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[linux-3.10.git] / fs / bio.c
index 3cba7ae..76e6713 100644 (file)
--- a/fs/bio.c
+++ b/fs/bio.c
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/mempool.h>
 #include <linux/workqueue.h>
-#include <linux/blktrace_api.h>
 #include <scsi/sg.h>           /* for struct sg_iovec */
 
-static struct kmem_cache *bio_slab __read_mostly;
+#include <trace/events/block.h>
 
-mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
+/*
+ * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
+ * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
+ */
+#define BIO_INLINE_VECS                4
+
+static mempool_t *bio_split_pool __read_mostly;
 
 /*
  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
  * unsigned short
  */
-
 #define BV(x) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"__stringify(x) }
-static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
+struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
        BV(1), BV(4), BV(16), BV(64), BV(128), BV(BIO_MAX_PAGES),
 };
 #undef BV
@@ -50,12 +54,121 @@ static struct biovec_slab bvec_slabs[BIOVEC_NR_POOLS] __read_mostly = {
  */
 struct bio_set *fs_bio_set;
 
+/*
+ * Our slab pool management
+ */
+struct bio_slab {
+       struct kmem_cache *slab;
+       unsigned int slab_ref;
+       unsigned int slab_size;
+       char name[8];
+};
+static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
+static struct bio_slab *bio_slabs;
+static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
+
+static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
+{
+       unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
+       struct kmem_cache *slab = NULL;
+       struct bio_slab *bslab;
+       unsigned int i, entry = -1;
+
+       mutex_lock(&bio_slab_lock);
+
+       i = 0;
+       while (i < bio_slab_nr) {
+               struct bio_slab *bslab = &bio_slabs[i];
+
+               if (!bslab->slab && entry == -1)
+                       entry = i;
+               else if (bslab->slab_size == sz) {
+                       slab = bslab->slab;
+                       bslab->slab_ref++;
+                       break;
+               }
+               i++;
+       }
+
+       if (slab)
+               goto out_unlock;
+
+       if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
+               bio_slab_max <<= 1;
+               bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
+                                    bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
+                                    GFP_KERNEL);
+               if (!bio_slabs)
+                       goto out_unlock;
+       }
+       if (entry == -1)
+               entry = bio_slab_nr++;
+
+       bslab = &bio_slabs[entry];
+
+       snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
+       slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
+       if (!slab)
+               goto out_unlock;
+
+       printk("bio: create slab <%s> at %d\n", bslab->name, entry);
+       bslab->slab = slab;
+       bslab->slab_ref = 1;
+       bslab->slab_size = sz;
+out_unlock:
+       mutex_unlock(&bio_slab_lock);
+       return slab;
+}
+
+static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
+{
+       struct bio_slab *bslab = NULL;
+       unsigned int i;
+
+       mutex_lock(&bio_slab_lock);
+
+       for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
+               if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
+                       bslab = &bio_slabs[i];
+                       break;
+               }
+       }
+
+       if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
+               goto out;
+
+       WARN_ON(!bslab->slab_ref);
+
+       if (--bslab->slab_ref)
+               goto out;
+
+       kmem_cache_destroy(bslab->slab);
+       bslab->slab = NULL;
+
+out:
+       mutex_unlock(&bio_slab_lock);
+}
+
 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
 {
        return bvec_slabs[idx].nr_vecs;
 }
 
-struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct bio_set *bs)
+void bvec_free_bs(struct bio_set *bs, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
+{
+       BIO_BUG_ON(idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
+
+       if (idx == BIOVEC_MAX_IDX)
+               mempool_free(bv, bs->bvec_pool);
+       else {
+               struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
+
+               kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
+       }
+}
+
+struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
+                             struct bio_set *bs)
 {
        struct bio_vec *bvl;
 
@@ -63,97 +176,169 @@ struct bio_vec *bvec_alloc_bs(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx, struct
         * see comment near bvec_array define!
         */
        switch (nr) {
-               case   1        : *idx = 0; break;
-               case   2 ...   4: *idx = 1; break;
-               case   5 ...  16: *idx = 2; break;
-               case  17 ...  64: *idx = 3; break;
-               case  65 ... 128: *idx = 4; break;
-               case 129 ... BIO_MAX_PAGES: *idx = 5; break;
-               default:
-                       return NULL;
+       case 1:
+               *idx = 0;
+               break;
+       case 2 ... 4:
+               *idx = 1;
+               break;
+       case 5 ... 16:
+               *idx = 2;
+               break;
+       case 17 ... 64:
+               *idx = 3;
+               break;
+       case 65 ... 128:
+               *idx = 4;
+               break;
+       case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
+               *idx = 5;
+               break;
+       default:
+               return NULL;
        }
+
        /*
-        * idx now points to the pool we want to allocate from
+        * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
+        * 1-vec entry pool is mempool backed.
         */
+       if (*idx == BIOVEC_MAX_IDX) {
+fallback:
+               bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pool, gfp_mask);
+       } else {
+               struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
+               gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_WAIT | __GFP_IO);
+
+               /*
+                * Make this allocation restricted and don't dump info on
+                * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
+                * in case of failure.
+                */
+               __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 
-       bvl = mempool_alloc(bs->bvec_pools[*idx], gfp_mask);
-       if (bvl)
-               memset(bvl, 0, bvec_nr_vecs(*idx) * sizeof(struct bio_vec));
+               /*
+                * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_WAIT
+                * is set, retry with the 1-entry mempool
+                */
+               bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
+               if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_WAIT))) {
+                       *idx = BIOVEC_MAX_IDX;
+                       goto fallback;
+               }
+       }
 
        return bvl;
 }
 
-void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bio_set)
+void bio_free(struct bio *bio, struct bio_set *bs)
 {
-       if (bio->bi_io_vec) {
-               const int pool_idx = BIO_POOL_IDX(bio);
+       void *p;
 
-               BIO_BUG_ON(pool_idx >= BIOVEC_NR_POOLS);
-
-               mempool_free(bio->bi_io_vec, bio_set->bvec_pools[pool_idx]);
-       }
+       if (bio_has_allocated_vec(bio))
+               bvec_free_bs(bs, bio->bi_io_vec, BIO_POOL_IDX(bio));
 
        if (bio_integrity(bio))
-               bio_integrity_free(bio, bio_set);
+               bio_integrity_free(bio, bs);
 
-       mempool_free(bio, bio_set->bio_pool);
-}
+       /*
+        * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
+        */
+       p = bio;
+       if (bs->front_pad)
+               p -= bs->front_pad;
 
-/*
- * default destructor for a bio allocated with bio_alloc_bioset()
- */
-static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
-{
-       bio_free(bio, fs_bio_set);
+       mempool_free(p, bs->bio_pool);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_free);
 
 void bio_init(struct bio *bio)
 {
        memset(bio, 0, sizeof(*bio));
        bio->bi_flags = 1 << BIO_UPTODATE;
+       bio->bi_comp_cpu = -1;
        atomic_set(&bio->bi_cnt, 1);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_init);
 
 /**
  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
  * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
  * @nr_iovecs: number of iovecs to pre-allocate
- * @bs:                the bio_set to allocate from
+ * @bs:                the bio_set to allocate from. If %NULL, just use kmalloc
  *
  * Description:
- *   bio_alloc_bioset will first try it's on mempool to satisfy the allocation.
+ *   bio_alloc_bioset will first try its own mempool to satisfy the allocation.
  *   If %__GFP_WAIT is set then we will block on the internal pool waiting
- *   for a &struct bio to become free.
+ *   for a &struct bio to become free. If a %NULL @bs is passed in, we will
+ *   fall back to just using @kmalloc to allocate the required memory.
  *
- *   allocate bio and iovecs from the memory pools specified by the
- *   bio_set structure.
+ *   Note that the caller must set ->bi_destructor on successful return
+ *   of a bio, to do the appropriate freeing of the bio once the reference
+ *   count drops to zero.
  **/
 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs, struct bio_set *bs)
 {
-       struct bio *bio = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
+       unsigned long idx = BIO_POOL_NONE;
+       struct bio_vec *bvl = NULL;
+       struct bio *bio;
+       void *p;
 
-       if (likely(bio)) {
-               struct bio_vec *bvl = NULL;
+       p = mempool_alloc(bs->bio_pool, gfp_mask);
+       if (unlikely(!p))
+               return NULL;
+       bio = p + bs->front_pad;
 
-               bio_init(bio);
-               if (likely(nr_iovecs)) {
-                       unsigned long uninitialized_var(idx);
+       bio_init(bio);
 
-                       bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
-                       if (unlikely(!bvl)) {
-                               mempool_free(bio, bs->bio_pool);
-                               bio = NULL;
-                               goto out;
-                       }
-                       bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
-                       bio->bi_max_vecs = bvec_nr_vecs(idx);
-               }
-               bio->bi_io_vec = bvl;
+       if (unlikely(!nr_iovecs))
+               goto out_set;
+
+       if (nr_iovecs <= BIO_INLINE_VECS) {
+               bvl = bio->bi_inline_vecs;
+               nr_iovecs = BIO_INLINE_VECS;
+       } else {
+               bvl = bvec_alloc_bs(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, bs);
+               if (unlikely(!bvl))
+                       goto err_free;
+
+               nr_iovecs = bvec_nr_vecs(idx);
        }
-out:
+out_set:
+       bio->bi_flags |= idx << BIO_POOL_OFFSET;
+       bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
+       bio->bi_io_vec = bvl;
        return bio;
+
+err_free:
+       mempool_free(p, bs->bio_pool);
+       return NULL;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
 
+static void bio_fs_destructor(struct bio *bio)
+{
+       bio_free(bio, fs_bio_set);
+}
+
+/**
+ *     bio_alloc - allocate a new bio, memory pool backed
+ *     @gfp_mask: allocation mask to use
+ *     @nr_iovecs: number of iovecs
+ *
+ *     bio_alloc will allocate a bio and associated bio_vec array that can hold
+ *     at least @nr_iovecs entries. Allocations will be done from the
+ *     fs_bio_set. Also see @bio_alloc_bioset and @bio_kmalloc.
+ *
+ *     If %__GFP_WAIT is set, then bio_alloc will always be able to allocate
+ *     a bio. This is due to the mempool guarantees. To make this work, callers
+ *     must never allocate more than 1 bio at a time from this pool. Callers
+ *     that need to allocate more than 1 bio must always submit the previously
+ *     allocated bio for IO before attempting to allocate a new one. Failure to
+ *     do so can cause livelocks under memory pressure.
+ *
+ *     RETURNS:
+ *     Pointer to new bio on success, NULL on failure.
+ */
 struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 {
        struct bio *bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, nr_iovecs, fs_bio_set);
@@ -163,6 +348,43 @@ struct bio *bio_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
 
        return bio;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
+
+static void bio_kmalloc_destructor(struct bio *bio)
+{
+       if (bio_integrity(bio))
+               bio_integrity_free(bio, fs_bio_set);
+       kfree(bio);
+}
+
+/**
+ * bio_kmalloc - allocate a bio for I/O using kmalloc()
+ * @gfp_mask:   the GFP_ mask given to the slab allocator
+ * @nr_iovecs: number of iovecs to pre-allocate
+ *
+ * Description:
+ *   Allocate a new bio with @nr_iovecs bvecs.  If @gfp_mask contains
+ *   %__GFP_WAIT, the allocation is guaranteed to succeed.
+ *
+ **/
+struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, int nr_iovecs)
+{
+       struct bio *bio;
+
+       bio = kmalloc(sizeof(struct bio) + nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
+                     gfp_mask);
+       if (unlikely(!bio))
+               return NULL;
+
+       bio_init(bio);
+       bio->bi_flags |= BIO_POOL_NONE << BIO_POOL_OFFSET;
+       bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
+       bio->bi_io_vec = bio->bi_inline_vecs;
+       bio->bi_destructor = bio_kmalloc_destructor;
+
+       return bio;
+}
+EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
 
 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
 {
@@ -185,7 +407,7 @@ EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
  *
  * Description:
  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
- *   bio_alloc or bio_get. The last put of a bio will free it.
+ *   bio_alloc, bio_get or bio_clone. The last put of a bio will free it.
  **/
 void bio_put(struct bio *bio)
 {
@@ -199,6 +421,7 @@ void bio_put(struct bio *bio)
                bio->bi_destructor(bio);
        }
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_put);
 
 inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 {
@@ -207,14 +430,7 @@ inline int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 
        return bio->bi_phys_segments;
 }
-
-inline int bio_hw_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
-{
-       if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
-               blk_recount_segments(q, bio);
-
-       return bio->bi_hw_segments;
-}
+EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
 
 /**
  *     __bio_clone     -       clone a bio
@@ -242,6 +458,7 @@ void __bio_clone(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
        bio->bi_size = bio_src->bi_size;
        bio->bi_idx = bio_src->bi_idx;
 }
+EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
 
 /**
  *     bio_clone       -       clone a bio
@@ -263,14 +480,17 @@ struct bio *bio_clone(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
        if (bio_integrity(bio)) {
                int ret;
 
-               ret = bio_integrity_clone(b, bio, fs_bio_set);
+               ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask, fs_bio_set);
 
-               if (ret < 0)
+               if (ret < 0) {
+                       bio_put(b);
                        return NULL;
+               }
        }
 
        return b;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
 
 /**
  *     bio_get_nr_vecs         - return approx number of vecs
@@ -286,14 +506,15 @@ int bio_get_nr_vecs(struct block_device *bdev)
        struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
        int nr_pages;
 
-       nr_pages = ((q->max_sectors << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
-       if (nr_pages > q->max_phys_segments)
-               nr_pages = q->max_phys_segments;
-       if (nr_pages > q->max_hw_segments)
-               nr_pages = q->max_hw_segments;
+       nr_pages = ((queue_max_sectors(q) << 9) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
+       if (nr_pages > queue_max_phys_segments(q))
+               nr_pages = queue_max_phys_segments(q);
+       if (nr_pages > queue_max_hw_segments(q))
+               nr_pages = queue_max_hw_segments(q);
 
        return nr_pages;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
 
 static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
                          *page, unsigned int len, unsigned int offset,
@@ -349,9 +570,8 @@ static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
         * make this too complex.
         */
 
-       while (bio->bi_phys_segments >= q->max_phys_segments
-              || bio->bi_hw_segments >= q->max_hw_segments
-              || BIOVEC_VIRT_OVERSIZE(bio->bi_size)) {
+       while (bio->bi_phys_segments >= queue_max_phys_segments(q)
+              || bio->bi_phys_segments >= queue_max_hw_segments(q)) {
 
                if (retried_segments)
                        return 0;
@@ -395,13 +615,11 @@ static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
        }
 
        /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
-       if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec) ||
-           BIOVEC_VIRT_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
+       if (bio->bi_vcnt && (BIOVEC_PHYS_MERGEABLE(bvec-1, bvec)))
                bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
 
        bio->bi_vcnt++;
        bio->bi_phys_segments++;
-       bio->bi_hw_segments++;
  done:
        bio->bi_size += len;
        return len;
@@ -424,8 +642,10 @@ static int __bio_add_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page
 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio, struct page *page,
                    unsigned int len, unsigned int offset)
 {
-       return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_hw_sectors);
+       return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset,
+                             queue_max_hw_sectors(q));
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
 
 /**
  *     bio_add_page    -       attempt to add page to bio
@@ -444,21 +664,25 @@ int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page, unsigned int len,
                 unsigned int offset)
 {
        struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
-       return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, q->max_sectors);
+       return __bio_add_page(q, bio, page, len, offset, queue_max_sectors(q));
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
 
 struct bio_map_data {
        struct bio_vec *iovecs;
-       int nr_sgvecs;
        struct sg_iovec *sgvecs;
+       int nr_sgvecs;
+       int is_our_pages;
 };
 
 static void bio_set_map_data(struct bio_map_data *bmd, struct bio *bio,
-                            struct sg_iovec *iov, int iov_count)
+                            struct sg_iovec *iov, int iov_count,
+                            int is_our_pages)
 {
        memcpy(bmd->iovecs, bio->bi_io_vec, sizeof(struct bio_vec) * bio->bi_vcnt);
        memcpy(bmd->sgvecs, iov, sizeof(struct sg_iovec) * iov_count);
        bmd->nr_sgvecs = iov_count;
+       bmd->is_our_pages = is_our_pages;
        bio->bi_private = bmd;
 }
 
@@ -493,13 +717,13 @@ static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(int nr_segs, int iov_count,
 }
 
 static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
-                         struct sg_iovec *iov, int iov_count, int uncopy)
+                         struct sg_iovec *iov, int iov_count,
+                         int to_user, int from_user, int do_free_page)
 {
        int ret = 0, i;
        struct bio_vec *bvec;
        int iov_idx = 0;
        unsigned int iov_off = 0;
-       int read = bio_data_dir(bio) == READ;
 
        __bio_for_each_segment(bvec, bio, i, 0) {
                char *bv_addr = page_address(bvec->bv_page);
@@ -507,20 +731,21 @@ static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 
                while (bv_len && iov_idx < iov_count) {
                        unsigned int bytes;
-                       char *iov_addr;
+                       char __user *iov_addr;
 
                        bytes = min_t(unsigned int,
                                      iov[iov_idx].iov_len - iov_off, bv_len);
                        iov_addr = iov[iov_idx].iov_base + iov_off;
 
                        if (!ret) {
-                               if (!read && !uncopy)
-                                       ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
-                                                            bytes);
-                               if (read && uncopy)
+                               if (to_user)
                                        ret = copy_to_user(iov_addr, bv_addr,
                                                           bytes);
 
+                               if (from_user)
+                                       ret = copy_from_user(bv_addr, iov_addr,
+                                                            bytes);
+
                                if (ret)
                                        ret = -EFAULT;
                        }
@@ -536,7 +761,7 @@ static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
                        }
                }
 
-               if (uncopy)
+               if (do_free_page)
                        __free_page(bvec->bv_page);
        }
 
@@ -553,28 +778,35 @@ static int __bio_copy_iov(struct bio *bio, struct bio_vec *iovecs,
 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
 {
        struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
-       int ret;
-
-       ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs, bmd->nr_sgvecs, 1);
+       int ret = 0;
 
+       if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED))
+               ret = __bio_copy_iov(bio, bmd->iovecs, bmd->sgvecs,
+                                    bmd->nr_sgvecs, bio_data_dir(bio) == READ,
+                                    0, bmd->is_our_pages);
        bio_free_map_data(bmd);
        bio_put(bio);
        return ret;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
 
 /**
  *     bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
  *     @q: destination block queue
+ *     @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
  *     @iov:   the iovec.
  *     @iov_count: number of elements in the iovec
  *     @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
+ *     @gfp_mask: memory allocation flags
  *
  *     Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
  *     to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
  *     call bio_uncopy_user() on io completion.
  */
-struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
-                             int iov_count, int write_to_vm)
+struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
+                             struct rq_map_data *map_data,
+                             struct sg_iovec *iov, int iov_count,
+                             int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 {
        struct bio_map_data *bmd;
        struct bio_vec *bvec;
@@ -583,6 +815,7 @@ struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
        int i, ret;
        int nr_pages = 0;
        unsigned int len = 0;
+       unsigned int offset = map_data ? map_data->offset & ~PAGE_MASK : 0;
 
        for (i = 0; i < iov_count; i++) {
                unsigned long uaddr;
@@ -597,34 +830,57 @@ struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
                len += iov[i].iov_len;
        }
 
-       bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, GFP_KERNEL);
+       if (offset)
+               nr_pages++;
+
+       bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, iov_count, gfp_mask);
        if (!bmd)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
 
        ret = -ENOMEM;
-       bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
+       bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
        if (!bio)
                goto out_bmd;
 
        bio->bi_rw |= (!write_to_vm << BIO_RW);
 
        ret = 0;
+
+       if (map_data) {
+               nr_pages = 1 << map_data->page_order;
+               i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
+       }
        while (len) {
                unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
 
+               bytes -= offset;
+
                if (bytes > len)
                        bytes = len;
 
-               page = alloc_page(q->bounce_gfp | GFP_KERNEL);
-               if (!page) {
-                       ret = -ENOMEM;
-                       break;
+               if (map_data) {
+                       if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
+                               ret = -ENOMEM;
+                               break;
+                       }
+
+                       page = map_data->pages[i / nr_pages];
+                       page += (i % nr_pages);
+
+                       i++;
+               } else {
+                       page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
+                       if (!page) {
+                               ret = -ENOMEM;
+                               break;
+                       }
                }
 
-               if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
+               if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
                        break;
 
                len -= bytes;
+               offset = 0;
        }
 
        if (ret)
@@ -633,17 +889,19 @@ struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q, struct sg_iovec *iov,
        /*
         * success
         */
-       if (!write_to_vm) {
-               ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0);
+       if ((!write_to_vm && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
+           (map_data && map_data->from_user)) {
+               ret = __bio_copy_iov(bio, bio->bi_io_vec, iov, iov_count, 0, 1, 0);
                if (ret)
                        goto cleanup;
        }
 
-       bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count);
+       bio_set_map_data(bmd, bio, iov, iov_count, map_data ? 0 : 1);
        return bio;
 cleanup:
-       bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
-               __free_page(bvec->bv_page);
+       if (!map_data)
+               bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
+                       __free_page(bvec->bv_page);
 
        bio_put(bio);
 out_bmd:
@@ -654,29 +912,33 @@ out_bmd:
 /**
  *     bio_copy_user   -       copy user data to bio
  *     @q: destination block queue
+ *     @map_data: pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
  *     @uaddr: start of user address
  *     @len: length in bytes
  *     @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
+ *     @gfp_mask: memory allocation flags
  *
  *     Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
  *     to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
  *     call bio_uncopy_user() on io completion.
  */
-struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, unsigned long uaddr,
-                         unsigned int len, int write_to_vm)
+struct bio *bio_copy_user(struct request_queue *q, struct rq_map_data *map_data,
+                         unsigned long uaddr, unsigned int len,
+                         int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 {
        struct sg_iovec iov;
 
        iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
        iov.iov_len = len;
 
-       return bio_copy_user_iov(q, &iov, 1, write_to_vm);
+       return bio_copy_user_iov(q, map_data, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
 
 static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
                                      struct block_device *bdev,
                                      struct sg_iovec *iov, int iov_count,
-                                     int write_to_vm)
+                                     int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 {
        int i, j;
        int nr_pages = 0;
@@ -702,12 +964,12 @@ static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
        if (!nr_pages)
                return ERR_PTR(-EINVAL);
 
-       bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
+       bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
        if (!bio)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
 
        ret = -ENOMEM;
-       pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
+       pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), gfp_mask);
        if (!pages)
                goto out;
 
@@ -786,20 +1048,23 @@ static struct bio *__bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
  *     @uaddr: start of user address
  *     @len: length in bytes
  *     @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
+ *     @gfp_mask: memory allocation flags
  *
  *     Map the user space address into a bio suitable for io to a block
  *     device. Returns an error pointer in case of error.
  */
 struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
-                        unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm)
+                        unsigned long uaddr, unsigned int len, int write_to_vm,
+                        gfp_t gfp_mask)
 {
        struct sg_iovec iov;
 
        iov.iov_base = (void __user *)uaddr;
        iov.iov_len = len;
 
-       return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm);
+       return bio_map_user_iov(q, bdev, &iov, 1, write_to_vm, gfp_mask);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
 
 /**
  *     bio_map_user_iov - map user sg_iovec table into bio
@@ -808,18 +1073,19 @@ struct bio *bio_map_user(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
  *     @iov:   the iovec.
  *     @iov_count: number of elements in the iovec
  *     @write_to_vm: bool indicating writing to pages or not
+ *     @gfp_mask: memory allocation flags
  *
  *     Map the user space address into a bio suitable for io to a block
  *     device. Returns an error pointer in case of error.
  */
 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q, struct block_device *bdev,
                             struct sg_iovec *iov, int iov_count,
-                            int write_to_vm)
+                            int write_to_vm, gfp_t gfp_mask)
 {
        struct bio *bio;
 
-       bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm);
-
+       bio = __bio_map_user_iov(q, bdev, iov, iov_count, write_to_vm,
+                                gfp_mask);
        if (IS_ERR(bio))
                return bio;
 
@@ -866,13 +1132,13 @@ void bio_unmap_user(struct bio *bio)
        __bio_unmap_user(bio);
        bio_put(bio);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
 
 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio, int err)
 {
        bio_put(bio);
 }
 
-
 static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
                                  unsigned int len, gfp_t gfp_mask)
 {
@@ -883,7 +1149,7 @@ static struct bio *__bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data,
        int offset, i;
        struct bio *bio;
 
-       bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
+       bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
        if (!bio)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
 
@@ -938,6 +1204,7 @@ struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
        bio_put(bio);
        return ERR_PTR(-EINVAL);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
 
 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
 {
@@ -951,7 +1218,7 @@ static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
                char *addr = page_address(bvec->bv_page);
                int len = bmd->iovecs[i].bv_len;
 
-               if (read && !err)
+               if (read)
                        memcpy(p, addr, len);
 
                __free_page(bvec->bv_page);
@@ -976,48 +1243,13 @@ static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio, int err)
 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
                          gfp_t gfp_mask, int reading)
 {
-       unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
-       unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
-       unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
-       const int nr_pages = end - start;
        struct bio *bio;
        struct bio_vec *bvec;
-       struct bio_map_data *bmd;
-       int i, ret;
-       struct sg_iovec iov;
-
-       iov.iov_base = data;
-       iov.iov_len = len;
-
-       bmd = bio_alloc_map_data(nr_pages, 1, gfp_mask);
-       if (!bmd)
-               return ERR_PTR(-ENOMEM);
-
-       ret = -ENOMEM;
-       bio = bio_alloc(gfp_mask, nr_pages);
-       if (!bio)
-               goto out_bmd;
-
-       while (len) {
-               struct page *page;
-               unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
-
-               if (bytes > len)
-                       bytes = len;
-
-               page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
-               if (!page) {
-                       ret = -ENOMEM;
-                       goto cleanup;
-               }
-
-               if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes) {
-                       ret = -EINVAL;
-                       goto cleanup;
-               }
+       int i;
 
-               len -= bytes;
-       }
+       bio = bio_copy_user(q, NULL, (unsigned long)data, len, 1, gfp_mask);
+       if (IS_ERR(bio))
+               return bio;
 
        if (!reading) {
                void *p = data;
@@ -1030,21 +1262,11 @@ struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
                }
        }
 
-       bio->bi_private = bmd;
        bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
 
-       bio_set_map_data(bmd, bio, &iov, 1);
        return bio;
-cleanup:
-       bio_for_each_segment(bvec, bio, i)
-               __free_page(bvec->bv_page);
-
-       bio_put(bio);
-out_bmd:
-       bio_free_map_data(bmd);
-
-       return ERR_PTR(ret);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
 
 /*
  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
@@ -1171,6 +1393,18 @@ void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
        }
 }
 
+#if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
+void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
+{
+       int i;
+       struct bio_vec *bvec;
+
+       bio_for_each_segment(bvec, bi, i)
+               flush_dcache_page(bvec->bv_page);
+}
+EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
+#endif
+
 /**
  * bio_endio - end I/O on a bio
  * @bio:       bio
@@ -1195,6 +1429,7 @@ void bio_endio(struct bio *bio, int error)
        if (bio->bi_end_io)
                bio->bi_end_io(bio, error);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
 
 void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
 {
@@ -1205,6 +1440,7 @@ void bio_pair_release(struct bio_pair *bp)
                mempool_free(bp, bp->bio2.bi_private);
        }
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
 
 static void bio_pair_end_1(struct bio *bi, int err)
 {
@@ -1227,17 +1463,16 @@ static void bio_pair_end_2(struct bio *bi, int err)
 }
 
 /*
- * split a bio - only worry about a bio with a single page
- * in it's iovec
+ * split a bio - only worry about a bio with a single page in its iovec
  */
-struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
+struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, int first_sectors)
 {
-       struct bio_pair *bp = mempool_alloc(pool, GFP_NOIO);
+       struct bio_pair *bp = mempool_alloc(bio_split_pool, GFP_NOIO);
 
        if (!bp)
                return bp;
 
-       blk_add_trace_pdu_int(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), BLK_TA_SPLIT, bi,
+       trace_block_split(bdev_get_queue(bi->bi_bdev), bi,
                                bi->bi_sector + first_sectors);
 
        BUG_ON(bi->bi_vcnt != 1);
@@ -1266,14 +1501,52 @@ struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
        bp->bio2.bi_end_io = bio_pair_end_2;
 
        bp->bio1.bi_private = bi;
-       bp->bio2.bi_private = pool;
+       bp->bio2.bi_private = bio_split_pool;
 
        if (bio_integrity(bi))
                bio_integrity_split(bi, bp, first_sectors);
 
        return bp;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bio_split);
 
+/**
+ *      bio_sector_offset - Find hardware sector offset in bio
+ *      @bio:           bio to inspect
+ *      @index:         bio_vec index
+ *      @offset:        offset in bv_page
+ *
+ *      Return the number of hardware sectors between beginning of bio
+ *      and an end point indicated by a bio_vec index and an offset
+ *      within that vector's page.
+ */
+sector_t bio_sector_offset(struct bio *bio, unsigned short index,
+                          unsigned int offset)
+{
+       unsigned int sector_sz;
+       struct bio_vec *bv;
+       sector_t sectors;
+       int i;
+
+       sector_sz = queue_logical_block_size(bio->bi_bdev->bd_disk->queue);
+       sectors = 0;
+
+       if (index >= bio->bi_idx)
+               index = bio->bi_vcnt - 1;
+
+       __bio_for_each_segment(bv, bio, i, 0) {
+               if (i == index) {
+                       if (offset > bv->bv_offset)
+                               sectors += (offset - bv->bv_offset) / sector_sz;
+                       break;
+               }
+
+               sectors += bv->bv_len / sector_sz;
+       }
+
+       return sectors;
+}
+EXPORT_SYMBOL(bio_sector_offset);
 
 /*
  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
@@ -1281,30 +1554,18 @@ struct bio_pair *bio_split(struct bio *bi, mempool_t *pool, int first_sectors)
  */
 static int biovec_create_pools(struct bio_set *bs, int pool_entries)
 {
-       int i;
+       struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BIOVEC_MAX_IDX;
 
-       for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
-               struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + i;
-               mempool_t **bvp = bs->bvec_pools + i;
+       bs->bvec_pool = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
+       if (!bs->bvec_pool)
+               return -ENOMEM;
 
-               *bvp = mempool_create_slab_pool(pool_entries, bp->slab);
-               if (!*bvp)
-                       return -ENOMEM;
-       }
        return 0;
 }
 
 static void biovec_free_pools(struct bio_set *bs)
 {
-       int i;
-
-       for (i = 0; i < BIOVEC_NR_POOLS; i++) {
-               mempool_t *bvp = bs->bvec_pools[i];
-
-               if (bvp)
-                       mempool_destroy(bvp);
-       }
-
+       mempool_destroy(bs->bvec_pool);
 }
 
 void bioset_free(struct bio_set *bs)
@@ -1314,31 +1575,57 @@ void bioset_free(struct bio_set *bs)
 
        bioset_integrity_free(bs);
        biovec_free_pools(bs);
+       bio_put_slab(bs);
 
        kfree(bs);
 }
+EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
 
-struct bio_set *bioset_create(int bio_pool_size, int bvec_pool_size)
+/**
+ * bioset_create  - Create a bio_set
+ * @pool_size: Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
+ * @front_pad: Number of bytes to allocate in front of the returned bio
+ *
+ * Description:
+ *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
+ *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
+ *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
+ *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
+ *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
+ *    or things will break badly.
+ */
+struct bio_set *bioset_create(unsigned int pool_size, unsigned int front_pad)
 {
-       struct bio_set *bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
+       unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
+       struct bio_set *bs;
 
+       bs = kzalloc(sizeof(*bs), GFP_KERNEL);
        if (!bs)
                return NULL;
 
-       bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(bio_pool_size, bio_slab);
+       bs->front_pad = front_pad;
+
+       bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
+       if (!bs->bio_slab) {
+               kfree(bs);
+               return NULL;
+       }
+
+       bs->bio_pool = mempool_create_slab_pool(pool_size, bs->bio_slab);
        if (!bs->bio_pool)
                goto bad;
 
-       if (bioset_integrity_create(bs, bio_pool_size))
+       if (bioset_integrity_create(bs, pool_size))
                goto bad;
 
-       if (!biovec_create_pools(bs, bvec_pool_size))
+       if (!biovec_create_pools(bs, pool_size))
                return bs;
 
 bad:
        bioset_free(bs);
        return NULL;
 }
+EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
 
 static void __init biovec_init_slabs(void)
 {
@@ -1348,6 +1635,13 @@ static void __init biovec_init_slabs(void)
                int size;
                struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
 
+#ifndef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
+               if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
+                       bvs->slab = NULL;
+                       continue;
+               }
+#endif
+
                size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
                bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
@@ -1356,12 +1650,16 @@ static void __init biovec_init_slabs(void)
 
 static int __init init_bio(void)
 {
-       bio_slab = KMEM_CACHE(bio, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
+       bio_slab_max = 2;
+       bio_slab_nr = 0;
+       bio_slabs = kzalloc(bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab), GFP_KERNEL);
+       if (!bio_slabs)
+               panic("bio: can't allocate bios\n");
 
-       bio_integrity_init_slab();
+       bio_integrity_init();
        biovec_init_slabs();
 
-       fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 2);
+       fs_bio_set = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
        if (!fs_bio_set)
                panic("bio: can't allocate bios\n");
 
@@ -1372,30 +1670,4 @@ static int __init init_bio(void)
 
        return 0;
 }
-
 subsys_initcall(init_bio);
-
-EXPORT_SYMBOL(bio_alloc);
-EXPORT_SYMBOL(bio_put);
-EXPORT_SYMBOL(bio_free);
-EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
-EXPORT_SYMBOL(bio_init);
-EXPORT_SYMBOL(__bio_clone);
-EXPORT_SYMBOL(bio_clone);
-EXPORT_SYMBOL(bio_phys_segments);
-EXPORT_SYMBOL(bio_hw_segments);
-EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
-EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
-EXPORT_SYMBOL(bio_get_nr_vecs);
-EXPORT_SYMBOL(bio_map_user);
-EXPORT_SYMBOL(bio_unmap_user);
-EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
-EXPORT_SYMBOL(bio_copy_kern);
-EXPORT_SYMBOL(bio_pair_release);
-EXPORT_SYMBOL(bio_split);
-EXPORT_SYMBOL(bio_split_pool);
-EXPORT_SYMBOL(bio_copy_user);
-EXPORT_SYMBOL(bio_uncopy_user);
-EXPORT_SYMBOL(bioset_create);
-EXPORT_SYMBOL(bioset_free);
-EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);