bio)
 348                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 349
 350         return bio;
 351 }
 352 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
 353
 354 static void bio_kmalloc_destructor(struct bio *bio)
 355 {
 356         if (bio_integrity(bio))
 357                 bio_integrity_free(bio, fs_bio_set);
 358         kfree(bio);
 359 }
 360
 361 /**
 362  * bio_kmalloc - allocate a bio for I/O using kmalloc()
 363  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 364  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 365  *
 366  * Description:
 367  *   Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask contains
 368  *   %__GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
 369  *
 370  **/
 371 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
 372 {
 373         struct bio *bio;
 374
 375         if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
 376                 return NULL;
 377
 378         bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
 379                       gfp_mask);
 380         if (unlikely(!bio))
 381                 return NULL;
 382
 383         bio_init(bio);
 384         bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 385         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 386         bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
 387         bio->bi_destructor = bio_kmalloc_destructor;
 388
 389         return bio;
 390 }
 391 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
 392
 393 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 394 {
 395         unsigned long flags;
 396         struct bio_vec *bv;
 397         int i;
 398
 399         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
 400                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
 401                 memset(data, 0, bv->bv_len);
 402                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
 403                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
 404         }
 405 }
 406 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
 407
 408 /**
 409  * bio_put - release a reference to a bio
 410  * @bio:   bio to release reference to
 411  *
 412  * Description:
 413  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
 414  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
 415  **/
 416 void bio_put(struct bio *bio)
 417 {
 418         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
 419
 420         /*
 421          * last put frees it
 422          */
 423         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
 424                 bio_disassociate_task(bio);
 425                 bio->bi_next = NULL;
 426                 bio->bi_destructor(bio);
 427         }
 428 }
 429 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
 430
 431 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 432 {
 433         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
 434                 blk_recount_segments(q, bio);
 435
 436         return bio->bi_phys_segments;
 437 }
 438 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
 439
 440 /**
 441  *      __bio_clone     -       clone a bio
 442  *      @bio: destination bio
 443  *      @bio_src: bio to clone
 444  *
 445  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
 446  *      the actual data it points to. Reference count of returned
 447  *      bio will be one.
 448  */
 449 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
 450 {
 451         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
 452                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
 453
 454         /*
 455          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
 456          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
 457          */
 458         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
 459         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
 460         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
 461         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
 462         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
 463         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
 464         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 465 }
 466 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
 467
 468 /**
 469  *      bio_clone       -       clone a bio
 470  *      @bio: bio to clone
 471  *      @gfp_mask: allocation priority
 472  *
 473  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
 474  */
 475 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 476 {
 477         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
 478
 479         if (!b)
 480                 return NULL;
 481
 482         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 483         __bio_clone(b, bio);
 484
 485         if (bio_integrity(bio)) {
 486                 int ret;
 487
 488                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask, fs_bio_set);
 489
 490                 if (ret < 0) {
 491                         bio_put(b);
 492                         return NULL;
 493                 }
 494         }
 495
 496         return b;
 497 }
 498 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
 499
 500 /**
 501  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
 502  *      @bdev:  I/O target
 503  *
 504  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
 505  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
 506  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
 507  *      on offset.
 508  */
 509 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
 510 {
 511         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 512         int nr_pages;
 513
 514         nr_pages = min_t(unsigned,
 515                      queue_max_segments(q),
 516                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
 517
 518         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
 519
 520 }
 521 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
 522
 523 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 524                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 525                           unsigned short max_sectors)
 526 {
 527         int retried_segments = 0;
 528         struct bio_vec *bvec;
 529
 530         /*
 531          * cloned bio must not modify vec list
 532          */
 533         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
 534                 return 0;
 535
 536         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
 537                 return 0;
 538
 539         /*
 540          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
 541          * we will often be called with the same page as last time and
 542          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
 543          */
 544         if (bio->bi_vcnt > 0) {
 545                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
 546
 547                 if (page == prev->bv_page &&
 548                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
 549                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
 550                         prev->bv_len += len;
 551
 552                         if (q->merge_bvec_fn) {
 553                                 struct bvec_merge_data bvm = {
 554                                         /* prev_bvec is already charged in
 555                                            bi_size, discharge it in order to
 556                                            simulate merging updated prev_bvec
 557                                            as new bvec. */
 558                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 559                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 560                                         .bi_size = bio->bi_size - prev_bv_len,
 561                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 562                                 };
 563
 564                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
 565                                         prev->bv_len -= len;
 566                                         return 0;
 567                                 }
 568                         }
 569
 570                         goto done;
 571                 }
 572         }
 573
 574         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
 575                 return 0;
 576
 577         /*
 578          * we might lose a segment or two here, but rather that than
 579          * make this too complex.
 580          */
 581
 582         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
 583
 584                 if (retried_segments)
 585                         return 0;
 586
 587                 retried_segments = 1;
 588                 blk_recount_segments(q, bio);
 589         }
 590
 591         /*
 592          * setup the new entry, we might clear it again later if we
 593          * cannot add the page
 594          */
 595         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
 596         bvec->bv_page = page;
 597         bvec->bv_len = len;
 598         bvec->bv_offset = offset;
 599
 600         /*
 601          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
 602          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
 603          * queue to get further control
 604          */
 605         if (q->merge_bvec_fn) {
 606                 struct bvec_merge_data bvm = {
 607                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 608                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 609                         .bi_size = bio->bi_size,
 610                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 611                 };
 612
 613                 /*
 614                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
 615                  * at this offset
 616                  */
 617                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
 618                         bvec->bv_page = NULL;
 619                         bvec->bv_len = 0;
 620                         bvec->bv_offset = 0;
 621                         return 0;
 622                 }
 623         }
 624
 625         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
 626         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
 627                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 628
 629         bio->bi_vcnt++;
 630         bio->bi_phys_segments++;
 631  done:
 632         bio->bi_size += len;
 633         return len;
 634 }
 635
 636 /**
 637  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
 638  *      @q: the target queue
 639  *      @bio: destination bio
 640  *      @page: page to add
 641  *      @len: vec entry length
 642  *      @offset: vec entry offset
 643  *
 644  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 645  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
 646  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
 647  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
 648  *
 649  *      This should only be used by REQ_PC bios.
 650  */
 651 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
 652                     unsigned int len, unsigned int offset)
 653 {
 654         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
 655                               queue_max_hw_sectors(q));
 656 }
 657 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
 658
 659 /**
 660  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
 661  *      @bio: destination bio
 662  *      @page: page to add
 663  *      @len: vec entry length
 664  *      @offset: vec entry offset
 665  *
 666  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 667  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
 668  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
 669  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
 670  */
 671 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
 672                  unsigned int offset)
 673 {
 674         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 675         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 676 }
 677 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
 678
 679 struct bio_map_data {
 680         struct bio_vec *iovecs;
 681         struct sg_iovec *sgvecs;
 682         int nr_sgvecs;
 683         int is_our_pages;
 684 };
 685
 686 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
 687                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 688                              int is_our_pages)
 689 {
 690         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
 691         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
 692         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
 693         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
 694         bio->bi_private = bmd;
 695 }
 696
 697 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
 698 {
 699         kfree(bmd->iovecs);
 700         kfree(bmd->sgvecs);
 701         kfree(bmd);
 702 }
 703
 704 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
 705                                                unsigned int iov_count,
 706                                                gfp_t gfp_mask)
 707 {
 708         struct bio_map_data *bmd;
 709
 710         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
 711                 return NULL;
 712
 713         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
 714         if (!bmd)
 715                 return NULL;
 716
 717         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
 718         if (!bmd->iovecs) {
 719                 kfree(bmd);
 720                 return NULL;
 721         }
 722
 723         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
 724         if (bmd->sgvecs)
 725                 return bmd;
 726
 727         kfree(bmd->iovecs);
 728         kfree(bmd);
 729         return NULL;
 730 }
 731
 732 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 733                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 734                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
 735 {
 736         int ret = 0, i;
 737         struct bio_vec *bvec;
 738         int iov_idx = 0;
 739         unsigned int iov_off = 0;
 740
 741         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
 742                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
 743                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
 744
 745                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
 746                         unsigned int bytes;
 747                         char __user *iov_addr;
 748
 749                         bytes = min_t(unsigned int,
 750                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
 751                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 752
 753                         if (!ret) {
 754                                 if (to_user)
 755                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
 756                                                            bytes);
 757
 758                                 if (from_user)
 759                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
 760                                                              bytes);
 761
 762                                 if (ret)
 763                                         ret = -EFAULT;
 764                         }
 765
 766                         bv_len -= bytes;
 767                         bv_addr += bytes;
 768                         iov_addr += bytes;
 769                         iov_off += bytes;
 770
 771                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
 772                                 iov_idx++;
 773                                 iov_off = 0;
 774                         }
 775                 }
 776
 777                 if (do_free_page)
 778                         __free_page(bvec->bv_page);
 779         }
 780
 781         return ret;
 782 }
 783
 784 /**
 785  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
 786  *      @bio: bio being terminated
 787  *
 788  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
 789  *      to user space in case of a read.
 790  */
 791 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 792 {
 793         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
 794         int ret = 0;
 795
 796         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
 797                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
 798                                      bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
 799                                      0, bmd->is_our_pages);
 800         bio_free_map_data(bmd);
 801         bio_put(bio);
 802         return ret;
 803 }
 804 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
 805
 806 /**
 807  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
 808  *      @q: destination block queue
 809  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 810  *      @iov:   the iovec.
 811  *      @iov_count: number of elements in the iovec
 812  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 813  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 814  *
 815  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 816  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 817  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 818  */
 819 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
 820                               struct rq_map_data *map_data,
 821                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 822                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 823 {
 824         struct bio_map_data *bmd;
 825         struct bio_vec *bvec;
 826         struct page *page;
 827         struct bio *bio;
 828         int i, ret;
 829         int nr_pages = 0;
 830         unsigned int len = 0;
 831         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 832
 833         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 834                 unsigned long uaddr;
 835                 unsigned long end;
 836                 unsigned long start;
 837
 838                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 839                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 840                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 841
 842                 /*
 843                  * Overflow, abort
 844                  */
 845                 if (end < start)
 846                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 847
 848                 nr_pages += end - start;
 849                 len += iov[i].iov_len;
 850         }
 851
 852         if (offset)
 853                 nr_pages++;
 854
 855         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
 856         if (!bmd)
 857                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 858
 859         ret = -ENOMEM;
 860         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 861         if (!bio)
 862                 goto out_bmd;
 863
 864         if (!write_to_vm)
 865                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
 866
 867         ret = 0;
 868
 869         if (map_data) {
 870                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
 871                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
 872         }
 873         while (len) {
 874                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 875
 876                 bytes -= offset;
 877
 878                 if (bytes > len)
 879                         bytes = len;
 880
 881                 if (map_data) {
 882                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
 883                                 ret = -ENOMEM;
 884                                 break;
 885                         }
 886
 887                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
 888                         page += (i % nr_pages);
 889
 890                         i++;
 891                 } else {
 892                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
 893                         if (!page) {
 894                                 ret = -ENOMEM;
 895                                 break;
 896                         }
 897                 }
 898
 899                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
 900                         break;
 901
 902                 len -= bytes;
 903                 offset = 0;
 904         }
 905
 906         if (ret)
 907                 goto cleanup;
 908
 909         /*
 910          * success
 911          */
 912         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
 913             (map_data && map_data->from_user)) {
 914                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
 915                 if (ret)
 916                         goto cleanup;
 917         }
 918
 919         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
 920         return bio;
 921 cleanup:
 922         if (!map_data)
 923                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
 924                         __free_page(bvec->bv_page);
 925
 926         bio_put(bio);
 927 out_bmd:
 928         bio_free_map_data(bmd);
 929         return ERR_PTR(ret);
 930 }
 931
 932 /**
 933  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
 934  *      @q: destination block queue
 935  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 936  *      @uaddr: start of user address
 937  *      @len: length in bytes
 938  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 939  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 940  *
 941  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 942  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 943  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 944  */
 945 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
 946                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
 947                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 948 {
 949         struct sg_iovec iov;
 950
 951         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
 952         iov.iov_len = len;
 953
 954         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 955 }
 956 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
 957
 958 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
 959                                       struct block_device *bdev,
 960                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 961                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 962 {
 963         int i, j;
 964         int nr_pages = 0;
 965         struct page **pages;
 966         struct bio *bio;
 967         int cur_page = 0;
 968         int ret, offset;
 969
 970         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 971                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 972                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 973                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 974                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 975
 976                 /*
 977                  * Overflow, abort
 978                  */
 979                 if (end < start)
 980                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 981
 982                 nr_pages += end - start;
 983                 /*
 984                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
 985                  */
 986                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
 987                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 988         }
 989
 990         if (!nr_pages)
 991                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 992
 993         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 994         if (!bio)
 995                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 996
 997         ret = -ENOMEM;
 998         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
 999         if (!pages)
1000                 goto out;
1001
1002         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1003                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1004                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1005                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1006                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1007                 const int local_nr_pages = end - start;
1008                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1009
1010                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1011                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1012                 if (ret < local_nr_pages) {
1013                         ret = -EFAULT;
1014                         goto out_unmap;
1015                 }
1016
1017                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1018                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1019                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1020
1021                         if (len <= 0)
1022                                 break;
1023
1024                         if (bytes > len)
1025                                 bytes = len;
1026
1027                         /*
1028                          * sorry...
1029                          */
1030                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1031                                             bytes)
1032                                 break;
1033
1034                         len -= bytes;
1035                         offset = 0;
1036                 }
1037
1038                 cur_page = j;
1039                 /*
1040                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1041                  */
1042                 while (j < page_limit)
1043                         page_cache_release(pages[j++]);
1044         }
1045
1046         kfree(pages);
1047
1048         /*
1049          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1050          */
1051         if (!write_to_vm)
1052                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1053
1054         bio->bi_bdev = bdev;
1055         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1056         return bio;
1057
1058  out_unmap:
1059         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1060                 if(!pages[i])
1061                         break;
1062                 page_cache_release(pages[i]);
1063         }
1064  out:
1065         kfree(pages);
1066         bio_put(bio);
1067         return ERR_PTR(ret);
1068 }
1069
1070 /**
1071  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1072  *      @q: the struct request_queue for the bio
1073  *      @bdev: destination block device
1074  *      @uaddr: start of user address
1075  *      @len: length in bytes
1076  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1077  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1078  *
1079  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1080  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1081  */
1082 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1083                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1084                          gfp_t gfp_mask)
1085 {
1086         struct sg_iovec iov;
1087
1088         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1089         iov.iov_len = len;
1090
1091         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1094
1095 /**
1096  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1097  *      @q: the struct request_queue for the bio
1098  *      @bdev: destination block device
1099  *      @iov:   the iovec.
1100  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1101  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1102  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1103  *
1104  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1105  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1106  */
1107 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1108                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1109                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1110 {
1111         struct bio *bio;
1112
1113         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1114                                  gfp_mask);
1115         if (IS_ERR(bio))
1116                 return bio;
1117
1118         /*
1119          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1120          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1121          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1122          * reference to it
1123          */
1124         bio_get(bio);
1125
1126         return bio;
1127 }
1128
1129 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1130 {
1131         struct bio_vec *bvec;
1132         int i;
1133
1134         /*
1135          * make sure we dirty pages we wrote to
1136          */
1137         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1138                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1139                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1140
1141                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1142         }
1143
1144         bio_put(bio);
1145 }
1146
1147 /**
1148  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1149  *      @bio:           the bio being unmapped
1150  *
1151  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1152  *      a process context.
1153  *
1154  *      bio_unmap_user() may sleep.
1155  */
1156 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1157 {
1158         __bio_unmap_user(bio);
1159         bio_put(bio);
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1162
1163 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1164 {
1165         bio_put(bio);
1166 }
1167
1168 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1169                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1170 {
1171         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1172         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1173         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1174         const int nr_pages = end - start;
1175         int offset, i;
1176         struct bio *bio;
1177
1178         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1179         if (!bio)
1180                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1181
1182         offset = offset_in_page(kaddr);
1183         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1184                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1185
1186                 if (len <= 0)
1187                         break;
1188
1189                 if (bytes > len)
1190                         bytes = len;
1191
1192                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1193                                     offset) < bytes)
1194                         break;
1195
1196                 data += bytes;
1197                 len -= bytes;
1198                 offset = 0;
1199         }
1200
1201         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1202         return bio;
1203 }
1204
1205 /**
1206  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1207  *      @q: the struct request_queue for the bio
1208  *      @data: pointer to buffer to map
1209  *      @len: length in bytes
1210  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1211  *
1212  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1213  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1214  */
1215 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1216                          gfp_t gfp_mask)
1217 {
1218         struct bio *bio;
1219
1220         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1221         if (IS_ERR(bio))
1222                 return bio;
1223
1224         if (bio->bi_size == len)
1225                 return bio;
1226
1227         /*
1228          * Don't support partial mappings.
1229          */
1230         bio_put(bio);
1231         return ERR_PTR(-EINVAL);
1232 }
1233 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1234
1235 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1236 {
1237         struct bio_vec *bvec;
1238         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1239         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1240         int i;
1241         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1242
1243         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1244                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1245                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1246
1247                 if (read)
1248                         memcpy(p, addr, len);
1249
1250                 __free_page(bvec->bv_page);
1251                 p += len;
1252         }
1253
1254         bio_free_map_data(bmd);
1255         bio_put(bio);
1256 }
1257
1258 /**
1259  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1260  *      @q: the struct request_queue for the bio
1261  *      @data: pointer to buffer to copy
1262  *      @len: length in bytes
1263  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1264  *      @reading: data direction is READ
1265  *
1266  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1267  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1268  */
1269 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1270                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1271 {
1272         struct bio *bio;
1273         struct bio_vec *bvec;
1274         int i;
1275
1276         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1277         if (IS_ERR(bio))
1278                 return bio;
1279
1280         if (!reading) {
1281                 void *p = data;
1282
1283                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1284                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1285
1286                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1287                         p += bvec->bv_len;
1288                 }
1289         }
1290
1291         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1292
1293         return bio;
1294 }
1295 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1296
1297 /*
1298  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1299  * for performing direct-IO in BIOs.
1300  *
1301  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1302  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1303  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1304  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1305  * in process context.
1306  *
1307  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1308  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1309  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1310  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1311  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1312  *
1313  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1314  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1315  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1316  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1317  * pagecache.
1318  *
1319  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1320  * deferred bio dirtying paths.
1321  */
1322
1323 /*
1324  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1325  */
1326 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1327 {
1328         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1329         int i;
1330
1331         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1332                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1333
1334                 if (page && !PageCompound(page))
1335                         set_page_dirty_lock(page);
1336         }
1337 }
1338
1339 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1340 {
1341         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1342         int i;
1343
1344         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1345                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1346
1347                 if (page)
1348                         put_page(page);
1349         }
1350 }
1351
1352 /*
1353  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1354  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1355  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1356  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1357  *
1358  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1359  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1360  * run one bio_put() against the BIO.
1361  */
1362
1363 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1364
1365 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1366 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1367 static struct bio *bio_dirty_list;
1368
1369 /*
1370  * This runs in process context
1371  */
1372 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1373 {
1374         unsigned long flags;
1375         struct bio *bio;
1376
1377         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1378         bio = bio_dirty_list;
1379         bio_dirty_list = NULL;
1380         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1381
1382         while (bio) {
1383                 struct bio *next = bio->bi_private;
1384
1385                 bio_set_pages_dirty(bio);
1386                 bio_release_pages(bio);
1387                 bio_put(bio);
1388                 bio = next;
1389         }
1390 }
1391
1392 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1393 {
1394         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1395         int nr_clean_pages = 0;
1396         int i;
1397
1398         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1399                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1400
1401                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1402                         page_cache_release(page);
1403                         bvec[i].bv_page = NULL;
1404                 } else {
1405                         nr_clean_pages++;
1406                 }
1407         }
1408
1409         if (nr_clean_pages) {
1410                 unsigned long flags;
1411
1412                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1413                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1414                 bio_dirty_list = bio;
1415                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1416                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1417         } else {
1418                 bio_put(bio);
1419         }
1420 }
1421
1422 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1423 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1424 {
1425         int i;
1426         struct bio_vec *bvec;
1427
1428         bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
1429                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1432 #endif
1433
1434 /**
1435  * bio_endio - end I/O on a bio
1436  * @bio:        bio
1437  * @error:      error, if any
1438  *
1439  * Description:
1440  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1441  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1442  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1443  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1444  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1445  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1446  *   function.
1447  **/
1448 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1449 {
1450         if (error)
1451                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1452         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1453                 error = -EIO;
1454
1455         if (bio->bi_end_io)
1456                 bio->bi_end_io(bio, error);
1457 }
1458 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1459
1460 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1461 {
1462         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1463                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1464
1465                 bio_endio(master, bp->error);
1466                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1467         }
1468 }
1469 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1470
1471 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1472 {
1473         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1474
1475         if (err)
1476                 bp->error = err;
1477
1478         bio_pair_release(bp);
1479 }
1480
1481 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1482 {
1483         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1484
1485         if (err)
1486                 bp->error = err;
1487
1488         bio_pair_release(bp);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1493  */
1494 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1495 {
1496         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1497
1498         if (!bp)
1499                 return bp;
1500
1501         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1502                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1503
1504         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1505         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1506         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1507         bp->error = 0;
1508         bp->bio1 = *bi;
1509         bp->bio2 = *bi;
1510         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1511         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1512         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1513
1514         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1515         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1516         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1517         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1518         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1519
1520         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1521         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1522
1523         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1524         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1525
1526         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1527         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1528
1529         bp->bio1.bi_private = bi;
1530         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1531
1532         if (bio_integrity(bi))
1533                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1534
1535         return bp;
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1538
1539 /**
1540  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1541  *      @bio:           bio to inspect
1542  *      @index:         bio_vec index
1543  *      @offset:        offset in bv_page
1544  *
1545  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1546  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1547  *      within that vector's page.
1548  */
1549 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1550                            unsigned int offset)
1551 {
1552         unsigned int sector_sz;
1553         struct bio_vec *bv;
1554         sector_t sectors;
1555         int i;
1556
1557         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1558         sectors = 0;
1559
1560         if (index >= bio->bi_idx)
1561                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1562
1563         __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
1564                 if (i == index) {
1565                         if (offset > bv->bv_offset)
1566                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1567                         break;
1568                 }
1569
1570                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1571         }
1572
1573         return sectors;
1574 }
1575 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1576
1577 /*
1578  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1579  * use the global biovec slabs created for general use.
1580  */
1581 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1582 {
1583         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1584
1585         bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1586         if (!bs->bvec_pool)
1587                 return -ENOMEM;
1588
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1593 {
1594         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1595 }
1596
1597 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1598 {
1599         if (bs->bio_pool)
1600                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1601
1602         bioset_integrity_free(bs);
1603         biovec_free_pools(bs);
1604         bio_put_slab(bs);
1605
1606         kfree(bs);
1607 }
1608 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1609
1610 /**
1611  * bioset_create  - Create a bio_set
1612  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1613  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1614  *
1615  * Description:
1616  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1617  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1618  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1619  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1620  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1621  *    or things will break badly.
1622  */
1623 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1624 {
1625         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1626         struct bio_set *bs;
1627
1628         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1629         if (!bs)
1630                 return NULL;
1631
1632         bs->front_pad = front_pad;
1633
1634         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1635         if (!bs->bio_slab) {
1636                 kfree(bs);
1637                 return NULL;
1638         }
1639
1640         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1641         if (!bs->bio_pool)
1642                 goto bad;
1643
1644         if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
1645                 return bs;
1646
1647 bad:
1648         bioset_free(bs);
1649         return NULL;
1650 }
1651 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1652
1653 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1654 /**
1655  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1656  * @bio: target bio
1657  *
1658  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1659  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1660  * task actually issues it.
1661  *
1662  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1663  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1664  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1665  * calls to this function.
1666  */
1667 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1668 {
1669         struct io_context *ioc;
1670         struct cgroup_subsys_state *css;
1671
1672         if (bio->bi_ioc)
1673                 return -EBUSY;
1674
1675         ioc = current->io_context;
1676         if (!ioc)
1677                 return -ENOENT;
1678
1679         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1680         get_io_context_active(ioc);
1681         bio->bi_ioc = ioc;
1682
1683         /* associate blkcg if exists */
1684         rcu_read_lock();
1685         css = task_subsys_state(current, blkio_subsys_id);
1686         if (css && css_tryget(css))
1687                 bio->bi_css = css;
1688         rcu_read_unlock();
1689
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 /**
1694  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1695  * @bio: target bio
1696  */
1697 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1698 {
1699         if (bio->bi_ioc) {
1700                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1701                 bio->bi_ioc = NULL;
1702         }
1703         if (bio->bi_css) {
1704                 css_put(bio->bi_css);
1705                 bio->bi_css = NULL;
1706         }
1707 }
1708
1709 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1710
1711 static void __init biovec_init_slabs(void)
1712 {
1713         int i;
1714
1715         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1716                 int size;
1717                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1718
1719                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1720                         bvs->slab = NULL;
1721                         continue;
1722                 }
1723
1724                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1725                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1726                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1727         }
1728 }
1729
1730 static int __init init_bio(void)
1731 {
1732         bio_slab_max = 2;
1733         bio_slab_nr = 0;
1734         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1735         if (!bio_slabs)
1736                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1737
1738         bio_integrity_init();
1739         biovec_init_slabs();
1740
1741         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1742         if (!fs_bio_set)
1743                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1744
1745         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
1746                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
1747
1748         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1749                                                      sizeof(struct bio_pair));
1750         if (!bio_split_pool)
1751                 panic("bio: can't create split pool\n");
1752
1753         return 0;
1754 }
1755 subsys_initcall(init_bio);