b94a802f8ba341894d6c4eafb0c04f87eacbe1c6
[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_set_flag(bio, BIO_CLONED);
601         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
602         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
603         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
604         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
605
606         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
607 }
608 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
609
610 /**
611  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
612  *      @bio: bio to clone
613  *      @gfp_mask: allocation priority
614  *      @bs: bio_set to allocate from
615  *
616  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
617  */
618 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
619 {
620         struct bio *b;
621
622         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
623         if (!b)
624                 return NULL;
625
626         __bio_clone_fast(b, bio);
627
628         if (bio_integrity(bio)) {
629                 int ret;
630
631                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
632
633                 if (ret < 0) {
634                         bio_put(b);
635                         return NULL;
636                 }
637         }
638
639         return b;
640 }
641 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
642
643 /**
644  *      bio_clone_bioset - clone a bio
645  *      @bio_src: bio to clone
646  *      @gfp_mask: allocation priority
647  *      @bs: bio_set to allocate from
648  *
649  *      Clone bio. Caller will own the returned bio, but not the actual data it
650  *      points to. Reference count of returned bio will be one.
651  */
652 struct bio *bio_clone_bioset(struct bio *bio_src, gfp_t gfp_mask,
653                              struct bio_set *bs)
654 {
655         struct bvec_iter iter;
656         struct bio_vec bv;
657         struct bio *bio;
658
659         /*
660          * Pre immutable biovecs, __bio_clone() used to just do a memcpy from
661          * bio_src->bi_io_vec to bio->bi_io_vec.
662          *
663          * We can't do that anymore, because:
664          *
665          *  - The point of cloning the biovec is to produce a bio with a biovec
666          *    the caller can modify: bi_idx and bi_bvec_done should be 0.
667          *
668          *  - The original bio could've had more than BIO_MAX_PAGES biovecs; if
669          *    we tried to clone the whole thing bio_alloc_bioset() would fail.
670          *    But the clone should succeed as long as the number of biovecs we
671          *    actually need to allocate is fewer than BIO_MAX_PAGES.
672          *
673          *  - Lastly, bi_vcnt should not be looked at or relied upon by code
674          *    that does not own the bio - reason being drivers don't use it for
675          *    iterating over the biovec anymore, so expecting it to be kept up
676          *    to date (i.e. for clones that share the parent biovec) is just
677          *    asking for trouble and would force extra work on
678          *    __bio_clone_fast() anyways.
679          */
680
681         bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_segments(bio_src), bs);
682         if (!bio)
683                 return NULL;
684         bio->bi_disk            = bio_src->bi_disk;
685         bio->bi_opf             = bio_src->bi_opf;
686         bio->bi_write_hint      = bio_src->bi_write_hint;
687         bio->bi_iter.bi_sector  = bio_src->bi_iter.bi_sector;
688         bio->bi_iter.bi_size    = bio_src->bi_iter.bi_size;
689
690         switch (bio_op(bio)) {
691         case REQ_OP_DISCARD:
692         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
693         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
694                 break;
695         case REQ_OP_WRITE_SAME:
696                 bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bio_src->bi_io_vec[0];
697                 break;
698         default:
699                 bio_for_each_segment(bv, bio_src, iter)
700                         bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt++] = bv;
701                 break;
702         }
703
704         if (bio_integrity(bio_src)) {
705                 int ret;
706
707                 ret = bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask);
708                 if (ret < 0) {
709                         bio_put(bio);
710                         return NULL;
711                 }
712         }
713
714         bio_clone_blkcg_association(bio, bio_src);
715
716         return bio;
717 }
718 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_bioset);
719
720 /**
721  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
722  *      @q: the target queue
723  *      @bio: destination bio
724  *      @page: page to add
725  *      @len: vec entry length
726  *      @offset: vec entry offset
727  *
728  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
729  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
730  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
731  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
732  *
733  *      This should only be used by REQ_PC bios.
734  */
735 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
736                     *page, unsigned int len, unsigned int offset)
737 {
738         int retried_segments = 0;
739         struct bio_vec *bvec;
740
741         /*
742          * cloned bio must not modify vec list
743          */
744         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
745                 return 0;
746
747         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
748                 return 0;
749
750         /*
751          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
752          * we will often be called with the same page as last time and
753          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
754          */
755         if (bio->bi_vcnt > 0) {
756                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
757
758                 if (page == prev->bv_page &&
759                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
760                         prev->bv_len += len;
761                         bio->bi_iter.bi_size += len;
762                         goto done;
763                 }
764
765                 /*
766                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
767                  * offset would create a gap, disallow it.
768                  */
769                 if (bvec_gap_to_prev(q, prev, offset))
770                         return 0;
771         }
772
773         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
774                 return 0;
775
776         /*
777          * setup the new entry, we might clear it again later if we
778          * cannot add the page
779          */
780         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
781         bvec->bv_page = page;
782         bvec->bv_len = len;
783         bvec->bv_offset = offset;
784         bio->bi_vcnt++;
785         bio->bi_phys_segments++;
786         bio->bi_iter.bi_size += len;
787
788         /*
789          * Perform a recount if the number of segments is greater
790          * than queue_max_segments(q).
791          */
792
793         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
794
795                 if (retried_segments)
796                         goto failed;
797
798                 retried_segments = 1;
799                 blk_recount_segments(q, bio);
800         }
801
802         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
803         if (bio->bi_vcnt > 1 && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
804                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
805
806  done:
807         return len;
808
809  failed:
810         bvec->bv_page = NULL;
811         bvec->bv_len = 0;
812         bvec->bv_offset = 0;
813         bio->bi_vcnt--;
814         bio->bi_iter.bi_size -= len;
815         blk_recount_segments(q, bio);
816         return 0;
817 }
818 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
819
820 /**
821  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
822  *      @bio: destination bio
823  *      @page: page to add
824  *      @len: vec entry length
825  *      @offset: vec entry offset
826  *
827  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
828  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
829  */
830 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
831                  unsigned int len, unsigned int offset)
832 {
833         struct bio_vec *bv;
834
835         /*
836          * cloned bio must not modify vec list
837          */
838         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
839                 return 0;
840
841         /*
842          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
843          * we will often be called with the same page as last time and
844          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
845          */
846         if (bio->bi_vcnt > 0) {
847                 bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
848
849                 if (page == bv->bv_page &&
850                     offset == bv->bv_offset + bv->bv_len) {
851                         bv->bv_len += len;
852                         goto done;
853                 }
854         }
855
856         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
857                 return 0;
858
859         bv              = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
860         bv->bv_page     = page;
861         bv->bv_len      = len;
862         bv->bv_offset   = offset;
863
864         bio->bi_vcnt++;
865 done:
866         bio->bi_iter.bi_size += len;
867         return len;
868 }
869 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
870
871 /**
872  * bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
873  * @bio: bio to add pages to
874  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
875  *
876  * Pins as many pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
877  * pages will have to be released using put_page() when done.
878  */
879 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
880 {
881         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
882         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
883         struct page **pages = (struct page **)bv;
884         size_t offset, diff;
885         ssize_t size;
886
887         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
888         if (unlikely(size <= 0))
889                 return size ? size : -EFAULT;
890         nr_pages = (size + offset + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
891
892         /*
893          * Deep magic below:  We need to walk the pinned pages backwards
894          * because we are abusing the space allocated for the bio_vecs
895          * for the page array.  Because the bio_vecs are larger than the
896          * page pointers by definition this will always work.  But it also
897          * means we can't use bio_add_page, so any changes to it's semantics
898          * need to be reflected here as well.
899          */
900         bio->bi_iter.bi_size += size;
901         bio->bi_vcnt += nr_pages;
902
903         diff = (nr_pages * PAGE_SIZE - offset) - size;
904         while (nr_pages--) {
905                 bv[nr_pages].bv_page = pages[nr_pages];
906                 bv[nr_pages].bv_len = PAGE_SIZE;
907                 bv[nr_pages].bv_offset = 0;
908         }
909
910         bv[0].bv_offset += offset;
911         bv[0].bv_len -= offset;
912         if (diff)
913                 bv[bio->bi_vcnt - 1].bv_len -= diff;
914
915         iov_iter_advance(iter, size);
916         return 0;
917 }
918 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_iov_iter_get_pages);
919
920 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
921 {
922         complete(bio->bi_private);
923 }
924
925 /**
926  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
927  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
928  *
929  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
930  * bio_endio() on failure.
931  *
932  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
933  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
934  * on his own.
935  */
936 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
937 {
938         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
939
940         bio->bi_private = &done;
941         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
942         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
943         submit_bio(bio);
944         wait_for_completion_io(&done);
945
946         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
947 }
948 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
949
950 /**
951  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
952  * @bio:        bio to advance
953  * @bytes:      number of bytes to complete
954  *
955  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
956  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
957  * be updated on the last bvec as well.
958  *
959  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
960  */
961 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
962 {
963         if (bio_integrity(bio))
964                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
965
966         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
967 }
968 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
969
970 /**
971  * bio_alloc_pages - allocates a single page for each bvec in a bio
972  * @bio: bio to allocate pages for
973  * @gfp_mask: flags for allocation
974  *
975  * Allocates pages up to @bio->bi_vcnt.
976  *
977  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure. On failure, any allocated pages are
978  * freed.
979  */
980 int bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
981 {
982         int i;
983         struct bio_vec *bv;
984
985         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
986                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
987                 if (!bv->bv_page) {
988                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
989                                 __free_page(bv->bv_page);
990                         return -ENOMEM;
991                 }
992         }
993
994         return 0;
995 }
996 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_pages);
997
998 /**
999  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1000  * another
1001  * @src: source bio list
1002  * @dst: destination bio list
1003  *
1004  * If @src and @dst are single bios, bi_next must be NULL - otherwise, treats
1005  * @src and @dst as linked lists of bios.
1006  *
1007  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1008  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1009  */
1010 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1011 {
1012         struct bvec_iter src_iter, dst_iter;
1013         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1014         void *src_p, *dst_p;
1015         unsigned bytes;
1016
1017         src_iter = src->bi_iter;
1018         dst_iter = dst->bi_iter;
1019
1020         while (1) {
1021                 if (!src_iter.bi_size) {
1022                         src = src->bi_next;
1023                         if (!src)
1024                                 break;
1025
1026                         src_iter = src->bi_iter;
1027                 }
1028
1029                 if (!dst_iter.bi_size) {
1030                         dst = dst->bi_next;
1031                         if (!dst)
1032                                 break;
1033
1034                         dst_iter = dst->bi_iter;
1035                 }
1036
1037                 src_bv = bio_iter_iovec(src, src_iter);
1038                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, dst_iter);
1039
1040                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1041
1042                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1043                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1044
1045                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1046                        src_p + src_bv.bv_offset,
1047                        bytes);
1048
1049                 kunmap_atomic(dst_p);
1050                 kunmap_atomic(src_p);
1051
1052                 bio_advance_iter(src, &src_iter, bytes);
1053                 bio_advance_iter(dst, &dst_iter, bytes);
1054         }
1055 }
1056 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1057
1058 struct bio_map_data {
1059         int is_our_pages;
1060         struct iov_iter iter;
1061         struct iovec iov[];
1062 };
1063
1064 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(unsigned int iov_count,
1065                                                gfp_t gfp_mask)
1066 {
1067         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
1068                 return NULL;
1069
1070         return kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1071                        sizeof(struct iovec) * iov_count, gfp_mask);
1072 }
1073
1074 /**
1075  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1076  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1077  * @iter: iov_iter as source
1078  *
1079  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1080  * Returns 0 on success, or error on failure.
1081  */
1082 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1083 {
1084         int i;
1085         struct bio_vec *bvec;
1086
1087         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1088                 ssize_t ret;
1089
1090                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1091                                           bvec->bv_offset,
1092                                           bvec->bv_len,
1093                                           &iter);
1094
1095                 if (!iov_iter_count(&iter))
1096                         break;
1097
1098                 if (ret < bvec->bv_len)
1099                         return -EFAULT;
1100         }
1101
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1107  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1108  * @iter: iov_iter as destination
1109  *
1110  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1111  * Returns 0 on success, or error on failure.
1112  */
1113 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1114 {
1115         int i;
1116         struct bio_vec *bvec;
1117
1118         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1119                 ssize_t ret;
1120
1121                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1122                                         bvec->bv_offset,
1123                                         bvec->bv_len,
1124                                         &iter);
1125
1126                 if (!iov_iter_count(&iter))
1127                         break;
1128
1129                 if (ret < bvec->bv_len)
1130                         return -EFAULT;
1131         }
1132
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1137 {
1138         struct bio_vec *bvec;
1139         int i;
1140
1141         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1142                 __free_page(bvec->bv_page);
1143 }
1144 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1145
1146 /**
1147  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1148  *      @bio: bio being terminated
1149  *
1150  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1151  *      to user space in case of a read.
1152  */
1153 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1154 {
1155         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1156         int ret = 0;
1157
1158         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1159                 /*
1160                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1161                  * don't copy into a random user address space, just free
1162                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1163                  */
1164                 if (!current->mm)
1165                         ret = -EINTR;
1166                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1167                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1168                 if (bmd->is_our_pages)
1169                         bio_free_pages(bio);
1170         }
1171         kfree(bmd);
1172         bio_put(bio);
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 /**
1177  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1178  *      @q:             destination block queue
1179  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1180  *      @iter:          iovec iterator
1181  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1182  *
1183  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1184  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1185  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1186  */
1187 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1188                               struct rq_map_data *map_data,
1189                               const struct iov_iter *iter,
1190                               gfp_t gfp_mask)
1191 {
1192         struct bio_map_data *bmd;
1193         struct page *page;
1194         struct bio *bio;
1195         int i, ret;
1196         int nr_pages = 0;
1197         unsigned int len = iter->count;
1198         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1199
1200         for (i = 0; i < iter->nr_segs; i++) {
1201                 unsigned long uaddr;
1202                 unsigned long end;
1203                 unsigned long start;
1204
1205                 uaddr = (unsigned long) iter->iov[i].iov_base;
1206                 end = (uaddr + iter->iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1)
1207                         >> PAGE_SHIFT;
1208                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1209
1210                 /*
1211                  * Overflow, abort
1212                  */
1213                 if (end < start)
1214                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1215
1216                 nr_pages += end - start;
1217         }
1218
1219         if (offset)
1220                 nr_pages++;
1221
1222         bmd = bio_alloc_map_data(iter->nr_segs, gfp_mask);
1223         if (!bmd)
1224                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1225
1226         /*
1227          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1228          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1229          * shortlived one.
1230          */
1231         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1232         memcpy(bmd->iov, iter->iov, sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
1233         bmd->iter = *iter;
1234         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1235
1236         ret = -ENOMEM;
1237         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1238         if (!bio)
1239                 goto out_bmd;
1240
1241         ret = 0;
1242
1243         if (map_data) {
1244                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1245                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1246         }
1247         while (len) {
1248                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1249
1250                 bytes -= offset;
1251
1252                 if (bytes > len)
1253                         bytes = len;
1254
1255                 if (map_data) {
1256                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1257                                 ret = -ENOMEM;
1258                                 break;
1259                         }
1260
1261                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1262                         page += (i % nr_pages);
1263
1264                         i++;
1265                 } else {
1266                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1267                         if (!page) {
1268                                 ret = -ENOMEM;
1269                                 break;
1270                         }
1271                 }
1272
1273                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1274                         break;
1275
1276                 len -= bytes;
1277                 offset = 0;
1278         }
1279
1280         if (ret)
1281                 goto cleanup;
1282
1283         /*
1284          * success
1285          */
1286         if (((iter->type & WRITE) && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1287             (map_data && map_data->from_user)) {
1288                 ret = bio_copy_from_iter(bio, *iter);
1289                 if (ret)
1290                         goto cleanup;
1291         }
1292
1293         bio->bi_private = bmd;
1294         return bio;
1295 cleanup:
1296         if (!map_data)
1297                 bio_free_pages(bio);
1298         bio_put(bio);
1299 out_bmd:
1300         kfree(bmd);
1301         return ERR_PTR(ret);
1302 }
1303
1304 /**
1305  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1306  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1307  *      @iter:          iovec iterator
1308  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1309  *
1310  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1311  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1312  */
1313 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1314                              const struct iov_iter *iter,
1315                              gfp_t gfp_mask)
1316 {
1317         int j;
1318         int nr_pages = 0;
1319         struct page **pages;
1320         struct bio *bio;
1321         int cur_page = 0;
1322         int ret, offset;
1323         struct iov_iter i;
1324         struct iovec iov;
1325         struct bio_vec *bvec;
1326
1327         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1328                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1329                 unsigned long len = iov.iov_len;
1330                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1331                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1332
1333                 /*
1334                  * Overflow, abort
1335                  */
1336                 if (end < start)
1337                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1338
1339                 nr_pages += end - start;
1340                 /*
1341                  * buffer must be aligned to at least logical block size for now
1342                  */
1343                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
1344                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1345         }
1346
1347         if (!nr_pages)
1348                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1349
1350         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1351         if (!bio)
1352                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1353
1354         ret = -ENOMEM;
1355         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1356         if (!pages)
1357                 goto out;
1358
1359         iov_for_each(iov, i, *iter) {
1360                 unsigned long uaddr = (unsigned long) iov.iov_base;
1361                 unsigned long len = iov.iov_len;
1362                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1363                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1364                 const int local_nr_pages = end - start;
1365                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1366
1367                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1368                                 (iter->type & WRITE) != WRITE,
1369                                 &pages[cur_page]);
1370                 if (unlikely(ret < local_nr_pages)) {
1371                         for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1372                                 if (!pages[j])
1373                                         break;
1374                                 put_page(pages[j]);
1375                         }
1376                         ret = -EFAULT;
1377                         goto out_unmap;
1378                 }
1379
1380                 offset = offset_in_page(uaddr);
1381                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1382                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1383                         unsigned short prev_bi_vcnt = bio->bi_vcnt;
1384
1385                         if (len <= 0)
1386                                 break;
1387                         
1388                         if (bytes > len)
1389                                 bytes = len;
1390
1391                         /*
1392                          * sorry...
1393                          */
1394                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1395                                             bytes)
1396                                 break;
1397
1398                         /*
1399                          * check if vector was merged with previous
1400                          * drop page reference if needed
1401                          */
1402                         if (bio->bi_vcnt == prev_bi_vcnt)
1403                                 put_page(pages[j]);
1404
1405                         len -= bytes;
1406                         offset = 0;
1407                 }
1408
1409                 cur_page = j;
1410                 /*
1411                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1412                  */
1413                 while (j < page_limit)
1414                         put_page(pages[j++]);
1415         }
1416
1417         kfree(pages);
1418
1419         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1420
1421         /*
1422          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1423          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1424          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1425          * reference to it
1426          */
1427         bio_get(bio);
1428         return bio;
1429
1430  out_unmap:
1431         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, j) {
1432                 put_page(bvec->bv_page);
1433         }
1434  out:
1435         kfree(pages);
1436         bio_put(bio);
1437         return ERR_PTR(ret);
1438 }
1439
1440 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1441 {
1442         struct bio_vec *bvec;
1443         int i;
1444
1445         /*
1446          * make sure we dirty pages we wrote to
1447          */
1448         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1449                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1450                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1451
1452                 put_page(bvec->bv_page);
1453         }
1454
1455         bio_put(bio);
1456 }
1457
1458 /**
1459  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1460  *      @bio:           the bio being unmapped
1461  *
1462  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1463  *      process context.
1464  *
1465  *      bio_unmap_user() may sleep.
1466  */
1467 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1468 {
1469         __bio_unmap_user(bio);
1470         bio_put(bio);
1471 }
1472
1473 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1474 {
1475         bio_put(bio);
1476 }
1477
1478 /**
1479  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1480  *      @q: the struct request_queue for the bio
1481  *      @data: pointer to buffer to map
1482  *      @len: length in bytes
1483  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1484  *
1485  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1486  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1487  */
1488 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1489                          gfp_t gfp_mask)
1490 {
1491         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1492         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1493         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1494         const int nr_pages = end - start;
1495         int offset, i;
1496         struct bio *bio;
1497
1498         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1499         if (!bio)
1500                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1501
1502         offset = offset_in_page(kaddr);
1503         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1504                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1505
1506                 if (len <= 0)
1507                         break;
1508
1509                 if (bytes > len)
1510                         bytes = len;
1511
1512                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1513                                     offset) < bytes) {
1514                         /* we don't support partial mappings */
1515                         bio_put(bio);
1516                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1517                 }
1518
1519                 data += bytes;
1520                 len -= bytes;
1521                 offset = 0;
1522         }
1523
1524         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1525         return bio;
1526 }
1527 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1528
1529 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1530 {
1531         bio_free_pages(bio);
1532         bio_put(bio);
1533 }
1534
1535 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1536 {
1537         char *p = bio->bi_private;
1538         struct bio_vec *bvec;
1539         int i;
1540
1541         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1542                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1543                 p += bvec->bv_len;
1544         }
1545
1546         bio_copy_kern_endio(bio);
1547 }
1548
1549 /**
1550  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1551  *      @q: the struct request_queue for the bio
1552  *      @data: pointer to buffer to copy
1553  *      @len: length in bytes
1554  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1555  *      @reading: data direction is READ
1556  *
1557  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1558  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1559  */
1560 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1561                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1562 {
1563         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1564         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1565         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1566         struct bio *bio;
1567         void *p = data;
1568         int nr_pages = 0;
1569
1570         /*
1571          * Overflow, abort
1572          */
1573         if (end < start)
1574                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1575
1576         nr_pages = end - start;
1577         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1578         if (!bio)
1579                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1580
1581         while (len) {
1582                 struct page *page;
1583                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1584
1585                 if (bytes > len)
1586                         bytes = len;
1587
1588                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1589                 if (!page)
1590                         goto cleanup;
1591
1592                 if (!reading)
1593                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1594
1595                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1596                         break;
1597
1598                 len -= bytes;
1599                 p += bytes;
1600         }
1601
1602         if (reading) {
1603                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1604                 bio->bi_private = data;
1605         } else {
1606                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1607         }
1608
1609         return bio;
1610
1611 cleanup:
1612         bio_free_pages(bio);
1613         bio_put(bio);
1614         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1619  * for performing direct-IO in BIOs.
1620  *
1621  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1622  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1623  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1624  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1625  * in process context.
1626  *
1627  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1628  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1629  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1630  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1631  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1632  *
1633  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1634  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1635  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1636  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1637  * pagecache.
1638  *
1639  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1640  * deferred bio dirtying paths.
1641  */
1642
1643 /*
1644  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1645  */
1646 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1647 {
1648         struct bio_vec *bvec;
1649         int i;
1650
1651         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1652                 struct page *page = bvec->bv_page;
1653
1654                 if (page && !PageCompound(page))
1655                         set_page_dirty_lock(page);
1656         }
1657 }
1658
1659 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1660 {
1661         struct bio_vec *bvec;
1662         int i;
1663
1664         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1665                 struct page *page = bvec->bv_page;
1666
1667                 if (page)
1668                         put_page(page);
1669         }
1670 }
1671
1672 /*
1673  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1674  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1675  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1676  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1677  *
1678  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1679  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1680  * bio_put() against the BIO.
1681  */
1682
1683 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1684
1685 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1686 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1687 static struct bio *bio_dirty_list;
1688
1689 /*
1690  * This runs in process context
1691  */
1692 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1693 {
1694         unsigned long flags;
1695         struct bio *bio;
1696
1697         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1698         bio = bio_dirty_list;
1699         bio_dirty_list = NULL;
1700         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1701
1702         while (bio) {
1703                 struct bio *next = bio->bi_private;
1704
1705                 bio_set_pages_dirty(bio);
1706                 bio_release_pages(bio);
1707                 bio_put(bio);
1708                 bio = next;
1709         }
1710 }
1711
1712 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1713 {
1714         struct bio_vec *bvec;
1715         int nr_clean_pages = 0;
1716         int i;
1717
1718         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1719                 struct page *page = bvec->bv_page;
1720
1721                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1722                         put_page(page);
1723                         bvec->bv_page = NULL;
1724                 } else {
1725                         nr_clean_pages++;
1726                 }
1727         }
1728
1729         if (nr_clean_pages) {
1730                 unsigned long flags;
1731
1732                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1733                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1734                 bio_dirty_list = bio;
1735                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1736                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1737         } else {
1738                 bio_put(bio);
1739         }
1740 }
1741
1742 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int rw,
1743                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1744 {
1745         int cpu = part_stat_lock();
1746
1747         part_round_stats(q, cpu, part);
1748         part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1749         part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], sectors);
1750         part_inc_in_flight(q, part, rw);
1751
1752         part_stat_unlock();
1753 }
1754 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1755
1756 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int rw,
1757                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1758 {
1759         unsigned long duration = jiffies - start_time;
1760         int cpu = part_stat_lock();
1761
1762         part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1763         part_round_stats(q, cpu, part);
1764         part_dec_in_flight(q, part, rw);
1765
1766         part_stat_unlock();
1767 }
1768 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1769
1770 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1771 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1772 {
1773         struct bio_vec bvec;
1774         struct bvec_iter iter;
1775
1776         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1777                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1780 #endif
1781
1782 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1783 {
1784         /*
1785          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1786          * we always end io on the first invocation.
1787          */
1788         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1789                 return true;
1790
1791         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1792
1793         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1794                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1795                 return true;
1796         }
1797
1798         return false;
1799 }
1800
1801 /**
1802  * bio_endio - end I/O on a bio
1803  * @bio:        bio
1804  *
1805  * Description:
1806  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1807  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1808  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1809  *
1810  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1811  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1812  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1813  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1814  **/
1815 void bio_endio(struct bio *bio)
1816 {
1817 again:
1818         if (!bio_remaining_done(bio))
1819                 return;
1820         if (!bio_integrity_endio(bio))
1821                 return;
1822
1823         /*
1824          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1825          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1826          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1827          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1828          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1829          * gcc's sibling call optimization.
1830          */
1831         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1832                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1833                 goto again;
1834         }
1835
1836         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1837                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1838                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1839                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1840         }
1841
1842         blk_throtl_bio_endio(bio);
1843         /* release cgroup info */
1844         bio_uninit(bio);
1845         if (bio->bi_end_io)
1846                 bio->bi_end_io(bio);
1847 }
1848 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1849
1850 /**
1851  * bio_split - split a bio
1852  * @bio:        bio to split
1853  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1854  * @gfp:        gfp mask
1855  * @bs:         bio set to allocate from
1856  *
1857  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1858  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1859  *
1860  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1861  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1862  * @bio is not freed before the split.
1863  */
1864 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1865                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1866 {
1867         struct bio *split = NULL;
1868
1869         BUG_ON(sectors <= 0);
1870         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1871
1872         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1873         if (!split)
1874                 return NULL;
1875
1876         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1877
1878         if (bio_integrity(split))
1879                 bio_integrity_trim(split);
1880
1881         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1882
1883         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1884                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1885
1886         return split;
1887 }
1888 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1889
1890 /**
1891  * bio_trim - trim a bio
1892  * @bio:        bio to trim
1893  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1894  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1895  */
1896 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1897 {
1898         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1899          * the given offset and size.
1900          */
1901
1902         size <<= 9;
1903         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1904                 return;
1905
1906         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1907
1908         bio_advance(bio, offset << 9);
1909
1910         bio->bi_iter.bi_size = size;
1911
1912         if (bio_integrity(bio))
1913                 bio_integrity_trim(bio);
1914
1915 }
1916 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1917
1918 /*
1919  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1920  * use the global biovec slabs created for general use.
1921  */
1922 mempool_t *biovec_create_pool(int pool_entries)
1923 {
1924         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1925
1926         return mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1927 }
1928
1929 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1930 {
1931         if (bs->rescue_workqueue)
1932                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1933
1934         mempool_destroy(bs->bio_pool);
1935         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1936
1937         bioset_integrity_free(bs);
1938         bio_put_slab(bs);
1939
1940         kfree(bs);
1941 }
1942 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1943
1944 /**
1945  * bioset_create  - Create a bio_set
1946  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1947  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1948  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1949  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1950  *
1951  * Description:
1952  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1953  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1954  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1955  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1956  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1957  *    or things will break badly.
1958  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1959  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1960  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1961  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1962  *
1963  */
1964 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size,
1965                               unsigned int front_pad,
1966                               int flags)
1967 {
1968         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1969         struct bio_set *bs;
1970
1971         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1972         if (!bs)
1973                 return NULL;
1974
1975         bs->front_pad = front_pad;
1976
1977         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1978         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1979         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1980
1981         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1982         if (!bs->bio_slab) {
1983                 kfree(bs);
1984                 return NULL;
1985         }
1986
1987         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1988         if (!bs->bio_pool)
1989                 goto bad;
1990
1991         if (flags & BIOSET_NEED_BVECS) {
1992                 bs->bvec_pool = biovec_create_pool(pool_size);
1993                 if (!bs->bvec_pool)
1994                         goto bad;
1995         }
1996
1997         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
1998                 return bs;
1999
2000         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2001         if (!bs->rescue_workqueue)
2002                 goto bad;
2003
2004         return bs;
2005 bad:
2006         bioset_free(bs);
2007         return NULL;
2008 }
2009 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
2010
2011 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2012
2013 /**
2014  * bio_associate_blkcg - associate a bio with the specified blkcg
2015  * @bio: target bio
2016  * @blkcg_css: css of the blkcg to associate
2017  *
2018  * Associate @bio with the blkcg specified by @blkcg_css.  Block layer will
2019  * treat @bio as if it were issued by a task which belongs to the blkcg.
2020  *
2021  * This function takes an extra reference of @blkcg_css which will be put
2022  * when @bio is released.  The caller must own @bio and is responsible for
2023  * synchronizing calls to this function.
2024  */
2025 int bio_associate_blkcg(struct bio *bio, struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
2026 {
2027         if (unlikely(bio->bi_css))
2028                 return -EBUSY;
2029         css_get(blkcg_css);
2030         bio->bi_css = blkcg_css;
2031         return 0;
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkcg);
2034
2035 /**
2036  * bio_disassociate_task - undo bio_associate_current()
2037  * @bio: target bio
2038  */
2039 void bio_disassociate_task(struct bio *bio)
2040 {
2041         if (bio->bi_ioc) {
2042                 put_io_context(bio->bi_ioc);
2043                 bio->bi_ioc = NULL;
2044         }
2045         if (bio->bi_css) {
2046                 css_put(bio->bi_css);
2047                 bio->bi_css = NULL;
2048         }
2049 }
2050
2051 /**
2052  * bio_clone_blkcg_association - clone blkcg association from src to dst bio
2053  * @dst: destination bio
2054  * @src: source bio
2055  */
2056 void bio_clone_blkcg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2057 {
2058         if (src->bi_css)
2059                 WARN_ON(bio_associate_blkcg(dst, src->bi_css));
2060 }
2061 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkcg_association);
2062 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2063
2064 static void __init biovec_init_slabs(void)
2065 {
2066         int i;
2067
2068         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2069                 int size;
2070                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2071
2072                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2073                         bvs->slab = NULL;
2074                         continue;
2075                 }
2076
2077                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2078                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2079                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2080         }
2081 }
2082
2083 static int __init init_bio(void)
2084 {
2085         bio_slab_max = 2;
2086         bio_slab_nr = 0;
2087         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
2088         if (!bio_slabs)
2089                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2090
2091         bio_integrity_init();
2092         biovec_init_slabs();
2093
2094         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
2095         if (!fs_bio_set)
2096                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2097
2098         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2099                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2100
2101         return 0;
2102 }
2103 subsys_initcall(init_bio);