block: Add an explicit bio flag for bios that own their bvec
[linux.git] / 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 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
59
60 /*
61  * Our slab pool management
62  */
63 struct bio_slab {
64         struct kmem_cache *slab;
65         unsigned int slab_ref;
66         unsigned int slab_size;
67         char name[8];
68 };
69 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
70 static struct bio_slab *bio_slabs;
71 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
72
73 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
74 {
75         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
76         struct kmem_cache *slab = NULL;
77         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
78         unsigned int new_bio_slab_max;
79         unsigned int i, entry = -1;
80
81         mutex_lock(&bio_slab_lock);
82
83         i = 0;
84         while (i < bio_slab_nr) {
85                 bslab = &bio_slabs[i];
86
87                 if (!bslab->slab && entry == -1)
88                         entry = i;
89                 else if (bslab->slab_size == sz) {
90                         slab = bslab->slab;
91                         bslab->slab_ref++;
92                         break;
93                 }
94                 i++;
95         }
96
97         if (slab)
98                 goto out_unlock;
99
100         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
101                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
102                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
103                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
104                                          GFP_KERNEL);
105                 if (!new_bio_slabs)
106                         goto out_unlock;
107                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
108                 bio_slabs = new_bio_slabs;
109         }
110         if (entry == -1)
111                 entry = bio_slab_nr++;
112
113         bslab = &bio_slabs[entry];
114
115         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
116         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
117         if (!slab)
118                 goto out_unlock;
119
120         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
121         bslab->slab = slab;
122         bslab->slab_ref = 1;
123         bslab->slab_size = sz;
124 out_unlock:
125         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
126         return slab;
127 }
128
129 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
130 {
131         struct bio_slab *bslab = NULL;
132         unsigned int i;
133
134         mutex_lock(&bio_slab_lock);
135
136         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
137                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
138                         bslab = &bio_slabs[i];
139                         break;
140                 }
141         }
142
143         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
144                 goto out;
145
146         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
147
148         if (--bslab->slab_ref)
149                 goto out;
150
151         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
152         bslab->slab = NULL;
153
154 out:
155         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
156 }
157
158 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
159 {
160         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
161 }
162
163 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
164 {
165         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
166
167         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
168                 mempool_free(bv, pool);
169         else {
170                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
171
172                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
173         }
174 }
175
176 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
177                            mempool_t *pool)
178 {
179         struct bio_vec *bvl;
180
181         /*
182          * see comment near bvec_array define!
183          */
184         switch (nr) {
185         case 1:
186                 *idx = 0;
187                 break;
188         case 2 ... 4:
189                 *idx = 1;
190                 break;
191         case 5 ... 16:
192                 *idx = 2;
193                 break;
194         case 17 ... 64:
195                 *idx = 3;
196                 break;
197         case 65 ... 128:
198                 *idx = 4;
199                 break;
200         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
201                 *idx = 5;
202                 break;
203         default:
204                 return NULL;
205         }
206
207         /*
208          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
209          * 1-vec entry pool is mempool backed.
210          */
211         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
212 fallback:
213                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
214         } else {
215                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
216                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
217
218                 /*
219                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
220                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
221                  * in case of failure.
222                  */
223                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
224
225                 /*
226                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
227                  * is set, retry with the 1-entry mempool
228                  */
229                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
230                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
231                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
232                         goto fallback;
233                 }
234         }
235
236         return bvl;
237 }
238
239 static void __bio_free(struct bio *bio)
240 {
241         bio_disassociate_task(bio);
242
243         if (bio_integrity(bio))
244                 bio_integrity_free(bio);
245 }
246
247 static void bio_free(struct bio *bio)
248 {
249         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
250         void *p;
251
252         __bio_free(bio);
253
254         if (bs) {
255                 if (bio_flagged(bio, BIO_OWNS_VEC))
256                         bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
257
258                 /*
259                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
260                  */
261                 p = bio;
262                 p -= bs->front_pad;
263
264                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
265         } else {
266                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
267                 kfree(bio);
268         }
269 }
270
271 void bio_init(struct bio *bio)
272 {
273         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
274         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
275         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
278
279 /**
280  * bio_reset - reinitialize a bio
281  * @bio:        bio to reset
282  *
283  * Description:
284  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
285  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
286  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
287  *   comment in struct bio.
288  */
289 void bio_reset(struct bio *bio)
290 {
291         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
292
293         __bio_free(bio);
294
295         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
296         bio->bi_flags = flags|(1 << BIO_UPTODATE);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
299
300 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
301 {
302         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
303         struct bio *bio;
304
305         while (1) {
306                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
307                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
308                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
309
310                 if (!bio)
311                         break;
312
313                 generic_make_request(bio);
314         }
315 }
316
317 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
318 {
319         struct bio_list punt, nopunt;
320         struct bio *bio;
321
322         /*
323          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
324          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
325          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
326          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
327          * our own rescuer would be bad.
328          *
329          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
330          * remove from the middle of the list:
331          */
332
333         bio_list_init(&punt);
334         bio_list_init(&nopunt);
335
336         while ((bio = bio_list_pop(current->bio_list)))
337                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
338
339         *current->bio_list = nopunt;
340
341         spin_lock(&bs->rescue_lock);
342         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
343         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
344
345         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
346 }
347
348 /**
349  * bio_alloc_bioset - 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  * @bs:         the bio_set to allocate from.
353  *
354  * Description:
355  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
356  *   backed by the @bs's mempool.
357  *
358  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_WAIT is set then bio_alloc will always be
359  *   able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this
360  *   work, callers must never allocate more than 1 bio at a time from this pool.
361  *   Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
362  *   previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
363  *   Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
364  *
365  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
366  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
367  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
368  *   stack overflows.
369  *
370  *   This would normally mean allocating multiple bios under
371  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
372  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
373  *   thread.
374  *
375  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
376  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
377  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
378  *   for per bio allocations.
379  *
380  *   RETURNS:
381  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
382  */
383 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
384 {
385         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
386         unsigned front_pad;
387         unsigned inline_vecs;
388         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
389         struct bio_vec *bvl = NULL;
390         struct bio *bio;
391         void *p;
392
393         if (!bs) {
394                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
395                         return NULL;
396
397                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
398                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
399                             gfp_mask);
400                 front_pad = 0;
401                 inline_vecs = nr_iovecs;
402         } else {
403                 /*
404                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
405                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
406                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
407                  * return.
408                  *
409                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
410                  * multiple bios from the same bio_set() while running
411                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
412                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
413                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
414                  * reserve.
415                  *
416                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
417                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
418                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
419                  * without __GFP_WAIT; if that fails, we punt those bios we
420                  * would be blocking to the rescuer workqueue before we retry
421                  * with the original gfp_flags.
422                  */
423
424                 if (current->bio_list && !bio_list_empty(current->bio_list))
425                         gfp_mask &= ~__GFP_WAIT;
426
427                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
428                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
429                         punt_bios_to_rescuer(bs);
430                         gfp_mask = saved_gfp;
431                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
432                 }
433
434                 front_pad = bs->front_pad;
435                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
436         }
437
438         if (unlikely(!p))
439                 return NULL;
440
441         bio = p + front_pad;
442         bio_init(bio);
443
444         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
445                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
446                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
447                         punt_bios_to_rescuer(bs);
448                         gfp_mask = saved_gfp;
449                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
450                 }
451
452                 if (unlikely(!bvl))
453                         goto err_free;
454
455                 bio->bi_flags |= 1 << BIO_OWNS_VEC;
456         } else if (nr_iovecs) {
457                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
458         }
459
460         bio->bi_pool = bs;
461         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
462         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
463         bio->bi_io_vec = bvl;
464         return bio;
465
466 err_free:
467         mempool_free(p, bs->bio_pool);
468         return NULL;
469 }
470 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
471
472 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
473 {
474         unsigned long flags;
475         struct bio_vec *bv;
476         int i;
477
478         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
479                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
480                 memset(data, 0, bv->bv_len);
481                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
482                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
483         }
484 }
485 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
486
487 /**
488  * bio_put - release a reference to a bio
489  * @bio:   bio to release reference to
490  *
491  * Description:
492  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
493  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
494  **/
495 void bio_put(struct bio *bio)
496 {
497         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
498
499         /*
500          * last put frees it
501          */
502         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt))
503                 bio_free(bio);
504 }
505 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
506
507 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
508 {
509         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
510                 blk_recount_segments(q, bio);
511
512         return bio->bi_phys_segments;
513 }
514 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
515
516 /**
517  *      __bio_clone     -       clone a bio
518  *      @bio: destination bio
519  *      @bio_src: bio to clone
520  *
521  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
522  *      the actual data it points to. Reference count of returned
523  *      bio will be one.
524  */
525 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
526 {
527         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
528                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
529
530         /*
531          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
532          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
533          */
534         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
535         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
536         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
537         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
538         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
539         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
540         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
543
544 /**
545  *      bio_clone_bioset -      clone a bio
546  *      @bio: bio to clone
547  *      @gfp_mask: allocation priority
548  *      @bs: bio_set to allocate from
549  *
550  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
551  */
552 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask,
553                              struct bio_set *bs)
554 {
555         struct bio *b;
556
557         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, bs);
558         if (!b)
559                 return NULL;
560
561         __bio_clone(b, bio);
562
563         if (bio_integrity(bio)) {
564                 int ret;
565
566                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
567
568                 if (ret < 0) {
569                         bio_put(b);
570                         return NULL;
571                 }
572         }
573
574         return b;
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
577
578 /**
579  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
580  *      @bdev:  I/O target
581  *
582  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
583  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
584  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
585  *      on offset.
586  */
587 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
588 {
589         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
590         int nr_pages;
591
592         nr_pages = min_t(unsigned,
593                      queue_max_segments(q),
594                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
595
596         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
597
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
600
601 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
602                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
603                           unsigned short max_sectors)
604 {
605         int retried_segments = 0;
606         struct bio_vec *bvec;
607
608         /*
609          * cloned bio must not modify vec list
610          */
611         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
612                 return 0;
613
614         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
615                 return 0;
616
617         /*
618          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
619          * we will often be called with the same page as last time and
620          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
621          */
622         if (bio->bi_vcnt > 0) {
623                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
624
625                 if (page == prev->bv_page &&
626                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
627                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
628                         prev->bv_len += len;
629
630                         if (q->merge_bvec_fn) {
631                                 struct bvec_merge_data bvm = {
632                                         /* prev_bvec is already charged in
633                                            bi_size, discharge it in order to
634                                            simulate merging updated prev_bvec
635                                            as new bvec. */
636                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
637                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
638                                         .bi_size = bio->bi_size - prev_bv_len,
639                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
640                                 };
641
642                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
643                                         prev->bv_len -= len;
644                                         return 0;
645                                 }
646                         }
647
648                         goto done;
649                 }
650         }
651
652         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
653                 return 0;
654
655         /*
656          * we might lose a segment or two here, but rather that than
657          * make this too complex.
658          */
659
660         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
661
662                 if (retried_segments)
663                         return 0;
664
665                 retried_segments = 1;
666                 blk_recount_segments(q, bio);
667         }
668
669         /*
670          * setup the new entry, we might clear it again later if we
671          * cannot add the page
672          */
673         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
674         bvec->bv_page = page;
675         bvec->bv_len = len;
676         bvec->bv_offset = offset;
677
678         /*
679          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
680          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
681          * queue to get further control
682          */
683         if (q->merge_bvec_fn) {
684                 struct bvec_merge_data bvm = {
685                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
686                         .bi_sector = bio->bi_sector,
687                         .bi_size = bio->bi_size,
688                         .bi_rw = bio->bi_rw,
689                 };
690
691                 /*
692                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
693                  * at this offset
694                  */
695                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
696                         bvec->bv_page = NULL;
697                         bvec->bv_len = 0;
698                         bvec->bv_offset = 0;
699                         return 0;
700                 }
701         }
702
703         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
704         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
705                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
706
707         bio->bi_vcnt++;
708         bio->bi_phys_segments++;
709  done:
710         bio->bi_size += len;
711         return len;
712 }
713
714 /**
715  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
716  *      @q: the target queue
717  *      @bio: destination bio
718  *      @page: page to add
719  *      @len: vec entry length
720  *      @offset: vec entry offset
721  *
722  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
723  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
724  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
725  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
726  *
727  *      This should only be used by REQ_PC bios.
728  */
729 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
730                     unsigned int len, unsigned int offset)
731 {
732         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
733                               queue_max_hw_sectors(q));
734 }
735 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
736
737 /**
738  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
739  *      @bio: destination bio
740  *      @page: page to add
741  *      @len: vec entry length
742  *      @offset: vec entry offset
743  *
744  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
745  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
746  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
747  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
748  */
749 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
750                  unsigned int offset)
751 {
752         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
753         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
754 }
755 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
756
757 struct submit_bio_ret {
758         struct completion event;
759         int error;
760 };
761
762 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio, int error)
763 {
764         struct submit_bio_ret *ret = bio->bi_private;
765
766         ret->error = error;
767         complete(&ret->event);
768 }
769
770 /**
771  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
772  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
773  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
774  *
775  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
776  * bio_endio() on failure.
777  */
778 int submit_bio_wait(int rw, struct bio *bio)
779 {
780         struct submit_bio_ret ret;
781
782         rw |= REQ_SYNC;
783         init_completion(&ret.event);
784         bio->bi_private = &ret;
785         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
786         submit_bio(rw, bio);
787         wait_for_completion(&ret.event);
788
789         return ret.error;
790 }
791 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
792
793 /**
794  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
795  * @bio:        bio to advance
796  * @bytes:      number of bytes to complete
797  *
798  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
799  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
800  * be updated on the last bvec as well.
801  *
802  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
803  */
804 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
805 {
806         if (bio_integrity(bio))
807                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
808
809         bio->bi_sector += bytes >> 9;
810         bio->bi_size -= bytes;
811
812         if (bio->bi_rw & BIO_NO_ADVANCE_ITER_MASK)
813                 return;
814
815         while (bytes) {
816                 if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
817                         WARN_ONCE(1, "bio idx %d >= vcnt %d\n",
818                                   bio->bi_idx, bio->bi_vcnt);
819                         break;
820                 }
821
822                 if (bytes >= bio_iovec(bio)->bv_len) {
823                         bytes -= bio_iovec(bio)->bv_len;
824                         bio->bi_idx++;
825                 } else {
826                         bio_iovec(bio)->bv_len -= bytes;
827                         bio_iovec(bio)->bv_offset += bytes;
828                         bytes = 0;
829                 }
830         }
831 }
832 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
833
834 /**
835  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
836  * @bio: bio to allocate pages for
837  * @gfp_mask: flags for allocation
838  *
839  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
840  *
841  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
842  * freed.
843  */
844 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
845 {
846         int i;
847         struct bio_vec *bv;
848
849         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
850                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
851                 if (!bv->bv_page) {
852                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
853                                 __free_page(bv->bv_page);
854                         return -ENOMEM;
855                 }
856         }
857
858         return 0;
859 }
860 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
861
862 /**
863  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
864  * another
865  * @src: source bio list
866  * @dst: destination bio list
867  *
868  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
869  * @src and @dst as linked lists of bios.
870  *
871  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
872  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
873  */
874 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
875 {
876         struct bio_vec *src_bv, *dst_bv;
877         unsigned src_offset, dst_offset, bytes;
878         void *src_p, *dst_p;
879
880         src_bv = bio_iovec(src);
881         dst_bv = bio_iovec(dst);
882
883         src_offset = src_bv->bv_offset;
884         dst_offset = dst_bv->bv_offset;
885
886         while (1) {
887                 if (src_offset == src_bv->bv_offset + src_bv->bv_len) {
888                         src_bv++;
889                         if (src_bv == bio_iovec_idx(src, src->bi_vcnt)) {
890                                 src = src->bi_next;
891                                 if (!src)
892                                         break;
893
894                                 src_bv = bio_iovec(src);
895                         }
896
897                         src_offset = src_bv->bv_offset;
898                 }
899
900                 if (dst_offset == dst_bv->bv_offset + dst_bv->bv_len) {
901                         dst_bv++;
902                         if (dst_bv == bio_iovec_idx(dst, dst->bi_vcnt)) {
903                                 dst = dst->bi_next;
904                                 if (!dst)
905                                         break;
906
907                                 dst_bv = bio_iovec(dst);
908                         }
909
910                         dst_offset = dst_bv->bv_offset;
911                 }
912
913                 bytes = min(dst_bv->bv_offset + dst_bv->bv_len - dst_offset,
914                             src_bv->bv_offset + src_bv->bv_len - src_offset);
915
916                 src_p = kmap_atomic(src_bv->bv_page);
917                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv->bv_page);
918
919                 memcpy(dst_p + dst_bv->bv_offset,
920                        src_p + src_bv->bv_offset,
921                        bytes);
922
923                 kunmap_atomic(dst_p);
924                 kunmap_atomic(src_p);
925
926                 src_offset += bytes;
927                 dst_offset += bytes;
928         }
929 }
930 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
931
932 struct bio_map_data {
933         struct bio_vec *iovecs;
934         struct sg_iovec *sgvecs;
935         int nr_sgvecs;
936         int is_our_pages;
937 };
938
939 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
940                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
941                              int is_our_pages)
942 {
943         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
944         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
945         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
946         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
947         bio->bi_private = bmd;
948 }
949
950 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
951 {
952         kfree(bmd->iovecs);
953         kfree(bmd->sgvecs);
954         kfree(bmd);
955 }
956
957 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
958                                                unsigned int iov_count,
959                                                gfp_t gfp_mask)
960 {
961         struct bio_map_data *bmd;
962
963         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
964                 return NULL;
965
966         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
967         if (!bmd)
968                 return NULL;
969
970         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
971         if (!bmd->iovecs) {
972                 kfree(bmd);
973                 return NULL;
974         }
975
976         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
977         if (bmd->sgvecs)
978                 return bmd;
979
980         kfree(bmd->iovecs);
981         kfree(bmd);
982         return NULL;
983 }
984
985 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
986                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
987                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
988 {
989         int ret = 0, i;
990         struct bio_vec *bvec;
991         int iov_idx = 0;
992         unsigned int iov_off = 0;
993
994         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
995                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
996                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
997
998                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
999                         unsigned int bytes;
1000                         char __user *iov_addr;
1001
1002                         bytes = min_t(unsigned int,
1003                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
1004                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
1005
1006                         if (!ret) {
1007                                 if (to_user)
1008                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
1009                                                            bytes);
1010
1011                                 if (from_user)
1012                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
1013                                                              bytes);
1014
1015                                 if (ret)
1016                                         ret = -EFAULT;
1017                         }
1018
1019                         bv_len -= bytes;
1020                         bv_addr += bytes;
1021                         iov_addr += bytes;
1022                         iov_off += bytes;
1023
1024                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
1025                                 iov_idx++;
1026                                 iov_off = 0;
1027                         }
1028                 }
1029
1030                 if (do_free_page)
1031                         __free_page(bvec->bv_page);
1032         }
1033
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 /**
1038  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1039  *      @bio: bio being terminated
1040  *
1041  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
1042  *      to user space in case of a read.
1043  */
1044 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1045 {
1046         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1047         int ret = 0;
1048
1049         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
1050                 ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
1051                                      bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
1052                                      0, bmd->is_our_pages);
1053         bio_free_map_data(bmd);
1054         bio_put(bio);
1055         return ret;
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
1058
1059 /**
1060  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1061  *      @q: destination block queue
1062  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1063  *      @iov:   the iovec.
1064  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1065  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1066  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1067  *
1068  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1069  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1070  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1071  */
1072 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1073                               struct rq_map_data *map_data,
1074                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1075                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1076 {
1077         struct bio_map_data *bmd;
1078         struct bio_vec *bvec;
1079         struct page *page;
1080         struct bio *bio;
1081         int i, ret;
1082         int nr_pages = 0;
1083         unsigned int len = 0;
1084         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
1085
1086         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1087                 unsigned long uaddr;
1088                 unsigned long end;
1089                 unsigned long start;
1090
1091                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1092                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1093                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1094
1095                 /*
1096                  * Overflow, abort
1097                  */
1098                 if (end < start)
1099                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1100
1101                 nr_pages += end - start;
1102                 len += iov[i].iov_len;
1103         }
1104
1105         if (offset)
1106                 nr_pages++;
1107
1108         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
1109         if (!bmd)
1110                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1111
1112         ret = -ENOMEM;
1113         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1114         if (!bio)
1115                 goto out_bmd;
1116
1117         if (!write_to_vm)
1118                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1119
1120         ret = 0;
1121
1122         if (map_data) {
1123                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1124                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1125         }
1126         while (len) {
1127                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1128
1129                 bytes -= offset;
1130
1131                 if (bytes > len)
1132                         bytes = len;
1133
1134                 if (map_data) {
1135                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1136                                 ret = -ENOMEM;
1137                                 break;
1138                         }
1139
1140                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1141                         page += (i % nr_pages);
1142
1143                         i++;
1144                 } else {
1145                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1146                         if (!page) {
1147                                 ret = -ENOMEM;
1148                                 break;
1149                         }
1150                 }
1151
1152                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1153                         break;
1154
1155                 len -= bytes;
1156                 offset = 0;
1157         }
1158
1159         if (ret)
1160                 goto cleanup;
1161
1162         /*
1163          * success
1164          */
1165         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1166             (map_data && map_data->from_user)) {
1167                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
1168                 if (ret)
1169                         goto cleanup;
1170         }
1171
1172         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
1173         return bio;
1174 cleanup:
1175         if (!map_data)
1176                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1177                         __free_page(bvec->bv_page);
1178
1179         bio_put(bio);
1180 out_bmd:
1181         bio_free_map_data(bmd);
1182         return ERR_PTR(ret);
1183 }
1184
1185 /**
1186  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
1187  *      @q: destination block queue
1188  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1189  *      @uaddr: start of user address
1190  *      @len: length in bytes
1191  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1192  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1193  *
1194  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1195  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1196  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1197  */
1198 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
1199                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
1200                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1201 {
1202         struct sg_iovec iov;
1203
1204         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1205         iov.iov_len = len;
1206
1207         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1208 }
1209 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
1210
1211 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1212                                       struct block_device *bdev,
1213                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1214                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1215 {
1216         int i, j;
1217         int nr_pages = 0;
1218         struct page **pages;
1219         struct bio *bio;
1220         int cur_page = 0;
1221         int ret, offset;
1222
1223         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1224                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1225                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1226                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1227                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1228
1229                 /*
1230                  * Overflow, abort
1231                  */
1232                 if (end < start)
1233                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1234
1235                 nr_pages += end - start;
1236                 /*
1237                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
1238                  */
1239                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1240                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1241         }
1242
1243         if (!nr_pages)
1244                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1245
1246         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1247         if (!bio)
1248                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1249
1250         ret = -ENOMEM;
1251         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1252         if (!pages)
1253                 goto out;
1254
1255         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1256                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1257                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1258                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1259                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1260                 const int local_nr_pages = end - start;
1261                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1262
1263                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1264                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1265                 if (ret < local_nr_pages) {
1266                         ret = -EFAULT;
1267                         goto out_unmap;
1268                 }
1269
1270                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1271                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1272                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1273
1274                         if (len <= 0)
1275                                 break;
1276                         
1277                         if (bytes > len)
1278                                 bytes = len;
1279
1280                         /*
1281                          * sorry...
1282                          */
1283                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1284                                             bytes)
1285                                 break;
1286
1287                         len -= bytes;
1288                         offset = 0;
1289                 }
1290
1291                 cur_page = j;
1292                 /*
1293                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1294                  */
1295                 while (j < page_limit)
1296                         page_cache_release(pages[j++]);
1297         }
1298
1299         kfree(pages);
1300
1301         /*
1302          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1303          */
1304         if (!write_to_vm)
1305                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1306
1307         bio->bi_bdev = bdev;
1308         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1309         return bio;
1310
1311  out_unmap:
1312         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1313                 if(!pages[i])
1314                         break;
1315                 page_cache_release(pages[i]);
1316         }
1317  out:
1318         kfree(pages);
1319         bio_put(bio);
1320         return ERR_PTR(ret);
1321 }
1322
1323 /**
1324  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1325  *      @q: the struct request_queue for the bio
1326  *      @bdev: destination block device
1327  *      @uaddr: start of user address
1328  *      @len: length in bytes
1329  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1330  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1331  *
1332  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1333  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1334  */
1335 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1336                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1337                          gfp_t gfp_mask)
1338 {
1339         struct sg_iovec iov;
1340
1341         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1342         iov.iov_len = len;
1343
1344         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1345 }
1346 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1347
1348 /**
1349  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1350  *      @q: the struct request_queue for the bio
1351  *      @bdev: destination block device
1352  *      @iov:   the iovec.
1353  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1354  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1355  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1356  *
1357  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1358  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1359  */
1360 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1361                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1362                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1363 {
1364         struct bio *bio;
1365
1366         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1367                                  gfp_mask);
1368         if (IS_ERR(bio))
1369                 return bio;
1370
1371         /*
1372          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1373          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1374          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1375          * reference to it
1376          */
1377         bio_get(bio);
1378
1379         return bio;
1380 }
1381
1382 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1383 {
1384         struct bio_vec *bvec;
1385         int i;
1386
1387         /*
1388          * make sure we dirty pages we wrote to
1389          */
1390         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1391                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1392                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1393
1394                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1395         }
1396
1397         bio_put(bio);
1398 }
1399
1400 /**
1401  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1402  *      @bio:           the bio being unmapped
1403  *
1404  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1405  *      a process context.
1406  *
1407  *      bio_unmap_user() may sleep.
1408  */
1409 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1410 {
1411         __bio_unmap_user(bio);
1412         bio_put(bio);
1413 }
1414 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1415
1416 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1417 {
1418         bio_put(bio);
1419 }
1420
1421 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1422                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1423 {
1424         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1425         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1426         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1427         const int nr_pages = end - start;
1428         int offset, i;
1429         struct bio *bio;
1430
1431         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1432         if (!bio)
1433                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1434
1435         offset = offset_in_page(kaddr);
1436         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1437                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1438
1439                 if (len <= 0)
1440                         break;
1441
1442                 if (bytes > len)
1443                         bytes = len;
1444
1445                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1446                                     offset) < bytes)
1447                         break;
1448
1449                 data += bytes;
1450                 len -= bytes;
1451                 offset = 0;
1452         }
1453
1454         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1455         return bio;
1456 }
1457
1458 /**
1459  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1460  *      @q: the struct request_queue for the bio
1461  *      @data: pointer to buffer to map
1462  *      @len: length in bytes
1463  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1464  *
1465  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1466  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1467  */
1468 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1469                          gfp_t gfp_mask)
1470 {
1471         struct bio *bio;
1472
1473         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1474         if (IS_ERR(bio))
1475                 return bio;
1476
1477         if (bio->bi_size == len)
1478                 return bio;
1479
1480         /*
1481          * Don't support partial mappings.
1482          */
1483         bio_put(bio);
1484         return ERR_PTR(-EINVAL);
1485 }
1486 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1487
1488 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1489 {
1490         struct bio_vec *bvec;
1491         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1492         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1493         int i;
1494         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1495
1496         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1497                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1498                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1499
1500                 if (read)
1501                         memcpy(p, addr, len);
1502
1503                 __free_page(bvec->bv_page);
1504                 p += len;
1505         }
1506
1507         bio_free_map_data(bmd);
1508         bio_put(bio);
1509 }
1510
1511 /**
1512  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1513  *      @q: the struct request_queue for the bio
1514  *      @data: pointer to buffer to copy
1515  *      @len: length in bytes
1516  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1517  *      @reading: data direction is READ
1518  *
1519  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1520  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1521  */
1522 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1523                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1524 {
1525         struct bio *bio;
1526         struct bio_vec *bvec;
1527         int i;
1528
1529         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1530         if (IS_ERR(bio))
1531                 return bio;
1532
1533         if (!reading) {
1534                 void *p = data;
1535
1536                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1537                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1538
1539                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1540                         p += bvec->bv_len;
1541                 }
1542         }
1543
1544         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1545
1546         return bio;
1547 }
1548 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1549
1550 /*
1551  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1552  * for performing direct-IO in BIOs.
1553  *
1554  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1555  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1556  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1557  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1558  * in process context.
1559  *
1560  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1561  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1562  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1563  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1564  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1565  *
1566  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1567  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1568  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1569  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1570  * pagecache.
1571  *
1572  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1573  * deferred bio dirtying paths.
1574  */
1575
1576 /*
1577  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1578  */
1579 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1580 {
1581         struct bio_vec *bvec;
1582         int i;
1583
1584         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1585                 struct page *page = bvec->bv_page;
1586
1587                 if (page && !PageCompound(page))
1588                         set_page_dirty_lock(page);
1589         }
1590 }
1591
1592 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1593 {
1594         struct bio_vec *bvec;
1595         int i;
1596
1597         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1598                 struct page *page = bvec->bv_page;
1599
1600                 if (page)
1601                         put_page(page);
1602         }
1603 }
1604
1605 /*
1606  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1607  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1608  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1609  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1610  *
1611  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1612  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1613  * run one bio_put() against the BIO.
1614  */
1615
1616 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1617
1618 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1619 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1620 static struct bio *bio_dirty_list;
1621
1622 /*
1623  * This runs in process context
1624  */
1625 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1626 {
1627         unsigned long flags;
1628         struct bio *bio;
1629
1630         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1631         bio = bio_dirty_list;
1632         bio_dirty_list = NULL;
1633         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1634
1635         while (bio) {
1636                 struct bio *next = bio->bi_private;
1637
1638                 bio_set_pages_dirty(bio);
1639                 bio_release_pages(bio);
1640                 bio_put(bio);
1641                 bio = next;
1642         }
1643 }
1644
1645 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1646 {
1647         struct bio_vec *bvec;
1648         int nr_clean_pages = 0;
1649         int i;
1650
1651         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1652                 struct page *page = bvec->bv_page;
1653
1654                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1655                         page_cache_release(page);
1656                         bvec->bv_page = NULL;
1657                 } else {
1658                         nr_clean_pages++;
1659                 }
1660         }
1661
1662         if (nr_clean_pages) {
1663                 unsigned long flags;
1664
1665                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1666                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1667                 bio_dirty_list = bio;
1668                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1669                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1670         } else {
1671                 bio_put(bio);
1672         }
1673 }
1674
1675 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1676 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1677 {
1678         int i;
1679         struct bio_vec *bvec;
1680
1681         bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
1682                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
1683 }
1684 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1685 #endif
1686
1687 /**
1688  * bio_endio - end I/O on a bio
1689  * @bio:        bio
1690  * @error:      error, if any
1691  *
1692  * Description:
1693  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1694  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1695  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1696  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1697  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1698  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1699  *   function.
1700  **/
1701 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1702 {
1703         if (error)
1704                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1705         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1706                 error = -EIO;
1707
1708         trace_block_bio_complete(bio, error);
1709
1710         if (bio->bi_end_io)
1711                 bio->bi_end_io(bio, error);
1712 }
1713 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1714
1715 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1716 {
1717         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1718                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1719
1720                 bio_endio(master, bp->error);
1721                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1722         }
1723 }
1724 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1725
1726 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1727 {
1728         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1729
1730         if (err)
1731                 bp->error = err;
1732
1733         bio_pair_release(bp);
1734 }
1735
1736 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1737 {
1738         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1739
1740         if (err)
1741                 bp->error = err;
1742
1743         bio_pair_release(bp);
1744 }
1745
1746 /*
1747  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1748  */
1749 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1750 {
1751         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1752
1753         if (!bp)
1754                 return bp;
1755
1756         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1757                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1758
1759         BUG_ON(bio_segments(bi) > 1);
1760         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1761         bp->error = 0;
1762         bp->bio1 = *bi;
1763         bp->bio2 = *bi;
1764         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1765         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1766         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1767
1768         if (bi->bi_vcnt != 0) {
1769                 bp->bv1 = *bio_iovec(bi);
1770                 bp->bv2 = *bio_iovec(bi);
1771
1772                 if (bio_is_rw(bi)) {
1773                         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1774                         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1775                         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1776                 }
1777
1778                 bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1779                 bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1780
1781                 bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1782                 bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1783         }
1784
1785         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1786         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1787
1788         bp->bio1.bi_private = bi;
1789         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1790
1791         if (bio_integrity(bi))
1792                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1793
1794         return bp;
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1797
1798 /**
1799  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1800  *      @bio:           bio to inspect
1801  *      @index:         bio_vec index
1802  *      @offset:        offset in bv_page
1803  *
1804  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1805  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1806  *      within that vector's page.
1807  */
1808 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1809                            unsigned int offset)
1810 {
1811         unsigned int sector_sz;
1812         struct bio_vec *bv;
1813         sector_t sectors;
1814         int i;
1815
1816         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1817         sectors = 0;
1818
1819         if (index >= bio->bi_idx)
1820                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1821
1822         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
1823                 if (i == index) {
1824                         if (offset > bv->bv_offset)
1825                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1826                         break;
1827                 }
1828
1829                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1830         }
1831
1832         return sectors;
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1835
1836 /*
1837  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1838  * use the global biovec slabs created for general use.
1839  */
1840 mempool_t *biovec_create_pool(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1841 {
1842         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1843
1844         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1845 }
1846
1847 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1848 {
1849         if (bs->rescue_workqueue)
1850                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1851
1852         if (bs->bio_pool)
1853                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1854
1855         if (bs->bvec_pool)
1856                 mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1857
1858         bioset_integrity_free(bs);
1859         bio_put_slab(bs);
1860
1861         kfree(bs);
1862 }
1863 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1864
1865 /**
1866  * bioset_create  - Create a bio_set
1867  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1868  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1869  *
1870  * Description:
1871  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1872  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1873  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1874  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1875  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1876  *    or things will break badly.
1877  */
1878 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1879 {
1880         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1881         struct bio_set *bs;
1882
1883         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1884         if (!bs)
1885                 return NULL;
1886
1887         bs->front_pad = front_pad;
1888
1889         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1890         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1891         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1892
1893         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1894         if (!bs->bio_slab) {
1895                 kfree(bs);
1896                 return NULL;
1897         }
1898
1899         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1900         if (!bs->bio_pool)
1901                 goto bad;
1902
1903         bs->bvec_pool = biovec_create_pool(bs, pool_size);
1904         if (!bs->bvec_pool)
1905                 goto bad;
1906
1907         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1908         if (!bs->rescue_workqueue)
1909                 goto bad;
1910
1911         return bs;
1912 bad:
1913         bioset_free(bs);
1914         return NULL;
1915 }
1916 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1917
1918 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1919 /**
1920  * bio_associate_current - associate a bio with %current
1921  * @bio: target bio
1922  *
1923  * Associate @bio with %current if it hasn't been associated yet.  Block
1924  * layer will treat @bio as if it were issued by %current no matter which
1925  * task actually issues it.
1926  *
1927  * This function takes an extra reference of @task's io_context and blkcg
1928  * which will be put when @bio is released.  The caller must own @bio,
1929  * ensure %current->io_context exists, and is responsible for synchronizing
1930  * calls to this function.
1931  */
1932 int bio_associate_current(struct bio *bio)
1933 {
1934         struct io_context *ioc;
1935         struct cgroup_subsys_state *css;
1936
1937         if (bio->bi_ioc)
1938                 return -EBUSY;
1939
1940         ioc = current->io_context;
1941         if (!ioc)
1942                 return -ENOENT;
1943
1944         /* acquire active ref on @ioc and associate */
1945         get_io_context_active(ioc);
1946         bio->bi_ioc = ioc;
1947
1948         /* associate blkcg if exists */
1949         rcu_read_lock();
1950         css = task_subsys_state(current, blkio_subsys_id);
1951         if (css && css_tryget(css))
1952                 bio->bi_css = css;
1953         rcu_read_unlock();
1954
1955         return 0;
1956 }
1957
1958 /**
1959  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
1960  * @bio: target bio
1961  */
1962 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
1963 {
1964         if (bio->bi_ioc) {
1965                 put_io_context(bio->bi_ioc);
1966                 bio->bi_ioc = NULL;
1967         }
1968         if (bio->bi_css) {
1969                 css_put(bio->bi_css);
1970                 bio->bi_css = NULL;
1971         }
1972 }
1973
1974 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1975
1976 static void __init biovec_init_slabs(void)
1977 {
1978         int i;
1979
1980         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1981                 int size;
1982                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1983
1984                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1985                         bvs->slab = NULL;
1986                         continue;
1987                 }
1988
1989                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1990                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1991                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1992         }
1993 }
1994
1995 static int __init init_bio(void)
1996 {
1997         bio_slab_max = 2;
1998         bio_slab_nr = 0;
1999         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2000         if (!bio_slabs)
2001                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2002
2003         bio_integrity_init();
2004         biovec_init_slabs();
2005
2006         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
2007         if (!fs_bio_set)
2008                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2009
2010         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2011                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2012
2013         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
2014                                                      sizeof(struct bio_pair));
2015         if (!bio_split_pool)
2016                 panic("bio: can't create split pool\n");
2017
2018         return 0;
2019 }
2020 subsys_initcall(init_bio);