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