bio: ensure __bio_clone_fast copies bi_partno
[sfrench/cifs-2.6.git] / block / 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/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31
32 #include <trace/events/block.h>
33 #include "blk.h"
34
35 /*
36  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
37  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
38  */
39 #define BIO_INLINE_VECS         4
40
41 /*
42  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
43  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
44  * unsigned short
45  */
46 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
47 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
48         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
49 };
50 #undef BV
51
52 /*
53  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
54  * IO code that does not need private memory pools.
55  */
56 struct bio_set *fs_bio_set;
57 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
58
59 /*
60  * Our slab pool management
61  */
62 struct bio_slab {
63         struct kmem_cache *slab;
64         unsigned int slab_ref;
65         unsigned int slab_size;
66         char name[8];
67 };
68 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
69 static struct bio_slab *bio_slabs;
70 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
71
72 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
73 {
74         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
75         struct kmem_cache *slab = NULL;
76         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
77         unsigned int new_bio_slab_max;
78         unsigned int i, entry = -1;
79
80         mutex_lock(&bio_slab_lock);
81
82         i = 0;
83         while (i < bio_slab_nr) {
84                 bslab = &bio_slabs[i];
85
86                 if (!bslab->slab && entry == -1)
87                         entry = i;
88                 else if (bslab->slab_size == sz) {
89                         slab = bslab->slab;
90                         bslab->slab_ref++;
91                         break;
92                 }
93                 i++;
94         }
95
96         if (slab)
97                 goto out_unlock;
98
99         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
100                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
101                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
102                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
103                                          GFP_KERNEL);
104                 if (!new_bio_slabs)
105                         goto out_unlock;
106                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
107                 bio_slabs = new_bio_slabs;
108         }
109         if (entry == -1)
110                 entry = bio_slab_nr++;
111
112         bslab = &bio_slabs[entry];
113
114         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
115         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
116                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
117         if (!slab)
118                 goto out_unlock;
119
120         bslab->slab = slab;
121         bslab->slab_ref = 1;
122         bslab->slab_size = sz;
123 out_unlock:
124         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
125         return slab;
126 }
127
128 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
129 {
130         struct bio_slab *bslab = NULL;
131         unsigned int i;
132
133         mutex_lock(&bio_slab_lock);
134
135         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
136                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
137                         bslab = &bio_slabs[i];
138                         break;
139                 }
140         }
141
142         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
143                 goto out;
144
145         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
146
147         if (--bslab->slab_ref)
148                 goto out;
149
150         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
151         bslab->slab = NULL;
152
153 out:
154         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
155 }
156
157 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
158 {
159         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
160 }
161
162 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
163 {
164         if (!idx)
165                 return;
166         idx--;
167
168         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
169
170         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
171                 mempool_free(bv, pool);
172         } else {
173                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
174
175                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
176         }
177 }
178
179 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
180                            mempool_t *pool)
181 {
182         struct bio_vec *bvl;
183
184         /*
185          * see comment near bvec_array define!
186          */
187         switch (nr) {
188         case 1:
189                 *idx = 0;
190                 break;
191         case 2 ... 4:
192                 *idx = 1;
193                 break;
194         case 5 ... 16:
195                 *idx = 2;
196                 break;
197         case 17 ... 64:
198                 *idx = 3;
199                 break;
200         case 65 ... 128:
201                 *idx = 4;
202                 break;
203         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
204                 *idx = 5;
205                 break;
206         default:
207                 return NULL;
208         }
209
210         /*
211          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
212          * 1-vec entry pool is mempool backed.
213          */
214         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
215 fallback:
216                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
217         } else {
218                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
219                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
220
221                 /*
222                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
223                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
224                  * in case of failure.
225                  */
226                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
227
228                 /*
229                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
230                  * is set, retry with the 1-entry mempool
231                  */
232                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
233                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
234                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
235                         goto fallback;
236                 }
237         }
238
239         (*idx)++;
240         return bvl;
241 }
242
243 void bio_uninit(struct bio *bio)
244 {
245         bio_disassociate_task(bio);
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(bio_uninit);
248
249 static void bio_free(struct bio *bio)
250 {
251         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
252         void *p;
253
254         bio_uninit(bio);
255
256         if (bs) {
257                 bvec_free(bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
258
259                 /*
260                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
261                  */
262                 p = bio;
263                 p -= bs->front_pad;
264
265                 mempool_free(p, bs->bio_pool);
266         } else {
267                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
268                 kfree(bio);
269         }
270 }
271
272 /*
273  * Users of this function have their own bio allocation. Subsequently,
274  * they must remember to pair any call to bio_init() with bio_uninit()
275  * when IO has completed, or when the bio is released.
276  */
277 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
278               unsigned short max_vecs)
279 {
280         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
281         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
282         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
283
284         bio->bi_io_vec = table;
285         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
286 }
287 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
288
289 /**
290  * bio_reset - reinitialize a bio
291  * @bio:        bio to reset
292  *
293  * Description:
294  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
295  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
296  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
297  *   comment in struct bio.
298  */
299 void bio_reset(struct bio *bio)
300 {
301         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
302
303         bio_uninit(bio);
304
305         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
306         bio->bi_flags = flags;
307         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
310
311 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
312 {
313         struct bio *parent = bio->bi_private;
314
315         if (!parent->bi_status)
316                 parent->bi_status = bio->bi_status;
317         bio_put(bio);
318         return parent;
319 }
320
321 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
322 {
323         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
324 }
325
326 /**
327  * bio_chain - chain bio completions
328  * @bio: the target bio
329  * @parent: the @bio's parent bio
330  *
331  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
332  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
333  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
334  *
335  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
336  */
337 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
338 {
339         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
340
341         bio->bi_private = parent;
342         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
343         bio_inc_remaining(parent);
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
346
347 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
348 {
349         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
350         struct bio *bio;
351
352         while (1) {
353                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
354                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
355                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
356
357                 if (!bio)
358                         break;
359
360                 generic_make_request(bio);
361         }
362 }
363
364 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
365 {
366         struct bio_list punt, nopunt;
367         struct bio *bio;
368
369         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
370                 return;
371         /*
372          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
373          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
374          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
375          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
376          * our own rescuer would be bad.
377          *
378          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
379          * remove from the middle of the list:
380          */
381
382         bio_list_init(&punt);
383         bio_list_init(&nopunt);
384
385         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
386                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
387         current->bio_list[0] = nopunt;
388
389         bio_list_init(&nopunt);
390         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
391                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
392         current->bio_list[1] = nopunt;
393
394         spin_lock(&bs->rescue_lock);
395         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
396         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
397
398         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
399 }
400
401 /**
402  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
403  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
404  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
405  * @bs:         the bio_set to allocate from.
406  *
407  * Description:
408  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
409  *   backed by the @bs's mempool.
410  *
411  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
412  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
413  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
414  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
415  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
416  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
417  *
418  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
419  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
420  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
421  *   stack overflows.
422  *
423  *   This would normally mean allocating multiple bios under
424  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
425  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
426  *   thread.
427  *
428  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
429  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
430  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
431  *   for per bio allocations.
432  *
433  *   RETURNS:
434  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
435  */
436 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
437                              struct bio_set *bs)
438 {
439         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
440         unsigned front_pad;
441         unsigned inline_vecs;
442         struct bio_vec *bvl = NULL;
443         struct bio *bio;
444         void *p;
445
446         if (!bs) {
447                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
448                         return NULL;
449
450                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
451                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
452                             gfp_mask);
453                 front_pad = 0;
454                 inline_vecs = nr_iovecs;
455         } else {
456                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
457                 if (WARN_ON_ONCE(!bs->bvec_pool && nr_iovecs > 0))
458                         return NULL;
459                 /*
460                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
461                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
462                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
463                  * return.
464                  *
465                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
466                  * multiple bios from the same bio_set() while running
467                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
468                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
469                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
470                  * reserve.
471                  *
472                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
473                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
474                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
475                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
476                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
477                  * we retry with the original gfp_flags.
478                  */
479
480                 if (current->bio_list &&
481                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
482                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
483                     bs->rescue_workqueue)
484                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
485
486                 p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
487                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
488                         punt_bios_to_rescuer(bs);
489                         gfp_mask = saved_gfp;
490                         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
491                 }
492
493                 front_pad = bs->front_pad;
494                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
495         }
496
497         if (unlikely(!p))
498                 return NULL;
499
500         bio = p + front_pad;
501         bio_init(bio, NULL, 0);
502
503         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
504                 unsigned long idx = 0;
505
506                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
507                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
508                         punt_bios_to_rescuer(bs);
509                         gfp_mask = saved_gfp;
510                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs->bvec_pool);
511                 }
512
513                 if (unlikely(!bvl))
514                         goto err_free;
515
516                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
517         } else if (nr_iovecs) {
518                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
519         }
520
521         bio->bi_pool = bs;
522         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
523         bio->bi_io_vec = bvl;
524         return bio;
525
526 err_free:
527         mempool_free(p, bs->bio_pool);
528         return NULL;
529 }
530 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
531
532 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
533 {
534         unsigned long flags;
535         struct bio_vec bv;
536         struct bvec_iter iter;
537
538         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
539                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
540                 memset(data, 0, bv.bv_len);
541                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
542                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
543         }
544 }
545 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
546
547 /**
548  * bio_put - release a reference to a bio
549  * @bio:   bio to release reference to
550  *
551  * Description:
552  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
553  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
554  **/
555 void bio_put(struct bio *bio)
556 {
557         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
558                 bio_free(bio);
559         else {
560                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
561
562                 /*
563                  * last put frees it
564                  */
565                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
566                         bio_free(bio);
567         }
568 }
569 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
570
571 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
572 {
573         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
574                 blk_recount_segments(q, bio);
575
576         return bio->bi_phys_segments;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
579
580 /**
581  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
582  *      @bio: destination bio
583  *      @bio_src: bio to clone
584  *
585  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
586  *      the actual data it points to. Reference count of returned
587  *      bio will be one.
588  *
589  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
590  */
591 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
592 {
593         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
594
595         /*
596          * most users will be overriding ->bi_disk with a new target,
597          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
598          */
599         bio->bi_disk = bio_src->bi_disk;
600         bio->bi_partno = bio_src->bi_partno;
601         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
602         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
603         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
604         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
605         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
606
607         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
608 }
609 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
610
611 /**
612  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
613  *      @bio: bio to clone
614  *      @gfp_mask: allocation priority
615  *      @bs: bio_set to allocate from
616  *
617  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
618  */
619 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
620 {
621         struct bio *b;
622
623         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
624         if (!b)
625                 return NULL;
626
627         __bio_clone_fast(b, bio);
628
629         if (bio_integrity(bio)) {
630                 int ret;
631
632                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
633
634                 if (ret < 0) {
635                         bio_put(b);
636                         return NULL;
637                 }
638         }
639
640         return b;
641 }
642 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
643
644 /**
645  *      bio_clone_bioset - clone a bio
646  *      @bio_src: bio to clone
647  *      @gfp_mask: allocation priority
648  *      @bs: bio_set to allocate from
649  *
650  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
651  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
652  */
653 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
654                              struct bio_set *bs)
655 {
656         struct bvec_iter iter;
657         struct bio_vec bv;
658         struct bio *bio;
659
660         /*
661          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
662          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
663          *
664          * We can't do that anymore, because:
665          *
666          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
667          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
668          *
669          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
670          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
671          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
672          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
673          *
674          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
675          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
676          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
677          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
678          *    asking for trouble and would force extra work on
679          *    __bio_clone_fast() anyways.
680          */
681
682         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
683         if (!bio)
684                 return NULL;
685         bio->bi_disk            = bio_src->bi_disk;
686         bio->bi_opf             = bio_src->bi_opf;
687         bio->bi_write_hint      = bio_src->bi_write_hint;
688         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
689         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
690
691         switch (bio_op(bio)) {
692         case REQ_OP_DISCARD:
693         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
694         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
695                 break;
696         case REQ_OP_WRITE_SAME:
697                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
698                 break;
699         default:
700                 bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
701                         bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
702                 break;
703         }
704
705         if (bio_integrity(bio_src)) {
706                 int ret;
707
708                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
709                 if (ret < 0) {
710                         bio_put(bio);
711                         return NULL;
712                 }
713         }
714
715         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
716
717         return bio;
718 }
719 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
720
721 /**
722  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
723  *      @q: the target queue
724  *      @bio: destination bio
725  *      @page: page to add
726  *      @len: vec entry length
727  *      @offset: vec entry offset
728  *
729  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
730  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
731  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
732  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
733  *
734  *      This should only be used by REQ_PC bios.
735  */
736 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
737                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
738 {
739         int retried_segments = 0;
740         struct bio_vec *bvec;
741
742         /*
743          * cloned bio must not modify vec list
744          */
745         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
746                 return 0;
747
748         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
749                 return 0;
750
751         /*
752          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
753          * we will often be called with the same page as last time and
754          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
755          */
756         if (bio->bi_vcnt > 0) {
757                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
758
759                 if (page == prev->bv_page &&
760                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
761                         prev->bv_len += len;
762                         bio->bi_iter.bi_size += len;
763                         goto done;
764                 }
765
766                 /*
767                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
768                  * offset would create a gap, disallow it.
769                  */
770                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
771                         return 0;
772         }
773
774         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
775                 return 0;
776
777         /*
778          * setup the new entry, we might clear it again later if we
779          * cannot add the page
780          */
781         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
782         bvec->bv_page = page;
783         bvec->bv_len = len;
784         bvec->bv_offset = offset;
785         bio->bi_vcnt++;
786         bio->bi_phys_segments++;
787         bio->bi_iter.bi_size += len;
788
789         /*
790          * Perform a recount if the number of segments is greater
791          * than queue_max_segments(q).
792          */
793
794         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
795
796                 if (retried_segments)
797                         goto failed;
798
799                 retried_segments = 1;
800                 blk_recount_segments(q, bio);
801         }
802
803         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
804         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
805                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
806
807  done:
808         return len;
809
810  failed:
811         bvec->bv_page = NULL;
812         bvec->bv_len = 0;
813         bvec->bv_offset = 0;
814         bio->bi_vcnt--;
815         bio->bi_iter.bi_size -= len;
816         blk_recount_segments(q, bio);
817         return 0;
818 }
819 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
820
821 /**
822  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
823  *      @bio: destination bio
824  *      @page: page to add
825  *      @len: vec entry length
826  *      @offset: vec entry offset
827  *
828  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
829  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
830  */
831 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
832                  unsigned int len, unsigned int offset)
833 {
834         struct bio_vec *bv;
835
836         /*
837          * cloned bio must not modify vec list
838          */
839         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
840                 return 0;
841
842         /*
843          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
844          * we will often be called with the same page as last time and
845          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
846          */
847         if (bio->bi_vcnt > 0) {
848                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
849
850                 if (page == bv->bv_page &&
851                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
852                         bv->bv_len += len;
853                         goto done;
854                 }
855         }
856
857         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
858                 return 0;
859
860         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
861         bv->bv_page     = page;
862         bv->bv_len      = len;
863         bv->bv_offset   = offset;
864
865         bio->bi_vcnt++;
866 done:
867         bio->bi_iter.bi_size += len;
868         return len;
869 }
870 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
871
872 /**
873  * bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
874  * @bio: bio to add pages to
875  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
876  *
877  * Pins as many pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
878  * pages will have to be released using put_page() when done.
879  */
880 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
881 {
882         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
883         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
884         struct page **pages = (struct page **)bv;
885         size_t offset, diff;
886         ssize_t size;
887
888         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
889         if (unlikely(size <= 0))
890                 return size ? size : -EFAULT;
891         nr_pages = (size + offset + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
892
893         /*
894          * Deep magic below:  We need to walk the pinned pages backwards
895          * because we are abusing the space allocated for the bio_vecs
896          * for the page array.  Because the bio_vecs are larger than the
897          * page pointers by definition this will always work.  But it also
898          * means we can't use bio_add_page, so any changes to it's semantics
899          * need to be reflected here as well.
900          */
901         bio->bi_iter.bi_size += size;
902         bio->bi_vcnt += nr_pages;
903
904         diff = (nr_pages * PAGE_SIZE - offset) - size;
905         while (nr_pages--) {
906                 bv[nr_pages].bv_page = pages[nr_pages];
907                 bv[nr_pages].bv_len = PAGE_SIZE;
908                 bv[nr_pages].bv_offset = 0;
909         }
910
911         bv[0].bv_offset += offset;
912         bv[0].bv_len -= offset;
913         if (diff)
914                 bv[bio->bi_vcnt - 1].bv_len -= diff;
915
916         iov_iter_advance(iter, size);
917         return 0;
918 }
919 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_iov_iter_get_pages);
920
921 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
922 {
923         complete(bio->bi_private);
924 }
925
926 /**
927  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
928  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
929  *
930  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
931  * bio_endio() on failure.
932  *
933  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
934  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
935  * on his own.
936  */
937 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
938 {
939         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
940
941         bio->bi_private = &done;
942         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
943         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
944         submit_bio(bio);
945         wait_for_completion_io(&done);
946
947         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
948 }
949 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
950
951 /**
952  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
953  * @bio:        bio to advance
954  * @bytes:      number of bytes to complete
955  *
956  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
957  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
958  * be updated on the last bvec as well.
959  *
960  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
961  */
962 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
963 {
964         if (bio_integrity(bio))
965                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
966
967         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
968 }
969 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
970
971 /**
972  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
973  * @bio: bio to allocate pages for
974  * @gfp_mask: flags for allocation
975  *
976  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
977  *
978  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
979  * freed.
980  */
981 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
982 {
983         int i;
984         struct bio_vec *bv;
985
986         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
987                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
988                 if (!bv->bv_page) {
989                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
990                                 __free_page(bv->bv_page);
991                         return -ENOMEM;
992                 }
993         }
994
995         return 0;
996 }
997 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
998
999 /**
1000  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1001  * another
1002  * @src: source bio list
1003  * @dst: destination bio list
1004  *
1005  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
1006  * @src and @dst as linked lists of bios.
1007  *
1008  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1009  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1010  */
1011 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1012 {
1013         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
1014         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1015         void *src_p, *dst_p;
1016         unsigned bytes;
1017
1018         src_iter = src->bi_iter;
1019         dst_iter = dst->bi_iter;
1020
1021         while (1) {
1022                 if (!src_iter.bi_size) {
1023                         src = src->bi_next;
1024                         if (!src)
1025                                 break;
1026
1027                         src_iter = src->bi_iter;
1028                 }
1029
1030                 if (!dst_iter.bi_size) {
1031                         dst = dst->bi_next;
1032                         if (!dst)
1033                                 break;
1034
1035                         dst_iter = dst->bi_iter;
1036                 }
1037
1038                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
1039                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
1040
1041                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1042
1043                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1044                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1045
1046                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1047                        src_p + src_bv.bv_offset,
1048                        bytes);
1049
1050                 kunmap_atomic(dst_p);
1051                 kunmap_atomic(src_p);
1052
1053                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
1054                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1055         }
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1058
1059 struct bio_map_data {
1060         int is_our_pages;
1061         struct iov_iter iter;
1062         struct iovec iov[];
1063 };
1064
1065 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1066                                                gfp_t gfp_mask)
1067 {
1068         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1069                 return NULL;
1070
1071         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1072                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1073 }
1074
1075 /**
1076  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1077  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1078  * @iter: iov_iter as source
1079  *
1080  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1081  * Returns 0 on success, or error on failure.
1082  */
1083 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1084 {
1085         int i;
1086         struct bio_vec *bvec;
1087
1088         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1089                 ssize_t ret;
1090
1091                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1092                                           bvec->bv_offset,
1093                                           bvec->bv_len,
1094                                           &iter);
1095
1096                 if (!iov_iter_count(&iter))
1097                         break;
1098
1099                 if (ret < bvec->bv_len)
1100                         return -EFAULT;
1101         }
1102
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 /**
1107  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1108  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1109  * @iter: iov_iter as destination
1110  *
1111  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1112  * Returns 0 on success, or error on failure.
1113  */
1114 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1115 {
1116         int i;
1117         struct bio_vec *bvec;
1118
1119         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1120                 ssize_t ret;
1121
1122                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1123                                         bvec->bv_offset,
1124                                         bvec->bv_len,
1125                                         &iter);
1126
1127                 if (!iov_iter_count(&iter))
1128                         break;
1129
1130                 if (ret < bvec->bv_len)
1131                         return -EFAULT;
1132         }
1133
1134         return 0;
1135 }
1136
1137 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1138 {
1139         struct bio_vec *bvec;
1140         int i;
1141
1142         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1143                 __free_page(bvec->bv_page);
1144 }
1145 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1146
1147 /**
1148  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1149  *      @bio: bio being terminated
1150  *
1151  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1152  *      to user space in case of a read.
1153  */
1154 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1155 {
1156         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1157         int ret = 0;
1158
1159         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1160                 /*
1161                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1162                  * don't copy into a random user address space, just free
1163                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1164                  */
1165                 if (!current->mm)
1166                         ret = -EINTR;
1167                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1168                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1169                 if (bmd->is_our_pages)
1170                         bio_free_pages(bio);
1171         }
1172         kfree(bmd);
1173         bio_put(bio);
1174         return ret;
1175 }
1176
1177 /**
1178  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1179  *      @q:             destination block queue
1180  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1181  *      @iter:          iovec iterator
1182  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1183  *
1184  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1185  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1186  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1187  */
1188 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1189                               struct rq_map_data *map_data,
1190                               const struct iov_iter *iter,
1191                               gfp_t gfp_mask)
1192 {
1193         struct bio_map_data *bmd;
1194         struct page *page;
1195         struct bio *bio;
1196         int i, ret;
1197         int nr_pages = 0;
1198         unsigned int len = iter->count;
1199         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1200
1201         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1202                 unsigned long uaddr;
1203                 unsigned long end;
1204                 unsigned long start;
1205
1206                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1207                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1208                         >> PAGE_SHIFT;
1209                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1210
1211                 /*
1212                  * Overflow, abort
1213                  */
1214                 if (end < start)
1215                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1216
1217                 nr_pages += end - start;
1218         }
1219
1220         if (offset)
1221                 nr_pages++;
1222
1223         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1224         if (!bmd)
1225                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1226
1227         /*
1228          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1229          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1230          * shortlived one.
1231          */
1232         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1233         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1234         bmd->iter = *iter;
1235         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1236
1237         ret = -ENOMEM;
1238         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1239         if (!bio)
1240                 goto out_bmd;
1241
1242         ret = 0;
1243
1244         if (map_data) {
1245                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1246                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1247         }
1248         while (len) {
1249                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1250
1251                 bytes -= offset;
1252
1253                 if (bytes > len)
1254                         bytes = len;
1255
1256                 if (map_data) {
1257                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1258                                 ret = -ENOMEM;
1259                                 break;
1260                         }
1261
1262                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1263                         page += (i % nr_pages);
1264
1265                         i++;
1266                 } else {
1267                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1268                         if (!page) {
1269                                 ret = -ENOMEM;
1270                                 break;
1271                         }
1272                 }
1273
1274                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1275                         break;
1276
1277                 len -= bytes;
1278                 offset = 0;
1279         }
1280
1281         if (ret)
1282                 goto cleanup;
1283
1284         /*
1285          * success
1286          */
1287         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1288             (map_data && map_data->from_user)) {
1289                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1290                 if (ret)
1291                         goto cleanup;
1292         }
1293
1294         bio->bi_private = bmd;
1295         return bio;
1296 cleanup:
1297         if (!map_data)
1298                 bio_free_pages(bio);
1299         bio_put(bio);
1300 out_bmd:
1301         kfree(bmd);
1302         return ERR_PTR(ret);
1303 }
1304
1305 /**
1306  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1307  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1308  *      @iter:          iovec iterator
1309  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1310  *
1311  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1312  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1313  */
1314 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1315                              const struct iov_iter *iter,
1316                              gfp_t gfp_mask)
1317 {
1318         int j;
1319         int nr_pages = 0;
1320         struct page **pages;
1321         struct bio *bio;
1322         int cur_page = 0;
1323         int ret, offset;
1324         struct iov_iter i;
1325         struct iovec iov;
1326         struct bio_vec *bvec;
1327
1328         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1329                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1330                 unsigned long len = iov.iov_len;
1331                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1332                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1333
1334                 /*
1335                  * Overflow, abort
1336                  */
1337                 if (end < start)
1338                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1339
1340                 nr_pages += end - start;
1341                 /*
1342                  * buffer must be aligned to at least logical block size for now
1343                  */
1344                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1345                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1346         }
1347
1348         if (!nr_pages)
1349                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1350
1351         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1352         if (!bio)
1353                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1354
1355         ret = -ENOMEM;
1356         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1357         if (!pages)
1358                 goto out;
1359
1360         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1361                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1362                 unsigned long len = iov.iov_len;
1363                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1364                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1365                 const int local_nr_pages = end - start;
1366                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1367
1368                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1369                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1370                                 &pages[cur_page]);
1371                 if (unlikely(ret < local_nr_pages)) {
1372                         for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1373                                 if (!pages[j])
1374                                         break;
1375                                 put_page(pages[j]);
1376                         }
1377                         ret = -EFAULT;
1378                         goto out_unmap;
1379                 }
1380
1381                 offset = offset_in_page(uaddr);
1382                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1383                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1384                         unsigned short prev_bi_vcnt = bio->bi_vcnt;
1385
1386                         if (len <= 0)
1387                                 break;
1388                         
1389                         if (bytes > len)
1390                                 bytes = len;
1391
1392                         /*
1393                          * sorry...
1394                          */
1395                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1396                                             bytes)
1397                                 break;
1398
1399                         /*
1400                          * check if vector was merged with previous
1401                          * drop page reference if needed
1402                          */
1403                         if (bio->bi_vcnt == prev_bi_vcnt)
1404                                 put_page(pages[j]);
1405
1406                         len -= bytes;
1407                         offset = 0;
1408                 }
1409
1410                 cur_page = j;
1411                 /*
1412                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1413                  */
1414                 while (j < page_limit)
1415                         put_page(pages[j++]);
1416         }
1417
1418         kfree(pages);
1419
1420         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1421
1422         /*
1423          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1424          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1425          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1426          * reference to it
1427          */
1428         bio_get(bio);
1429         return bio;
1430
1431  out_unmap:
1432         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, j) {
1433                 put_page(bvec->bv_page);
1434         }
1435  out:
1436         kfree(pages);
1437         bio_put(bio);
1438         return ERR_PTR(ret);
1439 }
1440
1441 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1442 {
1443         struct bio_vec *bvec;
1444         int i;
1445
1446         /*
1447          * make sure we dirty pages we wrote to
1448          */
1449         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1450                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1451                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1452
1453                 put_page(bvec->bv_page);
1454         }
1455
1456         bio_put(bio);
1457 }
1458
1459 /**
1460  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1461  *      @bio:           the bio being unmapped
1462  *
1463  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1464  *      process context.
1465  *
1466  *      bio_unmap_user() may sleep.
1467  */
1468 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1469 {
1470         __bio_unmap_user(bio);
1471         bio_put(bio);
1472 }
1473
1474 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1475 {
1476         bio_put(bio);
1477 }
1478
1479 /**
1480  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1481  *      @q: the struct request_queue for the bio
1482  *      @data: pointer to buffer to map
1483  *      @len: length in bytes
1484  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1485  *
1486  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1487  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1488  */
1489 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1490                          gfp_t gfp_mask)
1491 {
1492         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1493         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1494         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1495         const int nr_pages = end - start;
1496         int offset, i;
1497         struct bio *bio;
1498
1499         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1500         if (!bio)
1501                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1502
1503         offset = offset_in_page(kaddr);
1504         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1505                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1506
1507                 if (len <= 0)
1508                         break;
1509
1510                 if (bytes > len)
1511                         bytes = len;
1512
1513                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1514                                     offset) < bytes) {
1515                         /* we don't support partial mappings */
1516                         bio_put(bio);
1517                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1518                 }
1519
1520                 data += bytes;
1521                 len -= bytes;
1522                 offset = 0;
1523         }
1524
1525         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1526         return bio;
1527 }
1528 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1529
1530 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1531 {
1532         bio_free_pages(bio);
1533         bio_put(bio);
1534 }
1535
1536 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1537 {
1538         char *p = bio->bi_private;
1539         struct bio_vec *bvec;
1540         int i;
1541
1542         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1543                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1544                 p += bvec->bv_len;
1545         }
1546
1547         bio_copy_kern_endio(bio);
1548 }
1549
1550 /**
1551  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1552  *      @q: the struct request_queue for the bio
1553  *      @data: pointer to buffer to copy
1554  *      @len: length in bytes
1555  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1556  *      @reading: data direction is READ
1557  *
1558  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1559  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1560  */
1561 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1562                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1563 {
1564         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1565         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1566         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1567         struct bio *bio;
1568         void *p = data;
1569         int nr_pages = 0;
1570
1571         /*
1572          * Overflow, abort
1573          */
1574         if (end < start)
1575                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1576
1577         nr_pages = end - start;
1578         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1579         if (!bio)
1580                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1581
1582         while (len) {
1583                 struct page *page;
1584                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1585
1586                 if (bytes > len)
1587                         bytes = len;
1588
1589                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1590                 if (!page)
1591                         goto cleanup;
1592
1593                 if (!reading)
1594                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1595
1596                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1597                         break;
1598
1599                 len -= bytes;
1600                 p += bytes;
1601         }
1602
1603         if (reading) {
1604                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1605                 bio->bi_private = data;
1606         } else {
1607                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1608         }
1609
1610         return bio;
1611
1612 cleanup:
1613         bio_free_pages(bio);
1614         bio_put(bio);
1615         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1616 }
1617
1618 /*
1619  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1620  * for performing direct-IO in BIOs.
1621  *
1622  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1623  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1624  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1625  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1626  * in process context.
1627  *
1628  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1629  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1630  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1631  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1632  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1633  *
1634  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1635  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1636  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1637  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1638  * pagecache.
1639  *
1640  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1641  * deferred bio dirtying paths.
1642  */
1643
1644 /*
1645  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1646  */
1647 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1648 {
1649         struct bio_vec *bvec;
1650         int i;
1651
1652         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1653                 struct page *page = bvec->bv_page;
1654
1655                 if (page && !PageCompound(page))
1656                         set_page_dirty_lock(page);
1657         }
1658 }
1659
1660 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1661 {
1662         struct bio_vec *bvec;
1663         int i;
1664
1665         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1666                 struct page *page = bvec->bv_page;
1667
1668                 if (page)
1669                         put_page(page);
1670         }
1671 }
1672
1673 /*
1674  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1675  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1676  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1677  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1678  *
1679  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1680  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1681  * bio_put() against the BIO.
1682  */
1683
1684 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1685
1686 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1687 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1688 static struct bio *bio_dirty_list;
1689
1690 /*
1691  * This runs in process context
1692  */
1693 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1694 {
1695         unsigned long flags;
1696         struct bio *bio;
1697
1698         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1699         bio = bio_dirty_list;
1700         bio_dirty_list = NULL;
1701         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1702
1703         while (bio) {
1704                 struct bio *next = bio->bi_private;
1705
1706                 bio_set_pages_dirty(bio);
1707                 bio_release_pages(bio);
1708                 bio_put(bio);
1709                 bio = next;
1710         }
1711 }
1712
1713 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1714 {
1715         struct bio_vec *bvec;
1716         int nr_clean_pages = 0;
1717         int i;
1718
1719         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1720                 struct page *page = bvec->bv_page;
1721
1722                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1723                         put_page(page);
1724                         bvec->bv_page = NULL;
1725                 } else {
1726                         nr_clean_pages++;
1727                 }
1728         }
1729
1730         if (nr_clean_pages) {
1731                 unsigned long flags;
1732
1733                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1734                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1735                 bio_dirty_list = bio;
1736                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1737                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1738         } else {
1739                 bio_put(bio);
1740         }
1741 }
1742
1743 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int rw,
1744                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1745 {
1746         int cpu = part_stat_lock();
1747
1748         part_round_stats(q, cpu, part);
1749         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1750         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1751         part_inc_in_flight(q, part, rw);
1752
1753         part_stat_unlock();
1754 }
1755 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1756
1757 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int rw,
1758                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1759 {
1760         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1761         int cpu = part_stat_lock();
1762
1763         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1764         part_round_stats(q, cpu, part);
1765         part_dec_in_flight(q, part, rw);
1766
1767         part_stat_unlock();
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1770
1771 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1772 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1773 {
1774         struct bio_vec bvec;
1775         struct bvec_iter iter;
1776
1777         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1778                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1781 #endif
1782
1783 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1784 {
1785         /*
1786          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1787          * we always end io on the first invocation.
1788          */
1789         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1790                 return true;
1791
1792         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1793
1794         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1795                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1796                 return true;
1797         }
1798
1799         return false;
1800 }
1801
1802 /**
1803  * bio_endio - end I/O on a bio
1804  * @bio:        bio
1805  *
1806  * Description:
1807  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1808  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1809  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1810  *
1811  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1812  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1813  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1814  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1815  **/
1816 void bio_endio(struct bio *bio)
1817 {
1818 again:
1819         if (!bio_remaining_done(bio))
1820                 return;
1821         if (!bio_integrity_endio(bio))
1822                 return;
1823
1824         /*
1825          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1826          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1827          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1828          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1829          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1830          * gcc's sibling call optimization.
1831          */
1832         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1833                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1834                 goto again;
1835         }
1836
1837         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1838                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1839                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1840                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1841         }
1842
1843         blk_throtl_bio_endio(bio);
1844         /* release cgroup info */
1845         bio_uninit(bio);
1846         if (bio->bi_end_io)
1847                 bio->bi_end_io(bio);
1848 }
1849 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1850
1851 /**
1852  * bio_split - split a bio
1853  * @bio:        bio to split
1854  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1855  * @gfp:        gfp mask
1856  * @bs:         bio set to allocate from
1857  *
1858  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1859  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1860  *
1861  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1862  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1863  * @bio is not freed before the split.
1864  */
1865 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1866                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1867 {
1868         struct bio *split = NULL;
1869
1870         BUG_ON(sectors <= 0);
1871         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1872
1873         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1874         if (!split)
1875                 return NULL;
1876
1877         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1878
1879         if (bio_integrity(split))
1880                 bio_integrity_trim(split);
1881
1882         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1883
1884         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1885                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1886
1887         return split;
1888 }
1889 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1890
1891 /**
1892  * bio_trim - trim a bio
1893  * @bio:        bio to trim
1894  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1895  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1896  */
1897 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1898 {
1899         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1900          * the given offset and size.
1901          */
1902
1903         size <<= 9;
1904         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1905                 return;
1906
1907         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1908
1909         bio_advance(bio, offset << 9);
1910
1911         bio->bi_iter.bi_size = size;
1912
1913         if (bio_integrity(bio))
1914                 bio_integrity_trim(bio);
1915
1916 }
1917 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1918
1919 /*
1920  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1921  * use the global biovec slabs created for general use.
1922  */
1923 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1924 {
1925         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1926
1927         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1928 }
1929
1930 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1931 {
1932         if (bs->rescue_workqueue)
1933                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1934
1935         mempool_destroy(bs->bio_pool);
1936         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1937
1938         bioset_integrity_free(bs);
1939         bio_put_slab(bs);
1940
1941         kfree(bs);
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1944
1945 /**
1946  * bioset_create  - Create a bio_set
1947  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1948  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1949  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1950  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1951  *
1952  * Description:
1953  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1954  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1955  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1956  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1957  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1958  *    or things will break badly.
1959  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1960  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1961  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1962  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1963  *
1964  */
1965 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size,
1966                               unsigned int front_pad,
1967                               int flags)
1968 {
1969         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1970         struct bio_set *bs;
1971
1972         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1973         if (!bs)
1974                 return NULL;
1975
1976         bs->front_pad = front_pad;
1977
1978         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1979         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1980         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1981
1982         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1983         if (!bs->bio_slab) {
1984                 kfree(bs);
1985                 return NULL;
1986         }
1987
1988         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1989         if (!bs->bio_pool)
1990                 goto bad;
1991
1992         if (flags & BIOSET_NEED_BVECS) {
1993                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1994                 if (!bs->bvec_pool)
1995                         goto bad;
1996         }
1997
1998         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
1999                 return bs;
2000
2001         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2002         if (!bs->rescue_workqueue)
2003                 goto bad;
2004
2005         return bs;
2006 bad:
2007         bioset_free(bs);
2008         return NULL;
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
2011
2012 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2013
2014 /**
2015  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
2016  * @bio: target bio
2017  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
2018  *
2019  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
2020  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
2021  *
2022  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
2023  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
2024  * synchronizing calls to this function.
2025  */
2026 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
2027 {
2028         if (unlikely(bio->bi_css))
2029                 return -EBUSY;
2030         css_get(blkcg_css);
2031         bio->bi_css = blkcg_css;
2032         return 0;
2033 }
2034 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
2035
2036 /**
2037  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2038  * @bio: target bio
2039  */
2040 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2041 {
2042         if (bio->bi_ioc) {
2043                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2044                 bio->bi_ioc = NULL;
2045         }
2046         if (bio->bi_css) {
2047                 css_put(bio->bi_css);
2048                 bio->bi_css = NULL;
2049         }
2050 }
2051
2052 /**
2053  * bio_clone_blkcg_association - clone blkcg association from src to dst bio
2054  * @dst: destination bio
2055  * @src: source bio
2056  */
2057 void bio_clone_blkcg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2058 {
2059         if (src->bi_css)
2060                 WARN_ON(bio_associate_blkcg(dst, src->bi_css));
2061 }
2062 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkcg_association);
2063 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2064
2065 static void __init biovec_init_slabs(void)
2066 {
2067         int i;
2068
2069         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2070                 int size;
2071                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2072
2073                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2074                         bvs->slab = NULL;
2075                         continue;
2076                 }
2077
2078                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2079                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2080                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2081         }
2082 }
2083
2084 static int __init init_bio(void)
2085 {
2086         bio_slab_max = 2;
2087         bio_slab_nr = 0;
2088         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2089         if (!bio_slabs)
2090                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2091
2092         bio_integrity_init();
2093         biovec_init_slabs();
2094
2095         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
2096         if (!fs_bio_set)
2097                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2098
2099         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2100                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2101
2102         return 0;
2103 }
2104 subsys_initcall(init_bio);