fs/bio.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
  14  * along with this program; if not, write to the Free Software
  15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
  16  *
  17  */
  18 #include <linux/mm.h>
  19 #include <linux/swap.h>
  20 #include <linux/bio.h>
  21 #include <linux/blkdev.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/mempool.h>
  27 #include <linux/workqueue.h>
  28 #include <scsi/sg.h>            /* for struct sg_iovec */
  29
  30 #include <trace/events/block.h>
  31
  32 /*
  33  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
  34  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
  35  */
  36 #define BIO_INLINE_VECS         4
  37
  38 static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
  39
  40 /*
  41  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
  42  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
  43  * unsigned short
  44  */
  45 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
  46 static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
  47         BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
  48 };
  49 #undef BV
  50
  51 /*
  52  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
  53  * IO code that does not need private memory pools.
  54  */
  55 struct bio_set *fs_bio_set;
  56
  57 /*
  58  * Our slab pool management
  59  */
  60 struct bio_slab {
  61         struct kmem_cache *slab;
  62         unsigned int slab_ref;
  63         unsigned int slab_size;
  64         char name[8];
  65 };
  66 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
  67 static struct bio_slab *bio_slabs;
  68 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
  69
  70 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
  71 {
  72         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
  73         struct kmem_cache *slab = NULL;
  74         struct bio_slab *bslab;
  75         unsigned int i, entry = -1;
  76
  77         mutex_lock(&bio_slab_lock);
  78
  79         i = 0;
  80         while (i < bio_slab_nr) {
  81                 bslab = &bio_slabs[i];
  82
  83                 if (!bslab->slab && entry == -1)
  84                         entry = i;
  85                 else if (bslab->slab_size == sz) {
  86                         slab = bslab->slab;
  87                         bslab->slab_ref++;
  88                         break;
  89                 }
  90                 i++;
  91         }
  92
  93         if (slab)
  94                 goto out_unlock;
  95
  96         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
  97                 bio_slab_max <<= 1;
  98                 bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
  99                                      bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
 100                                      GFP_KERNEL);
 101                 if (!bio_slabs)
 102                         goto out_unlock;
 103         }
 104         if (entry == -1)
 105                 entry = bio_slab_nr++;
 106
 107         bslab = &bio_slabs[entry];
 108
 109         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
 110         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
 111         if (!slab)
 112                 goto out_unlock;
 113
 114         printk(KERN_INFO "bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
 115         bslab->slab = slab;
 116         bslab->slab_ref = 1;
 117         bslab->slab_size = sz;
 118 out_unlock:
 119         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 120         return slab;
 121 }
 122
 123 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
 124 {
 125         struct bio_slab *bslab = NULL;
 126         unsigned int i;
 127
 128         mutex_lock(&bio_slab_lock);
 129
 130         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
 131                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
 132                         bslab = &bio_slabs[i];
 133                         break;
 134                 }
 135         }
 136
 137         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
 138                 goto out;
 139
 140         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
 141
 142         if (--bslab->slab_ref)
 143                 goto out;
 144
 145         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
 146         bslab->slab = NULL;
 147
 148 out:
 149         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
 150 }
 151
 152 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 153 {
 154         return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 155 }
 156
 157 void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
 158 {
 159         BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
 160
 161         if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
 162                 mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
 163         else {
 164                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
 165
 166                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
 167         }
 168 }
 169
 170 struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
 171                               struct bio_set *bs)
 172 {
 173         struct bio_vec *bvl;
 174
 175         /*
 176          * see comment near bvec_array define!
 177          */
 178         switch (nr) {
 179         case 1:
 180                 *idx = 0;
 181                 break;
 182         case 2 ... 4:
 183                 *idx = 1;
 184                 break;
 185         case 5 ... 16:
 186                 *idx = 2;
 187                 break;
 188         case 17 ... 64:
 189                 *idx = 3;
 190                 break;
 191         case 65 ... 128:
 192                 *idx = 4;
 193                 break;
 194         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
 195                 *idx = 5;
 196                 break;
 197         default:
 198                 return NULL;
 199         }
 200
 201         /*
 202          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
 203          * 1-vec entry pool is mempool backed.
 204          */
 205         if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
 206 fallback:
 207                 bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
 208         } else {
 209                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
 210                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
 211
 212                 /*
 213                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
 214                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
 215                  * in case of failure.
 216                  */
 217                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 218
 219                 /*
 220                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
 221                  * is set, retry with the 1-entry mempool
 222                  */
 223                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
 224                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
 225                         *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
 226                         goto fallback;
 227                 }
 228         }
 229
 230         return bvl;
 231 }
 232
 233 void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bs)
 234 {
 235         void *p;
 236
 237         if (bio_has_allocated_vec(bio))
 238                 bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 239
 240         if (bio_integrity(bio))
 241                 bio_integrity_free(bio, bs);
 242
 243         /*
 244          * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
 245          */
 246         p = bio;
 247         if (bs->front_pad)
 248                 p -= bs->front_pad;
 249
 250         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 251 }
 252 EXPORT_SYMBOL(bio_free);
 253
 254 void bio_init(struct bio *bio)
 255 {
 256         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
 257         bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
 258         atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 259 }
 260 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
 261
 262 /**
 263  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
 264  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 265  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 266  * @bs:         the bio_set to allocate from.
 267  *
 268  * Description:
 269  *   bio_alloc_bioset will try its own mempool to satisfy the allocation.
 270  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
 271  *   for a &struct bio to become free.
 272  *
 273  *   Note that the caller must set ->bi_destructor on successful return
 274  *   of a bio, to do the appropriate freeing of the bio once the reference
 275  *   count drops to zero.
 276  **/
 277 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 278 {
 279         unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
 280         struct bio_vec *bvl = NULL;
 281         struct bio *bio;
 282         void *p;
 283
 284         p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
 285         if (unlikely(!p))
 286                 return NULL;
 287         bio = p + bs->front_pad;
 288
 289         bio_init(bio);
 290
 291         if (unlikely(!nr_iovecs))
 292                 goto out_set;
 293
 294         if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
 295                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
 296                 nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
 297         } else {
 298                 bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
 299                 if (unlikely(!bvl))
 300                         goto err_free;
 301
 302                 nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
 303         }
 304 out_set:
 305         bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
 306         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 307         bio->bi_io_vec = bvl;
 308         return bio;
 309
 310 err_free:
 311         mempool_free(p, bs->bio_pool);
 312         return NULL;
 313 }
 314 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
 315
 316 static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
 317 {
 318         bio_free(bio, fs_bio_set);
 319 }
 320
 321 /**
 322  *      bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
 323  *      @gfp_mask: allocation mask to use
 324  *      @nr_iovecs: number of iovecs
 325  *
 326  *      bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
 327  *      at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
 328  *      fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset and @bio_kmalloc.
 329  *
 330  *      If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
 331  *      a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
 332  *      must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
 333  *      that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
 334  *      allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
 335  *      do so can cause livelocks under memory pressure.
 336  *
 337  *      RETURNS:
 338  *      Pointer to new bio on success, NULL on failure.
 339  */
 340 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
 341 {
 342         struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
 343
 344         if (bio)
 345                 bio->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 346
 347         return bio;
 348 }
 349 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
 350
 351 static void bio_kmalloc_destructor(struct bio *bio)
 352 {
 353         if (bio_integrity(bio))
 354                 bio_integrity_free(bio, fs_bio_set);
 355         kfree(bio);
 356 }
 357
 358 /**
 359  * bio_kmalloc - allocate a bio for I/O using kmalloc()
 360  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
 361  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
 362  *
 363  * Description:
 364  *   Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask contains
 365  *   %__GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
 366  *
 367  **/
 368 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs)
 369 {
 370         struct bio *bio;
 371
 372         if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
 373                 return NULL;
 374
 375         bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
 376                       gfp_mask);
 377         if (unlikely(!bio))
 378                 return NULL;
 379
 380         bio_init(bio);
 381         bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
 382         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
 383         bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
 384         bio->bi_destructor = bio_kmalloc_destructor;
 385
 386         return bio;
 387 }
 388 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
 389
 390 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 391 {
 392         unsigned long flags;
 393         struct bio_vec *bv;
 394         int i;
 395
 396         bio_for_each_segment(bv, bio, i) {
 397                 char *data = bvec_kmap_irq(bv, &flags);
 398                 memset(data, 0, bv->bv_len);
 399                 flush_dcache_page(bv->bv_page);
 400                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
 401         }
 402 }
 403 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
 404
 405 /**
 406  * bio_put - release a reference to a bio
 407  * @bio:   bio to release reference to
 408  *
 409  * Description:
 410  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
 411  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
 412  **/
 413 void bio_put(struct bio *bio)
 414 {
 415         BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->bi_cnt));
 416
 417         /*
 418          * last put frees it
 419          */
 420         if (atomic_dec_and_test(&bio->bi_cnt)) {
 421                 bio->bi_next = NULL;
 422                 bio->bi_destructor(bio);
 423         }
 424 }
 425 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
 426
 427 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 428 {
 429         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
 430                 blk_recount_segments(q, bio);
 431
 432         return bio->bi_phys_segments;
 433 }
 434 EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
 435
 436 /**
 437  *      __bio_clone     -       clone a bio
 438  *      @bio: destination bio
 439  *      @bio_src: bio to clone
 440  *
 441  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
 442  *      the actual data it points to. Reference count of returned
 443  *      bio will be one.
 444  */
 445 void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
 446 {
 447         memcpy(bio->bi_io_vec, bio_src->bi_io_vec,
 448                 bio_src->bi_max_vecs * sizeof(struct bio_vec));
 449
 450         /*
 451          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
 452          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
 453          */
 454         bio->bi_sector = bio_src->bi_sector;
 455         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
 456         bio->bi_flags |= 1 << BIO_CLONED;
 457         bio->bi_rw = bio_src->bi_rw;
 458         bio->bi_vcnt = bio_src->bi_vcnt;
 459         bio->bi_size = bio_src->bi_size;
 460         bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 461 }
 462 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
 463
 464 /**
 465  *      bio_clone       -       clone a bio
 466  *      @bio: bio to clone
 467  *      @gfp_mask: allocation priority
 468  *
 469  *      Like __bio_clone, only also allocates the returned bio
 470  */
 471 struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 472 {
 473         struct bio *b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio->bi_max_vecs, fs_bio_set);
 474
 475         if (!b)
 476                 return NULL;
 477
 478         b->bi_destructor = bio_fs_destructor;
 479         __bio_clone(b, bio);
 480
 481         if (bio_integrity(bio)) {
 482                 int ret;
 483
 484                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask, fs_bio_set);
 485
 486                 if (ret < 0) {
 487                         bio_put(b);
 488                         return NULL;
 489                 }
 490         }
 491
 492         return b;
 493 }
 494 EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
 495
 496 /**
 497  *      bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
 498  *      @bdev:  I/O target
 499  *
 500  *      Return the approximate number of pages we can send to this target.
 501  *      There's no guarantee that you will be able to fit this number of pages
 502  *      into a bio, it does not account for dynamic restrictions that vary
 503  *      on offset.
 504  */
 505 int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
 506 {
 507         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 508         int nr_pages;
 509
 510         nr_pages = min_t(unsigned,
 511                      queue_max_segments(q),
 512                      queue_max_sectors(q) / (PAGE_SIZE >> 9) + 1);
 513
 514         return min_t(unsigned, nr_pages, BIO_MAX_PAGES);
 515
 516 }
 517 EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
 518
 519 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 520                           *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 521                           unsigned short max_sectors)
 522 {
 523         int retried_segments = 0;
 524         struct bio_vec *bvec;
 525
 526         /*
 527          * cloned bio must not modify vec list
 528          */
 529         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
 530                 return 0;
 531
 532         if (((bio->bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
 533                 return 0;
 534
 535         /*
 536          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
 537          * we will often be called with the same page as last time and
 538          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
 539          */
 540         if (bio->bi_vcnt > 0) {
 541                 struct bio_vec *prev = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
 542
 543                 if (page == prev->bv_page &&
 544                     offset == prev->bv_offset + prev->bv_len) {
 545                         unsigned int prev_bv_len = prev->bv_len;
 546                         prev->bv_len += len;
 547
 548                         if (q->merge_bvec_fn) {
 549                                 struct bvec_merge_data bvm = {
 550                                         /* prev_bvec is already charged in
 551                                            bi_size, discharge it in order to
 552                                            simulate merging updated prev_bvec
 553                                            as new bvec. */
 554                                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 555                                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 556                                         .bi_size = bio->bi_size - prev_bv_len,
 557                                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 558                                 };
 559
 560                                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, prev) < prev->bv_len) {
 561                                         prev->bv_len -= len;
 562                                         return 0;
 563                                 }
 564                         }
 565
 566                         goto done;
 567                 }
 568         }
 569
 570         if (bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs)
 571                 return 0;
 572
 573         /*
 574          * we might lose a segment or two here, but rather that than
 575          * make this too complex.
 576          */
 577
 578         while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q)) {
 579
 580                 if (retried_segments)
 581                         return 0;
 582
 583                 retried_segments = 1;
 584                 blk_recount_segments(q, bio);
 585         }
 586
 587         /*
 588          * setup the new entry, we might clear it again later if we
 589          * cannot add the page
 590          */
 591         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
 592         bvec->bv_page = page;
 593         bvec->bv_len = len;
 594         bvec->bv_offset = offset;
 595
 596         /*
 597          * if queue has other restrictions (eg varying max sector size
 598          * depending on offset), it can specify a merge_bvec_fn in the
 599          * queue to get further control
 600          */
 601         if (q->merge_bvec_fn) {
 602                 struct bvec_merge_data bvm = {
 603                         .bi_bdev = bio->bi_bdev,
 604                         .bi_sector = bio->bi_sector,
 605                         .bi_size = bio->bi_size,
 606                         .bi_rw = bio->bi_rw,
 607                 };
 608
 609                 /*
 610                  * merge_bvec_fn() returns number of bytes it can accept
 611                  * at this offset
 612                  */
 613                 if (q->merge_bvec_fn(q, &bvm, bvec) < bvec->bv_len) {
 614                         bvec->bv_page = NULL;
 615                         bvec->bv_len = 0;
 616                         bvec->bv_offset = 0;
 617                         return 0;
 618                 }
 619         }
 620
 621         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
 622         if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
 623                 bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 624
 625         bio->bi_vcnt++;
 626         bio->bi_phys_segments++;
 627  done:
 628         bio->bi_size += len;
 629         return len;
 630 }
 631
 632 /**
 633  *      bio_add_pc_page -       attempt to add page to bio
 634  *      @q: the target queue
 635  *      @bio: destination bio
 636  *      @page: page to add
 637  *      @len: vec entry length
 638  *      @offset: vec entry offset
 639  *
 640  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 641  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
 642  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
 643  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
 644  *
 645  *      This should only be used by REQ_PC bios.
 646  */
 647 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
 648                     unsigned int len, unsigned int offset)
 649 {
 650         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
 651                               queue_max_hw_sectors(q));
 652 }
 653 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
 654
 655 /**
 656  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
 657  *      @bio: destination bio
 658  *      @page: page to add
 659  *      @len: vec entry length
 660  *      @offset: vec entry offset
 661  *
 662  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
 663  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
 664  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
 665  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
 666  */
 667 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
 668                  unsigned int offset)
 669 {
 670         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
 671         return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
 674
 675 struct bio_map_data {
 676         struct bio_vec *iovecs;
 677         struct sg_iovec *sgvecs;
 678         int nr_sgvecs;
 679         int is_our_pages;
 680 };
 681
 682 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
 683                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 684                              int is_our_pages)
 685 {
 686         memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
 687         memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
 688         bmd->nr_sgvecs = iov_count;
 689         bmd->is_our_pages = is_our_pages;
 690         bio->bi_private = bmd;
 691 }
 692
 693 static void bio_free_map_data(struct bio_map_data *bmd)
 694 {
 695         kfree(bmd->iovecs);
 696         kfree(bmd->sgvecs);
 697         kfree(bmd);
 698 }
 699
 700 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs,
 701                                                unsigned int iov_count,
 702                                                gfp_t gfp_mask)
 703 {
 704         struct bio_map_data *bmd;
 705
 706         if (iov_count > UIO_MAXIOV)
 707                 return NULL;
 708
 709         bmd = kmalloc(sizeof(*bmd), gfp_mask);
 710         if (!bmd)
 711                 return NULL;
 712
 713         bmd->iovecs = kmalloc(sizeof(struct bio_vec) * nr_segs, gfp_mask);
 714         if (!bmd->iovecs) {
 715                 kfree(bmd);
 716                 return NULL;
 717         }
 718
 719         bmd->sgvecs = kmalloc(sizeof(struct sg_iovec) * iov_count, gfp_mask);
 720         if (bmd->sgvecs)
 721                 return bmd;
 722
 723         kfree(bmd->iovecs);
 724         kfree(bmd);
 725         return NULL;
 726 }
 727
 728 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 729                           struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 730                           int to_user, int from_user, int do_free_page)
 731 {
 732         int ret = 0, i;
 733         struct bio_vec *bvec;
 734         int iov_idx = 0;
 735         unsigned int iov_off = 0;
 736
 737         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
 738                 char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
 739                 unsigned int bv_len = iovecs[i].bv_len;
 740
 741                 while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
 742                         unsigned int bytes;
 743                         char __user *iov_addr;
 744
 745                         bytes = min_t(unsigned int,
 746                                       iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
 747                         iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 748
 749                         if (!ret) {
 750                                 if (to_user)
 751                                         ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
 752                                                            bytes);
 753
 754                                 if (from_user)
 755                                         ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
 756                                                              bytes);
 757
 758                                 if (ret)
 759                                         ret = -EFAULT;
 760                         }
 761
 762                         bv_len -= bytes;
 763                         bv_addr += bytes;
 764                         iov_addr += bytes;
 765                         iov_off += bytes;
 766
 767                         if (iov[iov_idx].iov_len == iov_off) {
 768                                 iov_idx++;
 769                                 iov_off = 0;
 770                         }
 771                 }
 772
 773                 if (do_free_page)
 774                         __free_page(bvec->bv_page);
 775         }
 776
 777         return ret;
 778 }
 779
 780 /**
 781  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
 782  *      @bio: bio being terminated
 783  *
 784  *      Free pages allocated from bio_copy_user() and write back data
 785  *      to user space in case of a read.
 786  */
 787 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 788 {
 789         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
 790         struct bio_vec *bvec;
 791         int ret = 0, i;
 792
 793         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
 794                 /*
 795                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
 796                  * don't copy into a random user address space, just free
 797                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
 798                  */
 799                 if (current->mm)
 800                         ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
 801                                              bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
 802                                              0, bmd->is_our_pages);
 803                 else {
 804                         ret = -EINTR;
 805                         if (bmd->is_our_pages)
 806                                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 807                                         __free_page(bvec->bv_page);
 808                 }
 809         }
 810         bio_free_map_data(bmd);
 811         bio_put(bio);
 812         return ret;
 813 }
 814 EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
 815
 816 /**
 817  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
 818  *      @q: destination block queue
 819  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 820  *      @iov:   the iovec.
 821  *      @iov_count: number of elements in the iovec
 822  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 823  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 824  *
 825  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 826  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 827  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 828  */
 829 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
 830                               struct rq_map_data *map_data,
 831                               struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 832                               int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 833 {
 834         struct bio_map_data *bmd;
 835         struct bio_vec *bvec;
 836         struct page *page;
 837         struct bio *bio;
 838         int i, ret;
 839         int nr_pages = 0;
 840         unsigned int len = 0;
 841         unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 842
 843         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 844                 unsigned long uaddr;
 845                 unsigned long end;
 846                 unsigned long start;
 847
 848                 uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 849                 end = (uaddr + iov[i].iov_len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 850                 start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 851
 852                 /*
 853                  * Overflow, abort
 854                  */
 855                 if (end < start)
 856                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 857
 858                 nr_pages += end - start;
 859                 len += iov[i].iov_len;
 860         }
 861
 862         if (offset)
 863                 nr_pages++;
 864
 865         bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
 866         if (!bmd)
 867                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 868
 869         ret = -ENOMEM;
 870         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
 871         if (!bio)
 872                 goto out_bmd;
 873
 874         if (!write_to_vm)
 875                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
 876
 877         ret = 0;
 878
 879         if (map_data) {
 880                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
 881                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
 882         }
 883         while (len) {
 884                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 885
 886                 bytes -= offset;
 887
 888                 if (bytes > len)
 889                         bytes = len;
 890
 891                 if (map_data) {
 892                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
 893                                 ret = -ENOMEM;
 894                                 break;
 895                         }
 896
 897                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
 898                         page += (i % nr_pages);
 899
 900                         i++;
 901                 } else {
 902                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
 903                         if (!page) {
 904                                 ret = -ENOMEM;
 905                                 break;
 906                         }
 907                 }
 908
 909                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
 910                         break;
 911
 912                 len -= bytes;
 913                 offset = 0;
 914         }
 915
 916         if (ret)
 917                 goto cleanup;
 918
 919         /*
 920          * success
 921          */
 922         if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
 923             (map_data && map_data->from_user)) {
 924                 ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
 925                 if (ret)
 926                         goto cleanup;
 927         }
 928
 929         bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
 930         return bio;
 931 cleanup:
 932         if (!map_data)
 933                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
 934                         __free_page(bvec->bv_page);
 935
 936         bio_put(bio);
 937 out_bmd:
 938         bio_free_map_data(bmd);
 939         return ERR_PTR(ret);
 940 }
 941
 942 /**
 943  *      bio_copy_user   -       copy user data to bio
 944  *      @q: destination block queue
 945  *      @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
 946  *      @uaddr: start of user address
 947  *      @len: length in bytes
 948  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
 949  *      @gfp_mask: memory allocation flags
 950  *
 951  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
 952  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
 953  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
 954  */
 955 struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
 956                           unsigned long uaddr, unsigned int len,
 957                           int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 958 {
 959         struct sg_iovec iov;
 960
 961         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
 962         iov.iov_len = len;
 963
 964         return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 965 }
 966 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
 967
 968 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
 969                                       struct block_device *bdev,
 970                                       struct sg_iovec *iov, int iov_count,
 971                                       int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 972 {
 973         int i, j;
 974         int nr_pages = 0;
 975         struct page **pages;
 976         struct bio *bio;
 977         int cur_page = 0;
 978         int ret, offset;
 979
 980         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
 981                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
 982                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
 983                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 984                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
 985
 986                 /*
 987                  * Overflow, abort
 988                  */
 989                 if (end < start)
 990                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 991
 992                 nr_pages += end - start;
 993                 /*
 994                  * buffer must be aligned to at least hardsector size for now
 995                  */
 996                 if (uaddr & queue_dma_alignment(q))
 997                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 998         }
 999
1000         if (!nr_pages)
1001                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1002
1003         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1004         if (!bio)
1005                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1006
1007         ret = -ENOMEM;
1008         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
1009         if (!pages)
1010                 goto out;
1011
1012         for (i = 0; i < iov_count; i++) {
1013                 unsigned long uaddr = (unsigned long)iov[i].iov_base;
1014                 unsigned long len = iov[i].iov_len;
1015                 unsigned long end = (uaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1016                 unsigned long start = uaddr >> PAGE_SHIFT;
1017                 const int local_nr_pages = end - start;
1018                 const int page_limit = cur_page + local_nr_pages;
1019
1020                 ret = get_user_pages_fast(uaddr, local_nr_pages,
1021                                 write_to_vm, &pages[cur_page]);
1022                 if (ret < local_nr_pages) {
1023                         ret = -EFAULT;
1024                         goto out_unmap;
1025                 }
1026
1027                 offset = uaddr & ~PAGE_MASK;
1028                 for (j = cur_page; j < page_limit; j++) {
1029                         unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1030
1031                         if (len <= 0)
1032                                 break;
1033
1034                         if (bytes > len)
1035                                 bytes = len;
1036
1037                         /*
1038                          * sorry...
1039                          */
1040                         if (bio_add_pc_page(q, bio, pages[j], bytes, offset) <
1041                                             bytes)
1042                                 break;
1043
1044                         len -= bytes;
1045                         offset = 0;
1046                 }
1047
1048                 cur_page = j;
1049                 /*
1050                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1051                  */
1052                 while (j < page_limit)
1053                         page_cache_release(pages[j++]);
1054         }
1055
1056         kfree(pages);
1057
1058         /*
1059          * set data direction, and check if mapped pages need bouncing
1060          */
1061         if (!write_to_vm)
1062                 bio->bi_rw |= REQ_WRITE;
1063
1064         bio->bi_bdev = bdev;
1065         bio->bi_flags |= (1 << BIO_USER_MAPPED);
1066         return bio;
1067
1068  out_unmap:
1069         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1070                 if(!pages[i])
1071                         break;
1072                 page_cache_release(pages[i]);
1073         }
1074  out:
1075         kfree(pages);
1076         bio_put(bio);
1077         return ERR_PTR(ret);
1078 }
1079
1080 /**
1081  *      bio_map_user    -       map user address into bio
1082  *      @q: the struct request_queue for the bio
1083  *      @bdev: destination block device
1084  *      @uaddr: start of user address
1085  *      @len: length in bytes
1086  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1087  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1088  *
1089  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1090  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1091  */
1092 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1093                          unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
1094                          gfp_t gfp_mask)
1095 {
1096         struct sg_iovec iov;
1097
1098         iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
1099         iov.iov_len = len;
1100
1101         return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
1102 }
1103 EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
1104
1105 /**
1106  *      bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
1107  *      @q: the struct request_queue for the bio
1108  *      @bdev: destination block device
1109  *      @iov:   the iovec.
1110  *      @iov_count: number of elements in the iovec
1111  *      @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
1112  *      @gfp_mask: memory allocation flags
1113  *
1114  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1115  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1116  */
1117 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
1118                              struct sg_iovec *iov, int iov_count,
1119                              int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
1120 {
1121         struct bio *bio;
1122
1123         bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
1124                                  gfp_mask);
1125         if (IS_ERR(bio))
1126                 return bio;
1127
1128         /*
1129          * subtle -- if __bio_map_user() ended up bouncing a bio,
1130          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1131          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1132          * reference to it
1133          */
1134         bio_get(bio);
1135
1136         return bio;
1137 }
1138
1139 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1140 {
1141         struct bio_vec *bvec;
1142         int i;
1143
1144         /*
1145          * make sure we dirty pages we wrote to
1146          */
1147         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1148                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1149                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1150
1151                 page_cache_release(bvec->bv_page);
1152         }
1153
1154         bio_put(bio);
1155 }
1156
1157 /**
1158  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1159  *      @bio:           the bio being unmapped
1160  *
1161  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user(). Must be called with
1162  *      a process context.
1163  *
1164  *      bio_unmap_user() may sleep.
1165  */
1166 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1167 {
1168         __bio_unmap_user(bio);
1169         bio_put(bio);
1170 }
1171 EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
1172
1173 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1174 {
1175         bio_put(bio);
1176 }
1177
1178 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
1179                                   unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
1180 {
1181         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1182         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1183         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1184         const int nr_pages = end - start;
1185         int offset, i;
1186         struct bio *bio;
1187
1188         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1189         if (!bio)
1190                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1191
1192         offset = offset_in_page(kaddr);
1193         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1194                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1195
1196                 if (len <= 0)
1197                         break;
1198
1199                 if (bytes > len)
1200                         bytes = len;
1201
1202                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1203                                     offset) < bytes)
1204                         break;
1205
1206                 data += bytes;
1207                 len -= bytes;
1208                 offset = 0;
1209         }
1210
1211         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1212         return bio;
1213 }
1214
1215 /**
1216  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1217  *      @q: the struct request_queue for the bio
1218  *      @data: pointer to buffer to map
1219  *      @len: length in bytes
1220  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1221  *
1222  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1223  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1224  */
1225 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1226                          gfp_t gfp_mask)
1227 {
1228         struct bio *bio;
1229
1230         bio = __bio_map_kern(q, data, len, gfp_mask);
1231         if (IS_ERR(bio))
1232                 return bio;
1233
1234         if (bio->bi_size == len)
1235                 return bio;
1236
1237         /*
1238          * Don't support partial mappings.
1239          */
1240         bio_put(bio);
1241         return ERR_PTR(-EINVAL);
1242 }
1243 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1244
1245 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
1246 {
1247         struct bio_vec *bvec;
1248         const int read = bio_data_dir(bio) == READ;
1249         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1250         int i;
1251         char *p = bmd->sgvecs[0].iov_base;
1252
1253         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1254                 char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1255                 int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
1256
1257                 if (read)
1258                         memcpy(p, addr, len);
1259
1260                 __free_page(bvec->bv_page);
1261                 p += len;
1262         }
1263
1264         bio_free_map_data(bmd);
1265         bio_put(bio);
1266 }
1267
1268 /**
1269  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1270  *      @q: the struct request_queue for the bio
1271  *      @data: pointer to buffer to copy
1272  *      @len: length in bytes
1273  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1274  *      @reading: data direction is READ
1275  *
1276  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1277  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1278  */
1279 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1280                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1281 {
1282         struct bio *bio;
1283         struct bio_vec *bvec;
1284         int i;
1285
1286         bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
1287         if (IS_ERR(bio))
1288                 return bio;
1289
1290         if (!reading) {
1291                 void *p = data;
1292
1293                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
1294                         char *addr = page_address(bvec->bv_page);
1295
1296                         memcpy(addr, p, bvec->bv_len);
1297                         p += bvec->bv_len;
1298                 }
1299         }
1300
1301         bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1302
1303         return bio;
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
1306
1307 /*
1308  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1309  * for performing direct-IO in BIOs.
1310  *
1311  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1312  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1313  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1314  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1315  * in process context.
1316  *
1317  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1318  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1319  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1320  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1321  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1322  *
1323  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1324  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1325  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1326  * But other code (eg, pdflush) could clean the pages if they are mapped
1327  * pagecache.
1328  *
1329  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1330  * deferred bio dirtying paths.
1331  */
1332
1333 /*
1334  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1335  */
1336 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1337 {
1338         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1339         int i;
1340
1341         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1342                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1343
1344                 if (page && !PageCompound(page))
1345                         set_page_dirty_lock(page);
1346         }
1347 }
1348
1349 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1350 {
1351         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1352         int i;
1353
1354         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1355                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1356
1357                 if (page)
1358                         put_page(page);
1359         }
1360 }
1361
1362 /*
1363  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1364  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1365  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1366  * the BIO and the offending pages and re-dirty the pages in process context.
1367  *
1368  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1369  * here on.  It will run one page_cache_release() against each page and will
1370  * run one bio_put() against the BIO.
1371  */
1372
1373 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1374
1375 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1376 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1377 static struct bio *bio_dirty_list;
1378
1379 /*
1380  * This runs in process context
1381  */
1382 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1383 {
1384         unsigned long flags;
1385         struct bio *bio;
1386
1387         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1388         bio = bio_dirty_list;
1389         bio_dirty_list = NULL;
1390         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1391
1392         while (bio) {
1393                 struct bio *next = bio->bi_private;
1394
1395                 bio_set_pages_dirty(bio);
1396                 bio_release_pages(bio);
1397                 bio_put(bio);
1398                 bio = next;
1399         }
1400 }
1401
1402 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1403 {
1404         struct bio_vec *bvec = bio->bi_io_vec;
1405         int nr_clean_pages = 0;
1406         int i;
1407
1408         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1409                 struct page *page = bvec[i].bv_page;
1410
1411                 if (PageDirty(page) || PageCompound(page)) {
1412                         page_cache_release(page);
1413                         bvec[i].bv_page = NULL;
1414                 } else {
1415                         nr_clean_pages++;
1416                 }
1417         }
1418
1419         if (nr_clean_pages) {
1420                 unsigned long flags;
1421
1422                 spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1423                 bio->bi_private = bio_dirty_list;
1424                 bio_dirty_list = bio;
1425                 spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1426                 schedule_work(&bio_dirty_work);
1427         } else {
1428                 bio_put(bio);
1429         }
1430 }
1431
1432 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1433 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1434 {
1435         int i;
1436         struct bio_vec *bvec;
1437
1438         bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
1439                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
1440 }
1441 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1442 #endif
1443
1444 /**
1445  * bio_endio - end I/O on a bio
1446  * @bio:        bio
1447  * @error:      error, if any
1448  *
1449  * Description:
1450  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the
1451  *   preferred way to end I/O on a bio, it takes care of clearing
1452  *   BIO_UPTODATE on error. @error is 0 on success, and and one of the
1453  *   established -Exxxx (-EIO, for instance) error values in case
1454  *   something went wrong. No one should call bi_end_io() directly on a
1455  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io
1456  *   function.
1457  **/
1458 void bio_endio(struct bio *bio, int error)
1459 {
1460         if (error)
1461                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1462         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
1463                 error = -EIO;
1464
1465         if (bio->bi_end_io)
1466                 bio->bi_end_io(bio, error);
1467 }
1468 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1469
1470 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
1471 {
1472         if (atomic_dec_and_test(&bp->cnt)) {
1473                 struct bio *master = bp->bio1.bi_private;
1474
1475                 bio_endio(master, bp->error);
1476                 mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
1477         }
1478 }
1479 EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
1480
1481 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
1482 {
1483         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio1);
1484
1485         if (err)
1486                 bp->error = err;
1487
1488         bio_pair_release(bp);
1489 }
1490
1491 static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
1492 {
1493         struct bio_pair *bp = container_of(bi, struct bio_pair, bio2);
1494
1495         if (err)
1496                 bp->error = err;
1497
1498         bio_pair_release(bp);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
1503  */
1504 struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
1505 {
1506         struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
1507
1508         if (!bp)
1509                 return bp;
1510
1511         trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
1512                                 bi->bi_sector + first_sectors);
1513
1514         BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
1515         BUG_ON(bi->bi_idx != 0);
1516         atomic_set(&bp->cnt, 3);
1517         bp->error = 0;
1518         bp->bio1 = *bi;
1519         bp->bio2 = *bi;
1520         bp->bio2.bi_sector += first_sectors;
1521         bp->bio2.bi_size -= first_sectors << 9;
1522         bp->bio1.bi_size = first_sectors << 9;
1523
1524         bp->bv1 = bi->bi_io_vec[0];
1525         bp->bv2 = bi->bi_io_vec[0];
1526         bp->bv2.bv_offset += first_sectors << 9;
1527         bp->bv2.bv_len -= first_sectors << 9;
1528         bp->bv1.bv_len = first_sectors << 9;
1529
1530         bp->bio1.bi_io_vec = &bp->bv1;
1531         bp->bio2.bi_io_vec = &bp->bv2;
1532
1533         bp->bio1.bi_max_vecs = 1;
1534         bp->bio2.bi_max_vecs = 1;
1535
1536         bp->bio1.bi_end_io = bio_pair_end_1;
1537         bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
1538
1539         bp->bio1.bi_private = bi;
1540         bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
1541
1542         if (bio_integrity(bi))
1543                 bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
1544
1545         return bp;
1546 }
1547 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1548
1549 /**
1550  *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
1551  *      @bio:           bio to inspect
1552  *      @index:         bio_vec index
1553  *      @offset:        offset in bv_page
1554  *
1555  *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
1556  *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
1557  *      within that vector's page.
1558  */
1559 sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
1560                            unsigned int offset)
1561 {
1562         unsigned int sector_sz;
1563         struct bio_vec *bv;
1564         sector_t sectors;
1565         int i;
1566
1567         sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
1568         sectors = 0;
1569
1570         if (index >= bio->bi_idx)
1571                 index = bio->bi_vcnt - 1;
1572
1573         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
1574                 if (i == index) {
1575                         if (offset > bv->bv_offset)
1576                                 sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
1577                         break;
1578                 }
1579
1580                 sectors += bv->bv_len / sector_sz;
1581         }
1582
1583         return sectors;
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
1586
1587 /*
1588  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1589  * use the global biovec slabs created for general use.
1590  */
1591 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
1592 {
1593         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
1594
1595         bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
1596         if (!bs->bvec_pool)
1597                 return -ENOMEM;
1598
1599         return 0;
1600 }
1601
1602 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
1603 {
1604         mempool_destroy(bs->bvec_pool);
1605 }
1606
1607 void bioset_free(struct bio_set *bs)
1608 {
1609         if (bs->bio_pool)
1610                 mempool_destroy(bs->bio_pool);
1611
1612         bioset_integrity_free(bs);
1613         biovec_free_pools(bs);
1614         bio_put_slab(bs);
1615
1616         kfree(bs);
1617 }
1618 EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
1619
1620 /**
1621  * bioset_create  - Create a bio_set
1622  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1623  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1624  *
1625  * Description:
1626  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1627  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1628  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1629  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1630  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1631  *    or things will break badly.
1632  */
1633 struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
1634 {
1635         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1636         struct bio_set *bs;
1637
1638         bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
1639         if (!bs)
1640                 return NULL;
1641
1642         bs->front_pad = front_pad;
1643
1644         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1645         if (!bs->bio_slab) {
1646                 kfree(bs);
1647                 return NULL;
1648         }
1649
1650         bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
1651         if (!bs->bio_pool)
1652                 goto bad;
1653
1654         if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
1655                 return bs;
1656
1657 bad:
1658         bioset_free(bs);
1659         return NULL;
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
1662
1663 static void __init biovec_init_slabs(void)
1664 {
1665         int i;
1666
1667         for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
1668                 int size;
1669                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1670
1671                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1672                         bvs->slab = NULL;
1673                         continue;
1674                 }
1675
1676                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1677                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1678                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1679         }
1680 }
1681
1682 static int __init init_bio(void)
1683 {
1684         bio_slab_max = 2;
1685         bio_slab_nr = 0;
1686         bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
1687         if (!bio_slabs)
1688                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1689
1690         bio_integrity_init();
1691         biovec_init_slabs();
1692
1693         fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
1694         if (!fs_bio_set)
1695                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1696
1697         if (bioset_integrity_create(fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
1698                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
1699
1700         bio_split_pool = mempool_create_kmalloc_pool(BIO_SPLIT_ENTRIES,
1701                                                      sizeof(struct bio_pair));
1702         if (!bio_split_pool)
1703                 panic("bio: can't create split pool\n");
1704
1705         return 0;
1706 }
1707 subsys_initcall(init_bio);