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 <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
  29
  30 #include <trace/events/block.h>
  31
  32 /*
  33  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
  34  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
  35  */
  36 #define BIO_INLINE_VECS         4
  37
  38 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
  39
  40 /*
  41  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
  42  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
  43  * unsigned short
  44  */
  45 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
  46 struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
  47         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
  48 };
  49 #undef BV
  50
  51 /*
  52  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
  53  * IO code that does not need private memory pools.
  54  */
  55 struct bio_set *fs_bio_set;
  56
  57 /*
  58  * Our slab pool management
  59  */
  60 struct bio_slab {
  61         struct kmem_cache *slab;
  62         unsigned int slab_ref;
  63         unsigned int slab_size;
  64         char name[8];
  65 };
  66 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
  67 static struct bio_slab *bio_slabs;
  68 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
  69
  70 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
  71 {
  72         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
  73         struct kmem_cache *slab = NULL;
  74         struct bio_slab *bslab;
  75         unsigned int i, entry = -1;
  76
  77         mutex_lock(&bio_slab_lock);
  78
  79         i = 0;
  80         while (i < bio_slab_nr) {
  81                 struct bio_slab *bslab = &bio_slabs[i];
  82
  83                 if (!bslab->slab && entry == -1)
  84                         entry = i;
  85                 else if (bslab->slab_size == sz) {
  86                         slab = bslab->slab;
  87                         bslab->slab_ref++;
  88                         break;
  89                 }
  90                 i++;
  91         }
  92
  93         if (slab)
  94                 goto out_unlock;
  95
  96         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
  97                 bio_slab_max <<= 1;
  98                 bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
  99                                      bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
 100                                      GFP_KERNEL);
 101                 if (!bio_slabs)
 102                         goto out_unlock;
 103         }
 104         if (entry == -1)
 105                 entry = bio_slab_nr++;
 106
 107         bslab = &bio_slabs[entry];
 108
 109         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
 110         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 111         if (!slab)
 112                 goto out_unlock;
 113
 114         printk("bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
 115         bslab->slab = slab;
 116         bslab->slab_ref = 1;
 117         bslab->slab_size = sz;
 118 out_unlock:
 119         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 120         return slab;
 121 }
 122
 123 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
 124 {
 125         struct bio_slab *bslab = NULL;
 126         unsigned int i;
 127
 128         mutex_lock(&bio_slab_lock);
 129
 130         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
 131                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
 132                         bslab = &bio_slabs[i];
 133                         break;
 134                 }
 135         }
 136
 137         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
 138                 goto out;
 139
 140         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
 141
 142         if (--bslab->slab_ref)
 143                 goto out;
 144
 145         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
 146         bslab->slab = NULL;
 147
 148 out:
 149         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 150 }
 151
 152 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 153 {
 154         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 155 }
 156
 157 void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
 158 {
 159         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
 160
 161         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
 162                 mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
 163         else {
 164                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
 165
 166                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
 167         }
 168 }
 169
 170 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
 171                               struct bio_set *bs)
 172 {
 173         struct bio_vec *bvl;
 174
 175         /*
 176          * see comment near bvec_array define!
 177          */
 178         switch (nr) {
 179         case 1:
 180                 *idx = 0;
 181                 break;
 182         case 2 ... 4:
 183                 *idx = 1;
 184                 break;
 185         case 5 ... 16:
 186                 *idx = 2;
 187                 break;
 188         case 17 ... 64:
 189                 *idx = 3;
 190                 break;
 191         case 65 ... 128:
 192                 *idx = 4;
 193                 break;
 194         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
 195                 *idx = 5;
 196                 break;
 197         default:
 198                 return NULL;
 199         }
 200
 201         /*
 202          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
 203          * 1-vec entry pool is mempool backed.
 204          */
 205         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
 206 fallback:
 207                 bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
 208         } else {
 209                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
 210                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
 211
 212                 /*
 213                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
 214                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
 215                  * in case of failure.
 216                  */
 217                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 218
 219                 /*
 220                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
 221                  * is set, retry with the 1-entry mempool
 222                  */
 223                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
 224                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
 225                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
 226                         goto fallback;
 227                 }
 228         }
 229
 230         return bvl;
 231 }
 232
 233 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bs)
 234 {
 235         void *p;
 236
 237         if (bio_has_allocated_vec(bio))
 238                 bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 239
 240         if (bio_integrity(bio))
 241                 bio_integrity_free(bio);
 242
 243         /*
 244          * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
 245          */
 246         p = bio;
 247         if (bs->front_pad)
 248                 p -= bs->front_pad;
 249
 250         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 251 }
 252
 253 void bio_init(struct bio *bio)
 254 {
 255         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
 256         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
 257         bio->bi_comp_cpu = -1;
 258         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 259 }
 260
 261 /**
 262  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
 263  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 264  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 265  * @bs:         the bio_set to allocate from. If %NULL, just use kmalloc
 266  *
 267  * Description:
 268  *   bio_alloc_bioset will first try its own mempool to satisfy the allocation.
 269  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
 270  *   for a &struct bio to become free. If a %NULL @bs is passed in, we will
 271  *   fall back to just using @kmalloc to allocate the required memory.
 272  *
 273  *   Note that the caller must set ->bi_destructor on succesful return
 274  *   of a bio, to do the appropriate freeing of the bio once the reference
 275  *   count drops to zero.
 276  **/
 277 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 278 {
 279         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
 280         struct bio_vec *bvl = NULL;
 281         struct bio *bio;
 282         void *p;
 283
 284         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
 285         if (unlikely(!p))
 286                 return NULL;
 287         bio = p + bs->front_pad;
 288
 289         bio_init(bio);
 290
 291         if (unlikely(!nr_iovecs))
 292                 goto out_set;
 293
 294         if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
 295                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
 296                 nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
 297         } else {
 298                 bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
 299                 if (unlikely(!bvl))
 300                         goto err_free;
 301
 302                 nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
 303         }
 304 out_set:
 305         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
 306         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 307         bio->bi_io_vec = bvl;
 308         return bio;
 309
 310 err_free:
 311         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 312         return NULL;
 313 }
 314
 315 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
 316 {
 317         bio_free(bio, fs_bio_set);
 318 }
 319
 320 /**
 321  *      bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
 322  *      @gfp_mask: allocation mask to use
 323  *      @nr_iovecs: number of iovecs
 324  *
 325  *      Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask
 326  *      contains __GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
 327  *
 328  *      RETURNS:
 329  *      Pointer to new bio on success, NULL on failure.
 330  */
 331 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 332 {
 333         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
 334
 335         if (bio)
 336                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 337
 338         return bio;
 339 }
 340
 341 static void bio_kmalloc_destructor(struct bio *bio)
 342 {
 343         if (bio_integrity(bio))
 344                 bio_integrity_free(bio);
 345         kfree(bio);
 346 }
 347
 348 /**
 349  * bio_alloc - allocate a bio for I/O
 350  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 351  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 352  *
 353  * Description:
 354  *   bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
 355  *   at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
 356  *   fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset.
 357  *
 358  *   If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
 359  *   a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
 360  *   must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
 361  *   that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
 362  *   allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
 363  *   do so can cause livelocks under memory pressure.
 364  *
 365  **/
 366 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 367 {
 368         struct bio *bio;
 369
 370         bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
 371                       gfp_mask);
 372         if (unlikely(!bio))
 373                 return NULL;
 374
 375         bio_init(bio);
 376         bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 377         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 378         bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
 379         bio->bi_destructor = bio_kmalloc_destructor;
 380
 381         return bio;
 382 }
 383
 384 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 385 {
 386         unsigned long flags;
 387         struct bio_vec *bv;
 388         int i;
 389
 390         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
 391                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
 392                 memset(data, 0, bv->bv_len);
 393                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
 394                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
 395         }
 396 }
 397 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
 398
 399 /**
 400  * bio_put - release a reference to a bio
 401  * @bio:   bio to release reference to
 402  *
 403  * Description:
 404  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
 405  *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
 406  **/
 407 void bio_put(struct bio *bio)
 408 {
 409         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
 410
 411         /*
 412          * last put frees it
 413          */
 414         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
 415                 bio->bi_next = NULL;
 416                 bio->bi_destructor(bio);
 417         }
 418 }
 419
 420 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 421 {
 422         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
 423                 blk_recount_segments(q, bio);
 424
 425         return bio->bi_phys_segments;
 426 }
 427
 428 /**
 429  *      __bio_clone     -       clone a bio
 430  *      @bio: destination bio
 431  *      @bio_src: bio to clone
 432  *
 433  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
 434  *      the actual data it points to. Reference count of returned
 435  *      bio will be one.
 436  */
 437 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
 438 {
 439         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
 440                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
 441
 442         /*
 443          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
 444          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
 445          */
 446         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
 447         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
 448         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
 449         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
 450         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
 451         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
 452         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 453 }
 454
 455 /**
 456  *      bio_clone       -       clone a bio
 457  *      @bio: bio to clone
 458  *      @gfp_mask: allocation priority
 459  *
 460  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
 461  */
 462 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 463 {
 464         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
 465
 466         if (!b)
 467                 return NULL;
 468
 469         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 470         __bio_clone(b, bio);
 471
 472         if (bio_integrity(bio)) {
 473                 int ret;
 474
 475                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
 476
 477                 if (ret < 0) {
 478                         bio_put(b);
 479                         return NULL;
 480                 }
 481         }
 482
 483         return b;
 484 }
 485
 486 /**
 487  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
 488  *      @bdev:  I/O target
 489  *
 490  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
 491  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
 492  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
 493  *      on offset.
 494  */
 495 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
 496 {
 497         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 498         int nr_pages;
 499
 500         nr_pages = ((queue_max_sectors(q) << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 501         if (nr_pages > queue_max_phys_segments(q))
 502                 nr_pages = queue_max_phys_segments(q);
 503         if (nr_pages > queue_max_hw_segments(q))
 504                 nr_pages = queue_max_hw_segments(q);
 505
 506         return nr_pages;
 507 }
 508
 509 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 510                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 511                           unsigned short max_sectors)
 512 {
 513         int retried_segments = 0;
 514         struct bio_vec *bvec;
 515
 516         /*
 517          * cloned bio must not modify vec list
 518          */
 519         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
 520                 return 0;
 521
 522         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
 523                 return 0;
 524
 525         /*
 526          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
 527          * we will often be called with the same page as last time and
 528          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
 529          */
 530         if (bio->bi_vcnt > 0) {
 531                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
 532
 533                 if (page == prev->bv_page &&
 534                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
 535                         prev->bv_len += len;
 536
 537                         if (q->merge_bvec_fn) {
 538                                 struct bvec_merge_data bvm = {
 539                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 540                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 541                                         .bi_size = bio->bi_size,
 542                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 543                                 };
 544
 545                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < len) {
 546                                         prev->bv_len -= len;
 547                                         return 0;
 548                                 }
 549                         }
 550
 551                         goto done;
 552                 }
 553         }
 554
 555         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
 556                 return 0;
 557
 558         /*
 559          * we might lose a segment or two here, but rather that than
 560          * make this too complex.
 561          */
 562
 563         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_phys_segments(q)
 564                || bio->bi_phys_segments >= queue_max_hw_segments(q)) {
 565
 566                 if (retried_segments)
 567                         return 0;
 568
 569                 retried_segments = 1;
 570                 blk_recount_segments(q, bio);
 571         }
 572
 573         /*
 574          * setup the new entry, we might clear it again later if we
 575          * cannot add the page
 576          */
 577         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
 578         bvec->bv_page = page;
 579         bvec->bv_len = len;
 580         bvec->bv_offset = offset;
 581
 582         /*
 583          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
 584          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
 585          * queue to get further control
 586          */
 587         if (q->merge_bvec_fn) {
 588                 struct bvec_merge_data bvm = {
 589                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 590                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 591                         .bi_size = bio->bi_size,
 592                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 593                 };
 594
 595                 /*
 596                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
 597                  * at this offset
 598                  */
 599                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < len) {
 600                         bvec->bv_page = NULL;
 601                         bvec->bv_len = 0;
 602                         bvec->bv_offset = 0;
 603                         return 0;
 604                 }
 605         }
 606
 607         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
 608         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
 609                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 610
 611         bio->bi_vcnt++;
 612         bio->bi_phys_segments++;
 613  done:
 614         bio->bi_size += len;
 615         return len;
 616 }
 617
 618 /**
 619  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
 620  *      @q: the target queue
 621  *      @bio: destination bio
 622  *      @page: page to add
 623  *      @len: vec entry length
 624  *      @offset: vec entry offset
 625  *
 626  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 627  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
 628  *      device limitations. The target block device must allow bio's
 629  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
 630  *      page to an empty bio. This should only be used by REQ_PC bios.
 631  */
 632 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
 633                     unsigned int len, unsigned int offset)
 634 {
 635         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
 636                               queue_max_hw_sectors(q));
 637 }
 638
 639 /**
 640  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
 641  *      @bio: destination bio
 642  *      @page: page to add
 643  *      @len: vec entry length
 644  *      @offset: vec entry offset
 645  *
 646  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 647  *      number of reasons, such as the bio being full or target block
 648  *      device limitations. The target block device must allow bio's
 649  *      smaller than PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single
 650  *      page to an empty bio.
 651  */
 652 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
 653                  unsigned int offset)
 654 {
 655         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 656         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 657 }
 658
 659 struct bio_map_data {
 660         struct bio_vec *iovecs;
 661         struct sg_iovec *sgvecs;
 662         int nr_sgvecs;
 663         int is_our_pages;
 664 };
 665
 666 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
 667                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 668                              int is_our_pages)
 669 {
 670         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
 671         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
 672         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
 673         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
 674         bio->bi_private = bmd;
 675 }
 676
 677 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
 678 {
 679         kfree(bmd->iovecs);
 680         kfree(bmd->sgvecs);
 681         kfree(bmd);
 682 }
 683
 684 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
 685                                                gfp_t gfp_mask)
 686 {
 687         struct bio_map_data *bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
 688
 689         if (!bmd)
 690                 return NULL;
 691
 692         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
 693         if (!bmd->iovecs) {
 694                 kfree(bmd);
 695                 return NULL;
 696         }
 697
 698         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
 699         if (bmd->sgvecs)
 700                 return bmd;
 701
 702         kfree(bmd->iovecs);
 703         kfree(bmd);
 704         return NULL;
 705 }
 706
 707 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 708                           struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy,
 709                           int do_free_page)
 710 {
 711         int ret = 0, i;
 712         struct bio_vec *bvec;
 713         int iov_idx = 0;
 714         unsigned int iov_off = 0;
 715         int read = bio_data_dir(bio) == READ;
 716
 717         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
 718                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
 719                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
 720
 721                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
 722                         unsigned int bytes;
 723                         char __user *iov_addr;
 724
 725                         bytes = min_t(unsigned int,
 726                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
 727                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 728
 729                         if (!ret) {
 730                                 if (!read && !uncopy)
 731                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
 732                                                              bytes);
 733                                 if (read && uncopy)
 734                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
 735                                                            bytes);
 736
 737                                 if (ret)
 738                                         ret = -EFAULT;
 739                         }
 740
 741                         bv_len -= bytes;
 742                         bv_addr += bytes;
 743                         iov_addr += bytes;
 744                         iov_off += bytes;
 745
 746                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
 747                                 iov_idx++;
 748                                 iov_off = 0;
 749                         }
 750                 }
 751
 752                 if (do_free_page)
 753                         __free_page(bvec->bv_page);
 754         }
 755
 756         return ret;
 757 }
 758
 759 /**
 760  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
 761  *      @bio: bio being terminated
 762  *
 763  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
 764  *      to user space in case of a read.
 765  */
 766 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 767 {
 768         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
 769         int ret = 0;
 770
 771         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
 772                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
 773                                      bmd->nr_sgvecs, 1, bmd->is_our_pages);
 774         bio_free_map_data(bmd);
 775         bio_put(bio);
 776         return ret;
 777 }
 778
 779 /**
 780  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
 781  *      @q: destination block queue
 782  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 783  *      @iov:   the iovec.
 784  *      @iov_count: number of elements in the iovec
 785  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 786  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 787  *
 788  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 789  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 790  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 791  */
 792 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
 793                               struct rq_map_data *map_data,
 794                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 795                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 796 {
 797         struct bio_map_data *bmd;
 798         struct bio_vec *bvec;
 799         struct page *page;
 800         struct bio *bio;
 801         int i, ret;
 802         int nr_pages = 0;
 803         unsigned int len = 0;
 804         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 805
 806         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 807                 unsigned long uaddr;
 808                 unsigned long end;
 809                 unsigned long start;
 810
 811                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 812                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 813                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 814
 815                 nr_pages += end - start;
 816                 len += iov[i].iov_len;
 817         }
 818
 819         if (offset)
 820                 nr_pages++;
 821
 822         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
 823         if (!bmd)
 824                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 825
 826         ret = -ENOMEM;
 827         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 828         if (!bio)
 829                 goto out_bmd;
 830
 831         bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
 832
 833         ret = 0;
 834
 835         if (map_data) {
 836                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
 837                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
 838         }
 839         while (len) {
 840                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 841
 842                 bytes -= offset;
 843
 844                 if (bytes > len)
 845                         bytes = len;
 846
 847                 if (map_data) {
 848                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
 849                                 ret = -ENOMEM;
 850                                 break;
 851                         }
 852
 853                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
 854                         page += (i % nr_pages);
 855
 856                         i++;
 857                 } else {
 858                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
 859                         if (!page) {
 860                                 ret = -ENOMEM;
 861                                 break;
 862                         }
 863                 }
 864
 865                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
 866                         break;
 867
 868                 len -= bytes;
 869                 offset = 0;
 870         }
 871
 872         if (ret)
 873                 goto cleanup;
 874
 875         /*
 876          * success
 877          */
 878         if (!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) {
 879                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 0);
 880                 if (ret)
 881                         goto cleanup;
 882         }
 883
 884         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
 885         return bio;
 886 cleanup:
 887         if (!map_data)
 888                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
 889                         __free_page(bvec->bv_page);
 890
 891         bio_put(bio);
 892 out_bmd:
 893         bio_free_map_data(bmd);
 894         return ERR_PTR(ret);
 895 }
 896
 897 /**
 898  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
 899  *      @q: destination block queue
 900  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 901  *      @uaddr: start of user address
 902  *      @len: length in bytes
 903  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 904  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 905  *
 906  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 907  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 908  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 909  */
 910 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
 911                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
 912                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 913 {
 914         struct sg_iovec iov;
 915
 916         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
 917         iov.iov_len = len;
 918
 919         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 920 }
 921
 922 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
 923                                       struct block_device *bdev,
 924                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 925                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 926 {
 927         int i, j;
 928         int nr_pages = 0;
 929         struct page **pages;
 930         struct bio *bio;
 931         int cur_page = 0;
 932         int ret, offset;
 933
 934         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 935                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 936                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 937                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 938                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 939
 940                 nr_pages += end - start;
 941                 /*
 942                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
 943                  */
 944                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
 945                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 946         }
 947
 948         if (!nr_pages)
 949                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 950
 951         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 952         if (!bio)
 953                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 954
 955         ret = -ENOMEM;
 956         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
 957         if (!pages)
 958                 goto out;
 959
 960         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 961                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 962                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 963                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 964                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 965                 const int local_nr_pages = end - start;
 966                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
 967
 968                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
 969                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
 970                 if (ret < local_nr_pages) {
 971                         ret = -EFAULT;
 972                         goto out_unmap;
 973                 }
 974
 975                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
 976                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
 977                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
 978
 979                         if (len <= 0)
 980                                 break;
 981
 982                         if (bytes > len)
 983                                 bytes = len;
 984
 985                         /*
 986                          * sorry...
 987                          */
 988                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
 989                                             bytes)
 990                                 break;
 991
 992                         len -= bytes;
 993                         offset = 0;
 994                 }
 995
 996                 cur_page = j;
 997                 /*
 998                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
 999                  */
1000                 while (j < page_limit)
1001                         page_cache_release(pages[j++]);
1002         }
1003
1004         kfree(pages);
1005
1006         /*
1007          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1008          */
1009         if (!write_to_vm)
1010                 bio->bi_rw |= (1 << BIO_RW);
1011
1012         bio->bi_bdev = bdev;
1013         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1014         return bio;
1015
1016  out_unmap:
1017         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1018                 if(!pages[i])
1019                         break;
1020                 page_cache_release(pages[i]);
1021         }
1022  out:
1023         kfree(pages);
1024         bio_put(bio);
1025         return ERR_PTR(ret);
1026 }
1027
1028 /**
1029  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1030  *      @q: the struct request_queue for the bio
1031  *      @bdev: destination block device
1032  *      @uaddr: start of user address
1033  *      @len: length in bytes
1034  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1035  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1036  *
1037  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1038  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1039  */
1040 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1041                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1042                          gfp_t gfp_mask)
1043 {
1044         struct sg_iovec iov;
1045
1046         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1047         iov.iov_len = len;
1048
1049         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1050 }
1051
1052 /**
1053  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1054  *      @q: the struct request_queue for the bio
1055  *      @bdev: destination block device
1056  *      @iov:   the iovec.
1057  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1058  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1059  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1060  *
1061  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1062  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1063  */
1064 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1065                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1066                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1067 {
1068         struct bio *bio;
1069
1070         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1071                                  gfp_mask);
1072         if (IS_ERR(bio))
1073                 return bio;
1074
1075         /*
1076          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1077          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1078          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1079          * reference to it
1080          */
1081         bio_get(bio);
1082
1083         return bio;
1084 }
1085
1086 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1087 {
1088         struct bio_vec *bvec;
1089         int i;
1090
1091         /*
1092          * make sure we dirty pages we wrote to
1093          */
1094         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1095                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1096                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1097
1098                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1099         }
1100
1101         bio_put(bio);
1102 }
1103
1104 /**
1105  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1106  *      @bio:           the bio being unmapped
1107  *
1108  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1109  *      a process context.
1110  *
1111  *      bio_unmap_user() may sleep.
1112  */
1113 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1114 {
1115         __bio_unmap_user(bio);
1116         bio_put(bio);
1117 }
1118
1119 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1120 {
1121         bio_put(bio);
1122 }
1123
1124
1125 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1126                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1127 {
1128         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1129         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1130         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1131         const int nr_pages = end - start;
1132         int offset, i;
1133         struct bio *bio;
1134
1135         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1136         if (!bio)
1137                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1138
1139         offset = offset_in_page(kaddr);
1140         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1141                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1142
1143                 if (len <= 0)
1144                         break;
1145
1146                 if (bytes > len)
1147                         bytes = len;
1148
1149                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1150                                     offset) < bytes)
1151                         break;
1152
1153                 data += bytes;
1154                 len -= bytes;
1155                 offset = 0;
1156         }
1157
1158         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1159         return bio;
1160 }
1161
1162 /**
1163  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1164  *      @q: the struct request_queue for the bio
1165  *      @data: pointer to buffer to map
1166  *      @len: length in bytes
1167  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1168  *
1169  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1170  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1171  */
1172 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1173                          gfp_t gfp_mask)
1174 {
1175         struct bio *bio;
1176
1177         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1178         if (IS_ERR(bio))
1179                 return bio;
1180
1181         if (bio->bi_size == len)
1182                 return bio;
1183
1184         /*
1185          * Don't support partial mappings.
1186          */
1187         bio_put(bio);
1188         return ERR_PTR(-EINVAL);
1189 }
1190
1191 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1192 {
1193         struct bio_vec *bvec;
1194         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1195         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1196         int i;
1197         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1198
1199         __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
1200                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1201                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1202
1203                 if (read)
1204                         memcpy(p, addr, len);
1205
1206                 __free_page(bvec->bv_page);
1207                 p += len;
1208         }
1209
1210         bio_free_map_data(bmd);
1211         bio_put(bio);
1212 }
1213
1214 /**
1215  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1216  *      @q: the struct request_queue for the bio
1217  *      @data: pointer to buffer to copy
1218  *      @len: length in bytes
1219  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1220  *      @reading: data direction is READ
1221  *
1222  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1223  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1224  */
1225 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1226                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1227 {
1228         struct bio *bio;
1229         struct bio_vec *bvec;
1230         int i;
1231
1232         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1233         if (IS_ERR(bio))
1234                 return bio;
1235
1236         if (!reading) {
1237                 void *p = data;
1238
1239                 bio_for_each_segment(bvec, bio, i) {
1240                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1241
1242                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1243                         p += bvec->bv_len;
1244                 }
1245         }
1246
1247         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1248
1249         return bio;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1254  * for performing direct-IO in BIOs.
1255  *
1256  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1257  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1258  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1259  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1260  * in process context.
1261  *
1262  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1263  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1264  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1265  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1266  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1267  *
1268  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1269  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1270  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1271  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1272  * pagecache.
1273  *
1274  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1275  * deferred bio dirtying paths.
1276  */
1277
1278 /*
1279  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1280  */
1281 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1282 {
1283         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1284         int i;
1285
1286         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1287                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1288
1289                 if (page && !PageCompound(page))
1290                         set_page_dirty_lock(page);
1291         }
1292 }
1293
1294 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1295 {
1296         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1297         int i;
1298
1299         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1300                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1301
1302                 if (page)
1303                         put_page(page);
1304         }
1305 }
1306
1307 /*
1308  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1309  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1310  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1311  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1312  *
1313  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1314  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1315  * run one bio_put() against the BIO.
1316  */
1317
1318 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1319
1320 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1321 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1322 static struct bio *bio_dirty_list;
1323
1324 /*
1325  * This runs in process context
1326  */
1327 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1328 {
1329         unsigned long flags;
1330         struct bio *bio;
1331
1332         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1333         bio = bio_dirty_list;
1334         bio_dirty_list = NULL;
1335         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1336
1337         while (bio) {
1338                 struct bio *next = bio->bi_private;
1339
1340                 bio_set_pages_dirty(bio);
1341                 bio_release_pages(bio);
1342                 bio_put(bio);
1343                 bio = next;
1344         }
1345 }
1346
1347 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1348 {
1349         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1350         int nr_clean_pages = 0;
1351         int i;
1352
1353         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1354                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1355
1356                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1357                         page_cache_release(page);
1358                         bvec[i].bv_page = NULL;
1359                 } else {
1360                         nr_clean_pages++;
1361                 }
1362         }
1363
1364         if (nr_clean_pages) {
1365                 unsigned long flags;
1366
1367                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1368                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1369                 bio_dirty_list = bio;
1370                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1371                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1372         } else {
1373                 bio_put(bio);
1374         }
1375 }
1376
1377 /**
1378  * bio_endio - end I/O on a bio
1379  * @bio:        bio
1380  * @error:      error, if any
1381  *
1382  * Description:
1383  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1384  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1385  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1386  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1387  *   something went wrong. Noone should call bi_end_io() directly on a
1388  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1389  *   function.
1390  **/
1391 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1392 {
1393         if (error)
1394                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1395         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1396                 error = -EIO;
1397
1398         if (bio->bi_end_io)
1399                 bio->bi_end_io(bio, error);
1400 }
1401
1402 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1403 {
1404         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1405                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1406
1407                 bio_endio(master, bp->error);
1408                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1409         }
1410 }
1411
1412 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1413 {
1414         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1415
1416         if (err)
1417                 bp->error = err;
1418
1419         bio_pair_release(bp);
1420 }
1421
1422 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1423 {
1424         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1425
1426         if (err)
1427                 bp->error = err;
1428
1429         bio_pair_release(bp);
1430 }
1431
1432 /*
1433  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1434  */
1435 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1436 {
1437         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1438
1439         if (!bp)
1440                 return bp;
1441
1442         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1443                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1444
1445         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1446         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1447         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1448         bp->error = 0;
1449         bp->bio1 = *bi;
1450         bp->bio2 = *bi;
1451         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1452         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1453         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1454
1455         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1456         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1457         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1458         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1459         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1460
1461         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1462         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1463
1464         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1465         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1466
1467         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1468         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1469
1470         bp->bio1.bi_private = bi;
1471         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1472
1473         if (bio_integrity(bi))
1474                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1475
1476         return bp;
1477 }
1478
1479 /**
1480  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1481  *      @bio:           bio to inspect
1482  *      @index:         bio_vec index
1483  *      @offset:        offset in bv_page
1484  *
1485  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1486  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1487  *      within that vector's page.
1488  */
1489 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1490                            unsigned int offset)
1491 {
1492         unsigned int sector_sz;
1493         struct bio_vec *bv;
1494         sector_t sectors;
1495         int i;
1496
1497         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1498         sectors = 0;
1499
1500         if (index >= bio->bi_idx)
1501                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1502
1503         __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
1504                 if (i == index) {
1505                         if (offset > bv->bv_offset)
1506                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1507                         break;
1508                 }
1509
1510                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1511         }
1512
1513         return sectors;
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1516
1517 /*
1518  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1519  * use the global biovec slabs created for general use.
1520  */
1521 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1522 {
1523         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1524
1525         bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1526         if (!bs->bvec_pool)
1527                 return -ENOMEM;
1528
1529         return 0;
1530 }
1531
1532 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1533 {
1534         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1535 }
1536
1537 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1538 {
1539         if (bs->bio_pool)
1540                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1541
1542         biovec_free_pools(bs);
1543         bio_put_slab(bs);
1544
1545         kfree(bs);
1546 }
1547
1548 /**
1549  * bioset_create  - Create a bio_set
1550  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1551  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1552  *
1553  * Description:
1554  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1555  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1556  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1557  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1558  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1559  *    or things will break badly.
1560  */
1561 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1562 {
1563         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1564         struct bio_set *bs;
1565
1566         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1567         if (!bs)
1568                 return NULL;
1569
1570         bs->front_pad = front_pad;
1571
1572         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1573         if (!bs->bio_slab) {
1574                 kfree(bs);
1575                 return NULL;
1576         }
1577
1578         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1579         if (!bs->bio_pool)
1580                 goto bad;
1581
1582         if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
1583                 return bs;
1584
1585 bad:
1586         bioset_free(bs);
1587         return NULL;
1588 }
1589
1590 static void __init biovec_init_slabs(void)
1591 {
1592         int i;
1593
1594         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1595                 int size;
1596                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1597
1598 #ifndef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1599                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1600                         bvs->slab = NULL;
1601                         continue;
1602                 }
1603 #endif
1604
1605                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1606                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1607                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1608         }
1609 }
1610
1611 static int __init init_bio(void)
1612 {
1613         bio_slab_max = 2;
1614         bio_slab_nr = 0;
1615         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1616         if (!bio_slabs)
1617                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1618
1619         biovec_init_slabs();
1620
1621         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1622         if (!fs_bio_set)
1623                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1624
1625         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1626                                                      sizeof(struct bio_pair));
1627         if (!bio_split_pool)
1628                 panic("bio: can't create split pool\n");
1629
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 subsys_initcall(init_bio);
1634
1635 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
1636 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
1637 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
1638 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
1639 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1640 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
1641 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
1642 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
1643 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
1644 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
1645 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
1646 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
1647 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1648 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1649 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1650 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1651 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1652 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1653 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1654 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1655 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1656 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1657 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);