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