block: put the same page when adding it to bio
[linux-2.6-microblaze.git] / block / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/blk-cgroup.h>
32
33 #include <trace/events/block.h>
34 #include "blk.h"
35 #include "blk-rq-qos.h"
36
37 /*
38  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
39  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
40  */
41 #define BIO_INLINE_VECS         4
42
43 /*
44  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
45  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
46  * unsigned short
47  */
48 #define BV(x, n) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"#n }
49 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
50         BV(1, 1), BV(4, 4), BV(16, 16), BV(64, 64), BV(128, 128), BV(BIO_MAX_PAGES, max),
51 };
52 #undef BV
53
54 /*
55  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
56  * IO code that does not need private memory pools.
57  */
58 struct bio_set fs_bio_set;
59 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
60
61 /*
62  * Our slab pool management
63  */
64 struct bio_slab {
65         struct kmem_cache *slab;
66         unsigned int slab_ref;
67         unsigned int slab_size;
68         char name[8];
69 };
70 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
71 static struct bio_slab *bio_slabs;
72 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
73
74 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
75 {
76         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
77         struct kmem_cache *slab = NULL;
78         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
79         unsigned int new_bio_slab_max;
80         unsigned int i, entry = -1;
81
82         mutex_lock(&bio_slab_lock);
83
84         i = 0;
85         while (i < bio_slab_nr) {
86                 bslab = &bio_slabs[i];
87
88                 if (!bslab->slab && entry == -1)
89                         entry = i;
90                 else if (bslab->slab_size == sz) {
91                         slab = bslab->slab;
92                         bslab->slab_ref++;
93                         break;
94                 }
95                 i++;
96         }
97
98         if (slab)
99                 goto out_unlock;
100
101         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
102                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
103                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
104                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
105                                          GFP_KERNEL);
106                 if (!new_bio_slabs)
107                         goto out_unlock;
108                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
109                 bio_slabs = new_bio_slabs;
110         }
111         if (entry == -1)
112                 entry = bio_slab_nr++;
113
114         bslab = &bio_slabs[entry];
115
116         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
117         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
118                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
119         if (!slab)
120                 goto out_unlock;
121
122         bslab->slab = slab;
123         bslab->slab_ref = 1;
124         bslab->slab_size = sz;
125 out_unlock:
126         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
127         return slab;
128 }
129
130 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
131 {
132         struct bio_slab *bslab = NULL;
133         unsigned int i;
134
135         mutex_lock(&bio_slab_lock);
136
137         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
138                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
139                         bslab = &bio_slabs[i];
140                         break;
141                 }
142         }
143
144         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
145                 goto out;
146
147         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
148
149         if (--bslab->slab_ref)
150                 goto out;
151
152         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
153         bslab->slab = NULL;
154
155 out:
156         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
157 }
158
159 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
160 {
161         return bvec_slabs[--idx].nr_vecs;
162 }
163
164 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
165 {
166         if (!idx)
167                 return;
168         idx--;
169
170         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
171
172         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
173                 mempool_free(bv, pool);
174         } else {
175                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
176
177                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
178         }
179 }
180
181 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
182                            mempool_t *pool)
183 {
184         struct bio_vec *bvl;
185
186         /*
187          * see comment near bvec_array define!
188          */
189         switch (nr) {
190         case 1:
191                 *idx = 0;
192                 break;
193         case 2 ... 4:
194                 *idx = 1;
195                 break;
196         case 5 ... 16:
197                 *idx = 2;
198                 break;
199         case 17 ... 64:
200                 *idx = 3;
201                 break;
202         case 65 ... 128:
203                 *idx = 4;
204                 break;
205         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
206                 *idx = 5;
207                 break;
208         default:
209                 return NULL;
210         }
211
212         /*
213          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
214          * 1-vec entry pool is mempool backed.
215          */
216         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
217 fallback:
218                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
219         } else {
220                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
221                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
222
223                 /*
224                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
225                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
226                  * in case of failure.
227                  */
228                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
229
230                 /*
231                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
232                  * is set, retry with the 1-entry mempool
233                  */
234                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
235                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
236                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
237                         goto fallback;
238                 }
239         }
240
241         (*idx)++;
242         return bvl;
243 }
244
245 void bio_uninit(struct bio *bio)
246 {
247         bio_disassociate_blkg(bio);
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(bio_uninit);
250
251 static void bio_free(struct bio *bio)
252 {
253         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
254         void *p;
255
256         bio_uninit(bio);
257
258         if (bs) {
259                 bvec_free(&bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
260
261                 /*
262                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
263                  */
264                 p = bio;
265                 p -= bs->front_pad;
266
267                 mempool_free(p, &bs->bio_pool);
268         } else {
269                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
270                 kfree(bio);
271         }
272 }
273
274 /*
275  * Users of this function have their own bio allocation. Subsequently,
276  * they must remember to pair any call to bio_init() with bio_uninit()
277  * when IO has completed, or when the bio is released.
278  */
279 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
280               unsigned short max_vecs)
281 {
282         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
283         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
284         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
285
286         bio->bi_io_vec = table;
287         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
290
291 /**
292  * bio_reset - reinitialize a bio
293  * @bio:        bio to reset
294  *
295  * Description:
296  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
297  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
298  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
299  *   comment in struct bio.
300  */
301 void bio_reset(struct bio *bio)
302 {
303         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
304
305         bio_uninit(bio);
306
307         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
308         bio->bi_flags = flags;
309         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
312
313 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
314 {
315         struct bio *parent = bio->bi_private;
316
317         if (!parent->bi_status)
318                 parent->bi_status = bio->bi_status;
319         bio_put(bio);
320         return parent;
321 }
322
323 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
324 {
325         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
326 }
327
328 /**
329  * bio_chain - chain bio completions
330  * @bio: the target bio
331  * @parent: the @bio's parent bio
332  *
333  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
334  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
335  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
336  *
337  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
338  */
339 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
340 {
341         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
342
343         bio->bi_private = parent;
344         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
345         bio_inc_remaining(parent);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
348
349 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
350 {
351         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
352         struct bio *bio;
353
354         while (1) {
355                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
356                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
357                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
358
359                 if (!bio)
360                         break;
361
362                 generic_make_request(bio);
363         }
364 }
365
366 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
367 {
368         struct bio_list punt, nopunt;
369         struct bio *bio;
370
371         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
372                 return;
373         /*
374          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
375          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
376          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
377          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
378          * our own rescuer would be bad.
379          *
380          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
381          * remove from the middle of the list:
382          */
383
384         bio_list_init(&punt);
385         bio_list_init(&nopunt);
386
387         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
388                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
389         current->bio_list[0] = nopunt;
390
391         bio_list_init(&nopunt);
392         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
393                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
394         current->bio_list[1] = nopunt;
395
396         spin_lock(&bs->rescue_lock);
397         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
398         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
399
400         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
401 }
402
403 /**
404  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
405  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
406  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
407  * @bs:         the bio_set to allocate from.
408  *
409  * Description:
410  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
411  *   backed by the @bs's mempool.
412  *
413  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
414  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
415  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
416  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
417  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
418  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
419  *
420  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
421  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
422  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
423  *   stack overflows.
424  *
425  *   This would normally mean allocating multiple bios under
426  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
427  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
428  *   thread.
429  *
430  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
431  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
432  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
433  *   for per bio allocations.
434  *
435  *   RETURNS:
436  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
437  */
438 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
439                              struct bio_set *bs)
440 {
441         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
442         unsigned front_pad;
443         unsigned inline_vecs;
444         struct bio_vec *bvl = NULL;
445         struct bio *bio;
446         void *p;
447
448         if (!bs) {
449                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
450                         return NULL;
451
452                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
453                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
454                             gfp_mask);
455                 front_pad = 0;
456                 inline_vecs = nr_iovecs;
457         } else {
458                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
459                 if (WARN_ON_ONCE(!mempool_initialized(&bs->bvec_pool) &&
460                                  nr_iovecs > 0))
461                         return NULL;
462                 /*
463                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
464                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
465                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
466                  * return.
467                  *
468                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
469                  * multiple bios from the same bio_set() while running
470                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
471                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
472                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
473                  * reserve.
474                  *
475                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
476                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
477                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
478                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
479                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
480                  * we retry with the original gfp_flags.
481                  */
482
483                 if (current->bio_list &&
484                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
485                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
486                     bs->rescue_workqueue)
487                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
488
489                 p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
490                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
491                         punt_bios_to_rescuer(bs);
492                         gfp_mask = saved_gfp;
493                         p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
494                 }
495
496                 front_pad = bs->front_pad;
497                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
498         }
499
500         if (unlikely(!p))
501                 return NULL;
502
503         bio = p + front_pad;
504         bio_init(bio, NULL, 0);
505
506         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
507                 unsigned long idx = 0;
508
509                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
510                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
511                         punt_bios_to_rescuer(bs);
512                         gfp_mask = saved_gfp;
513                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
514                 }
515
516                 if (unlikely(!bvl))
517                         goto err_free;
518
519                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
520         } else if (nr_iovecs) {
521                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
522         }
523
524         bio->bi_pool = bs;
525         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
526         bio->bi_io_vec = bvl;
527         return bio;
528
529 err_free:
530         mempool_free(p, &bs->bio_pool);
531         return NULL;
532 }
533 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
534
535 void zero_fill_bio_iter(struct bio *bio, struct bvec_iter start)
536 {
537         unsigned long flags;
538         struct bio_vec bv;
539         struct bvec_iter iter;
540
541         __bio_for_each_segment(bv, bio, iter, start) {
542                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
543                 memset(data, 0, bv.bv_len);
544                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
545                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
546         }
547 }
548 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio_iter);
549
550 /**
551  * bio_put - release a reference to a bio
552  * @bio:   bio to release reference to
553  *
554  * Description:
555  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
556  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
557  **/
558 void bio_put(struct bio *bio)
559 {
560         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
561                 bio_free(bio);
562         else {
563                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
564
565                 /*
566                  * last put frees it
567                  */
568                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
569                         bio_free(bio);
570         }
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
573
574 int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
575 {
576         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
577                 blk_recount_segments(q, bio);
578
579         return bio->bi_phys_segments;
580 }
581
582 /**
583  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
584  *      @bio: destination bio
585  *      @bio_src: bio to clone
586  *
587  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
588  *      the actual data it points to. Reference count of returned
589  *      bio will be one.
590  *
591  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
592  */
593 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
594 {
595         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
596
597         /*
598          * most users will be overriding ->bi_disk with a new target,
599          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
600          */
601         bio->bi_disk = bio_src->bi_disk;
602         bio->bi_partno = bio_src->bi_partno;
603         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
604         if (bio_flagged(bio_src, BIO_THROTTLED))
605                 bio_set_flag(bio, BIO_THROTTLED);
606         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
607         bio->bi_ioprio = bio_src->bi_ioprio;
608         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
609         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
610         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
611
612         bio_clone_blkg_association(bio, bio_src);
613         blkcg_bio_issue_init(bio);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
616
617 /**
618  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
619  *      @bio: bio to clone
620  *      @gfp_mask: allocation priority
621  *      @bs: bio_set to allocate from
622  *
623  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
624  */
625 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
626 {
627         struct bio *b;
628
629         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
630         if (!b)
631                 return NULL;
632
633         __bio_clone_fast(b, bio);
634
635         if (bio_integrity(bio)) {
636                 int ret;
637
638                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
639
640                 if (ret < 0) {
641                         bio_put(b);
642                         return NULL;
643                 }
644         }
645
646         return b;
647 }
648 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
649
650 static inline bool page_is_mergeable(const struct bio_vec *bv,
651                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
652                 bool same_page)
653 {
654         phys_addr_t vec_end_addr = page_to_phys(bv->bv_page) +
655                 bv->bv_offset + bv->bv_len - 1;
656         phys_addr_t page_addr = page_to_phys(page);
657
658         if (vec_end_addr + 1 != page_addr + off)
659                 return false;
660         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(bv, page))
661                 return false;
662         if (same_page && (vec_end_addr & PAGE_MASK) != page_addr)
663                 return false;
664
665         return true;
666 }
667
668 /**
669  *      __bio_add_pc_page       - attempt to add page to passthrough bio
670  *      @q: the target queue
671  *      @bio: destination bio
672  *      @page: page to add
673  *      @len: vec entry length
674  *      @offset: vec entry offset
675  *      @put_same_page: put the page if it is same with last added page
676  *
677  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
678  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
679  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
680  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
681  *
682  *      This should only be used by passthrough bios.
683  */
684 int __bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
685                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
686                 bool put_same_page)
687 {
688         int retried_segments = 0;
689         struct bio_vec *bvec;
690
691         /*
692          * cloned bio must not modify vec list
693          */
694         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
695                 return 0;
696
697         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
698                 return 0;
699
700         /*
701          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
702          * we will often be called with the same page as last time and
703          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
704          */
705         if (bio->bi_vcnt > 0) {
706                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
707
708                 if (page == bvec->bv_page &&
709                     offset == bvec->bv_offset + bvec->bv_len) {
710                         if (put_same_page)
711                                 put_page(page);
712                         bvec->bv_len += len;
713                         bio->bi_iter.bi_size += len;
714                         goto done;
715                 }
716
717                 /*
718                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
719                  * offset would create a gap, disallow it.
720                  */
721                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
722                         return 0;
723         }
724
725         if (bio_full(bio))
726                 return 0;
727
728         /*
729          * setup the new entry, we might clear it again later if we
730          * cannot add the page
731          */
732         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
733         bvec->bv_page = page;
734         bvec->bv_len = len;
735         bvec->bv_offset = offset;
736         bio->bi_vcnt++;
737         bio->bi_phys_segments++;
738         bio->bi_iter.bi_size += len;
739
740         /*
741          * Perform a recount if the number of segments is greater
742          * than queue_max_segments(q).
743          */
744
745         while (bio->bi_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
746
747                 if (retried_segments)
748                         goto failed;
749
750                 retried_segments = 1;
751                 blk_recount_segments(q, bio);
752         }
753
754         /* If we may be able to merge these biovecs, force a recount */
755         if (bio->bi_vcnt > 1 && biovec_phys_mergeable(q, bvec - 1, bvec))
756                 bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
757
758  done:
759         return len;
760
761  failed:
762         bvec->bv_page = NULL;
763         bvec->bv_len = 0;
764         bvec->bv_offset = 0;
765         bio->bi_vcnt--;
766         bio->bi_iter.bi_size -= len;
767         blk_recount_segments(q, bio);
768         return 0;
769 }
770 EXPORT_SYMBOL(__bio_add_pc_page);
771
772 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
773                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
774 {
775         return __bio_add_pc_page(q, bio, page, len, offset, false);
776 }
777 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
778
779 /**
780  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
781  * @bio: destination bio
782  * @page: page to add
783  * @len: length of the data to add
784  * @off: offset of the data in @page
785  * @same_page: if %true only merge if the new data is in the same physical
786  *              page as the last segment of the bio.
787  *
788  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
789  * a useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
790  * page size.
791  *
792  * Return %true on success or %false on failure.
793  */
794 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
795                 unsigned int len, unsigned int off, bool same_page)
796 {
797         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
798                 return false;
799
800         if (bio->bi_vcnt > 0) {
801                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
802
803                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
804                         bv->bv_len += len;
805                         bio->bi_iter.bi_size += len;
806                         return true;
807                 }
808         }
809         return false;
810 }
811 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
812
813 /**
814  * __bio_add_page - add page to a bio in a new segment
815  * @bio: destination bio
816  * @page: page to add
817  * @len: length of the data to add
818  * @off: offset of the data in @page
819  *
820  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
821  * that @bio has space for another bvec.
822  */
823 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
824                 unsigned int len, unsigned int off)
825 {
826         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
827
828         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
829         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio));
830
831         bv->bv_page = page;
832         bv->bv_offset = off;
833         bv->bv_len = len;
834
835         bio->bi_iter.bi_size += len;
836         bio->bi_vcnt++;
837 }
838 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_add_page);
839
840 /**
841  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
842  *      @bio: destination bio
843  *      @page: page to add
844  *      @len: vec entry length
845  *      @offset: vec entry offset
846  *
847  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
848  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
849  */
850 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
851                  unsigned int len, unsigned int offset)
852 {
853         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, false)) {
854                 if (bio_full(bio))
855                         return 0;
856                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
857         }
858         return len;
859 }
860 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
861
862 static int __bio_iov_bvec_add_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
863 {
864         const struct bio_vec *bv = iter->bvec;
865         unsigned int len;
866         size_t size;
867
868         if (WARN_ON_ONCE(iter->iov_offset > bv->bv_len))
869                 return -EINVAL;
870
871         len = min_t(size_t, bv->bv_len - iter->iov_offset, iter->count);
872         size = bio_add_page(bio, bv->bv_page, len,
873                                 bv->bv_offset + iter->iov_offset);
874         if (size == len) {
875                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF)) {
876                         struct page *page;
877                         int i;
878
879                         mp_bvec_for_each_page(page, bv, i)
880                                 get_page(page);
881                 }
882
883                 iov_iter_advance(iter, size);
884                 return 0;
885         }
886
887         return -EINVAL;
888 }
889
890 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
891
892 /**
893  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
894  * @bio: bio to add pages to
895  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
896  *
897  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
898  * pages will have to be released using put_page() when done.
899  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
900  * the next non-empty segment of the iov iterator.
901  */
902 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
903 {
904         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
905         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
906         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
907         struct page **pages = (struct page **)bv;
908         ssize_t size, left;
909         unsigned len, i;
910         size_t offset;
911
912         /*
913          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
914          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
915          * without overwriting the temporary page array.
916         */
917         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
918         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
919
920         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
921         if (unlikely(size <= 0))
922                 return size ? size : -EFAULT;
923
924         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
925                 struct page *page = pages[i];
926
927                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
928                 if (WARN_ON_ONCE(bio_add_page(bio, page, len, offset) != len))
929                         return -EINVAL;
930                 offset = 0;
931         }
932
933         iov_iter_advance(iter, size);
934         return 0;
935 }
936
937 /**
938  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
939  * @bio: bio to add pages to
940  * @iter: iov iterator describing the region to be added
941  *
942  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
943  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
944  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
945  * pages. If we're adding kernel pages, and the caller told us it's safe to
946  * do so, we just have to add the pages to the bio directly. We don't grab an
947  * extra reference to those pages (the user should already have that), and we
948  * don't put the page on IO completion. The caller needs to check if the bio is
949  * flagged BIO_NO_PAGE_REF on IO completion. If it isn't, then pages should be
950  * released.
951  *
952  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
953  * fit into the bio, or are requested in *iter, whatever is smaller. If
954  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
955  * is returned only if 0 pages could be pinned.
956  */
957 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
958 {
959         const bool is_bvec = iov_iter_is_bvec(iter);
960         unsigned short orig_vcnt = bio->bi_vcnt;
961
962         /*
963          * If this is a BVEC iter, then the pages are kernel pages. Don't
964          * release them on IO completion, if the caller asked us to.
965          */
966         if (is_bvec && iov_iter_bvec_no_ref(iter))
967                 bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
968
969         do {
970                 int ret;
971
972                 if (is_bvec)
973                         ret = __bio_iov_bvec_add_pages(bio, iter);
974                 else
975                         ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
976
977                 if (unlikely(ret))
978                         return bio->bi_vcnt > orig_vcnt ? 0 : ret;
979
980         } while (iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio));
981
982         return 0;
983 }
984
985 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
986 {
987         complete(bio->bi_private);
988 }
989
990 /**
991  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
992  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
993  *
994  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
995  * bio_endio() on failure.
996  *
997  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
998  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
999  * on his own.
1000  */
1001 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1002 {
1003         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
1004
1005         bio->bi_private = &done;
1006         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1007         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1008         submit_bio(bio);
1009         wait_for_completion_io(&done);
1010
1011         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1014
1015 /**
1016  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1017  * @bio:        bio to advance
1018  * @bytes:      number of bytes to complete
1019  *
1020  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1021  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1022  * be updated on the last bvec as well.
1023  *
1024  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1025  */
1026 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1027 {
1028         if (bio_integrity(bio))
1029                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1030
1031         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1032 }
1033 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1034
1035 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1036                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1037 {
1038         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1039         void *src_p, *dst_p;
1040         unsigned bytes;
1041
1042         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1043                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1044                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1045
1046                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1047
1048                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1049                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1050
1051                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1052                        src_p + src_bv.bv_offset,
1053                        bytes);
1054
1055                 kunmap_atomic(dst_p);
1056                 kunmap_atomic(src_p);
1057
1058                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1059
1060                 bio_advance_iter(src, src_iter, bytes);
1061                 bio_advance_iter(dst, dst_iter, bytes);
1062         }
1063 }
1064 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1065
1066 /**
1067  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1068  * @src: source bio
1069  * @dst: destination bio
1070  *
1071  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1072  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1073  */
1074 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1075 {
1076         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1077         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1078
1079         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1080 }
1081 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1082
1083 /**
1084  * bio_list_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1085  * another
1086  * @src: source bio list
1087  * @dst: destination bio list
1088  *
1089  * Stops when it reaches the end of either the @src list or @dst list - that is,
1090  * copies min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of
1091  * bios).
1092  */
1093 void bio_list_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1094 {
1095         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1096         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1097
1098         while (1) {
1099                 if (!src_iter.bi_size) {
1100                         src = src->bi_next;
1101                         if (!src)
1102                                 break;
1103
1104                         src_iter = src->bi_iter;
1105                 }
1106
1107                 if (!dst_iter.bi_size) {
1108                         dst = dst->bi_next;
1109                         if (!dst)
1110                                 break;
1111
1112                         dst_iter = dst->bi_iter;
1113                 }
1114
1115                 bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1116         }
1117 }
1118 EXPORT_SYMBOL(bio_list_copy_data);
1119
1120 struct bio_map_data {
1121         int is_our_pages;
1122         struct iov_iter iter;
1123         struct iovec iov[];
1124 };
1125
1126 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(struct iov_iter *data,
1127                                                gfp_t gfp_mask)
1128 {
1129         struct bio_map_data *bmd;
1130         if (data->nr_segs > UIO_MAXIOV)
1131                 return NULL;
1132
1133         bmd = kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1134                        sizeof(struct iovec) * data->nr_segs, gfp_mask);
1135         if (!bmd)
1136                 return NULL;
1137         memcpy(bmd->iov, data->iov, sizeof(struct iovec) * data->nr_segs);
1138         bmd->iter = *data;
1139         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1140         return bmd;
1141 }
1142
1143 /**
1144  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1145  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1146  * @iter: iov_iter as source
1147  *
1148  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1149  * Returns 0 on success, or error on failure.
1150  */
1151 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1152 {
1153         int i;
1154         struct bio_vec *bvec;
1155         struct bvec_iter_all iter_all;
1156
1157         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1158                 ssize_t ret;
1159
1160                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1161                                           bvec->bv_offset,
1162                                           bvec->bv_len,
1163                                           iter);
1164
1165                 if (!iov_iter_count(iter))
1166                         break;
1167
1168                 if (ret < bvec->bv_len)
1169                         return -EFAULT;
1170         }
1171
1172         return 0;
1173 }
1174
1175 /**
1176  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1177  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1178  * @iter: iov_iter as destination
1179  *
1180  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1181  * Returns 0 on success, or error on failure.
1182  */
1183 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1184 {
1185         int i;
1186         struct bio_vec *bvec;
1187         struct bvec_iter_all iter_all;
1188
1189         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1190                 ssize_t ret;
1191
1192                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1193                                         bvec->bv_offset,
1194                                         bvec->bv_len,
1195                                         &iter);
1196
1197                 if (!iov_iter_count(&iter))
1198                         break;
1199
1200                 if (ret < bvec->bv_len)
1201                         return -EFAULT;
1202         }
1203
1204         return 0;
1205 }
1206
1207 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1208 {
1209         struct bio_vec *bvec;
1210         int i;
1211         struct bvec_iter_all iter_all;
1212
1213         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
1214                 __free_page(bvec->bv_page);
1215 }
1216 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1217
1218 /**
1219  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1220  *      @bio: bio being terminated
1221  *
1222  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1223  *      to user space in case of a read.
1224  */
1225 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1226 {
1227         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1228         int ret = 0;
1229
1230         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1231                 /*
1232                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1233                  * don't copy into a random user address space, just free
1234                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1235                  */
1236                 if (!current->mm)
1237                         ret = -EINTR;
1238                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1239                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1240                 if (bmd->is_our_pages)
1241                         bio_free_pages(bio);
1242         }
1243         kfree(bmd);
1244         bio_put(bio);
1245         return ret;
1246 }
1247
1248 /**
1249  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1250  *      @q:             destination block queue
1251  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1252  *      @iter:          iovec iterator
1253  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1254  *
1255  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1256  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1257  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1258  */
1259 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1260                               struct rq_map_data *map_data,
1261                               struct iov_iter *iter,
1262                               gfp_t gfp_mask)
1263 {
1264         struct bio_map_data *bmd;
1265         struct page *page;
1266         struct bio *bio;
1267         int i = 0, ret;
1268         int nr_pages;
1269         unsigned int len = iter->count;
1270         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1271
1272         bmd = bio_alloc_map_data(iter, gfp_mask);
1273         if (!bmd)
1274                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1275
1276         /*
1277          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1278          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1279          * shortlived one.
1280          */
1281         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1282
1283         nr_pages = DIV_ROUND_UP(offset + len, PAGE_SIZE);
1284         if (nr_pages > BIO_MAX_PAGES)
1285                 nr_pages = BIO_MAX_PAGES;
1286
1287         ret = -ENOMEM;
1288         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1289         if (!bio)
1290                 goto out_bmd;
1291
1292         ret = 0;
1293
1294         if (map_data) {
1295                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1296                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1297         }
1298         while (len) {
1299                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1300
1301                 bytes -= offset;
1302
1303                 if (bytes > len)
1304                         bytes = len;
1305
1306                 if (map_data) {
1307                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1308                                 ret = -ENOMEM;
1309                                 break;
1310                         }
1311
1312                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1313                         page += (i % nr_pages);
1314
1315                         i++;
1316                 } else {
1317                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1318                         if (!page) {
1319                                 ret = -ENOMEM;
1320                                 break;
1321                         }
1322                 }
1323
1324                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1325                         break;
1326
1327                 len -= bytes;
1328                 offset = 0;
1329         }
1330
1331         if (ret)
1332                 goto cleanup;
1333
1334         if (map_data)
1335                 map_data->offset += bio->bi_iter.bi_size;
1336
1337         /*
1338          * success
1339          */
1340         if ((iov_iter_rw(iter) == WRITE && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1341             (map_data && map_data->from_user)) {
1342                 ret = bio_copy_from_iter(bio, iter);
1343                 if (ret)
1344                         goto cleanup;
1345         } else {
1346                 if (bmd->is_our_pages)
1347                         zero_fill_bio(bio);
1348                 iov_iter_advance(iter, bio->bi_iter.bi_size);
1349         }
1350
1351         bio->bi_private = bmd;
1352         if (map_data && map_data->null_mapped)
1353                 bio_set_flag(bio, BIO_NULL_MAPPED);
1354         return bio;
1355 cleanup:
1356         if (!map_data)
1357                 bio_free_pages(bio);
1358         bio_put(bio);
1359 out_bmd:
1360         kfree(bmd);
1361         return ERR_PTR(ret);
1362 }
1363
1364 /**
1365  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1366  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1367  *      @iter:          iovec iterator
1368  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1369  *
1370  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1371  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1372  */
1373 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1374                              struct iov_iter *iter,
1375                              gfp_t gfp_mask)
1376 {
1377         int j;
1378         struct bio *bio;
1379         int ret;
1380         struct bio_vec *bvec;
1381         struct bvec_iter_all iter_all;
1382
1383         if (!iov_iter_count(iter))
1384                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1385
1386         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES));
1387         if (!bio)
1388                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1389
1390         while (iov_iter_count(iter)) {
1391                 struct page **pages;
1392                 ssize_t bytes;
1393                 size_t offs, added = 0;
1394                 int npages;
1395
1396                 bytes = iov_iter_get_pages_alloc(iter, &pages, LONG_MAX, &offs);
1397                 if (unlikely(bytes <= 0)) {
1398                         ret = bytes ? bytes : -EFAULT;
1399                         goto out_unmap;
1400                 }
1401
1402                 npages = DIV_ROUND_UP(offs + bytes, PAGE_SIZE);
1403
1404                 if (unlikely(offs & queue_dma_alignment(q))) {
1405                         ret = -EINVAL;
1406                         j = 0;
1407                 } else {
1408                         for (j = 0; j < npages; j++) {
1409                                 struct page *page = pages[j];
1410                                 unsigned int n = PAGE_SIZE - offs;
1411
1412                                 if (n > bytes)
1413                                         n = bytes;
1414
1415                                 if (!__bio_add_pc_page(q, bio, page, n, offs,
1416                                                         true))
1417                                         break;
1418
1419                                 added += n;
1420                                 bytes -= n;
1421                                 offs = 0;
1422                         }
1423                         iov_iter_advance(iter, added);
1424                 }
1425                 /*
1426                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1427                  */
1428                 while (j < npages)
1429                         put_page(pages[j++]);
1430                 kvfree(pages);
1431                 /* couldn't stuff something into bio? */
1432                 if (bytes)
1433                         break;
1434         }
1435
1436         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1437
1438         /*
1439          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1440          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1441          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1442          * reference to it
1443          */
1444         bio_get(bio);
1445         return bio;
1446
1447  out_unmap:
1448         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, j, iter_all) {
1449                 put_page(bvec->bv_page);
1450         }
1451         bio_put(bio);
1452         return ERR_PTR(ret);
1453 }
1454
1455 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1456 {
1457         struct bio_vec *bvec;
1458         int i;
1459         struct bvec_iter_all iter_all;
1460
1461         /*
1462          * make sure we dirty pages we wrote to
1463          */
1464         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1465                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1466                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1467
1468                 put_page(bvec->bv_page);
1469         }
1470
1471         bio_put(bio);
1472 }
1473
1474 /**
1475  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1476  *      @bio:           the bio being unmapped
1477  *
1478  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1479  *      process context.
1480  *
1481  *      bio_unmap_user() may sleep.
1482  */
1483 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1484 {
1485         __bio_unmap_user(bio);
1486         bio_put(bio);
1487 }
1488
1489 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1490 {
1491         bio_put(bio);
1492 }
1493
1494 /**
1495  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1496  *      @q: the struct request_queue for the bio
1497  *      @data: pointer to buffer to map
1498  *      @len: length in bytes
1499  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1500  *
1501  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1502  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1503  */
1504 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1505                          gfp_t gfp_mask)
1506 {
1507         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1508         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1509         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1510         const int nr_pages = end - start;
1511         int offset, i;
1512         struct bio *bio;
1513
1514         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1515         if (!bio)
1516                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1517
1518         offset = offset_in_page(kaddr);
1519         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1520                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1521
1522                 if (len <= 0)
1523                         break;
1524
1525                 if (bytes > len)
1526                         bytes = len;
1527
1528                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1529                                     offset) < bytes) {
1530                         /* we don't support partial mappings */
1531                         bio_put(bio);
1532                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1533                 }
1534
1535                 data += bytes;
1536                 len -= bytes;
1537                 offset = 0;
1538         }
1539
1540         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1541         return bio;
1542 }
1543 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1544
1545 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1546 {
1547         bio_free_pages(bio);
1548         bio_put(bio);
1549 }
1550
1551 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1552 {
1553         char *p = bio->bi_private;
1554         struct bio_vec *bvec;
1555         int i;
1556         struct bvec_iter_all iter_all;
1557
1558         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1559                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1560                 p += bvec->bv_len;
1561         }
1562
1563         bio_copy_kern_endio(bio);
1564 }
1565
1566 /**
1567  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1568  *      @q: the struct request_queue for the bio
1569  *      @data: pointer to buffer to copy
1570  *      @len: length in bytes
1571  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1572  *      @reading: data direction is READ
1573  *
1574  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1575  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1576  */
1577 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1578                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1579 {
1580         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1581         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1582         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1583         struct bio *bio;
1584         void *p = data;
1585         int nr_pages = 0;
1586
1587         /*
1588          * Overflow, abort
1589          */
1590         if (end < start)
1591                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1592
1593         nr_pages = end - start;
1594         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1595         if (!bio)
1596                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1597
1598         while (len) {
1599                 struct page *page;
1600                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1601
1602                 if (bytes > len)
1603                         bytes = len;
1604
1605                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1606                 if (!page)
1607                         goto cleanup;
1608
1609                 if (!reading)
1610                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1611
1612                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1613                         break;
1614
1615                 len -= bytes;
1616                 p += bytes;
1617         }
1618
1619         if (reading) {
1620                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1621                 bio->bi_private = data;
1622         } else {
1623                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1624         }
1625
1626         return bio;
1627
1628 cleanup:
1629         bio_free_pages(bio);
1630         bio_put(bio);
1631         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1636  * for performing direct-IO in BIOs.
1637  *
1638  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1639  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1640  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1641  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1642  * in process context.
1643  *
1644  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1645  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1646  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1647  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1648  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1649  *
1650  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1651  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1652  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1653  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1654  * pagecache.
1655  *
1656  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1657  * deferred bio dirtying paths.
1658  */
1659
1660 /*
1661  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1662  */
1663 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1664 {
1665         struct bio_vec *bvec;
1666         int i;
1667         struct bvec_iter_all iter_all;
1668
1669         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1670                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1671                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1672         }
1673 }
1674
1675 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1676 {
1677         struct bio_vec *bvec;
1678         int i;
1679         struct bvec_iter_all iter_all;
1680
1681         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
1682                 put_page(bvec->bv_page);
1683 }
1684
1685 /*
1686  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1687  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1688  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1689  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1690  *
1691  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1692  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1693  * bio_put() against the BIO.
1694  */
1695
1696 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1697
1698 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1699 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1700 static struct bio *bio_dirty_list;
1701
1702 /*
1703  * This runs in process context
1704  */
1705 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1706 {
1707         struct bio *bio, *next;
1708
1709         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1710         next = bio_dirty_list;
1711         bio_dirty_list = NULL;
1712         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1713
1714         while ((bio = next) != NULL) {
1715                 next = bio->bi_private;
1716
1717                 bio_set_pages_dirty(bio);
1718                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
1719                         bio_release_pages(bio);
1720                 bio_put(bio);
1721         }
1722 }
1723
1724 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1725 {
1726         struct bio_vec *bvec;
1727         unsigned long flags;
1728         int i;
1729         struct bvec_iter_all iter_all;
1730
1731         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1732                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1733                         goto defer;
1734         }
1735
1736         if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
1737                 bio_release_pages(bio);
1738         bio_put(bio);
1739         return;
1740 defer:
1741         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1742         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1743         bio_dirty_list = bio;
1744         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1745         schedule_work(&bio_dirty_work);
1746 }
1747
1748 void update_io_ticks(struct hd_struct *part, unsigned long now)
1749 {
1750         unsigned long stamp;
1751 again:
1752         stamp = READ_ONCE(part->stamp);
1753         if (unlikely(stamp != now)) {
1754                 if (likely(cmpxchg(&part->stamp, stamp, now) == stamp)) {
1755                         __part_stat_add(part, io_ticks, 1);
1756                 }
1757         }
1758         if (part->partno) {
1759                 part = &part_to_disk(part)->part0;
1760                 goto again;
1761         }
1762 }
1763
1764 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int op,
1765                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1766 {
1767         const int sgrp = op_stat_group(op);
1768
1769         part_stat_lock();
1770
1771         update_io_ticks(part, jiffies);
1772         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1773         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1774         part_inc_in_flight(q, part, op_is_write(op));
1775
1776         part_stat_unlock();
1777 }
1778 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1779
1780 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int req_op,
1781                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1782 {
1783         unsigned long now = jiffies;
1784         unsigned long duration = now - start_time;
1785         const int sgrp = op_stat_group(req_op);
1786
1787         part_stat_lock();
1788
1789         update_io_ticks(part, now);
1790         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1791         part_stat_add(part, time_in_queue, duration);
1792         part_dec_in_flight(q, part, op_is_write(req_op));
1793
1794         part_stat_unlock();
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1797
1798 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1799 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1800 {
1801         struct bio_vec bvec;
1802         struct bvec_iter iter;
1803
1804         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1805                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1806 }
1807 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1808 #endif
1809
1810 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1811 {
1812         /*
1813          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1814          * we always end io on the first invocation.
1815          */
1816         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1817                 return true;
1818
1819         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1820
1821         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1822                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1823                 return true;
1824         }
1825
1826         return false;
1827 }
1828
1829 /**
1830  * bio_endio - end I/O on a bio
1831  * @bio:        bio
1832  *
1833  * Description:
1834  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1835  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1836  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1837  *
1838  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1839  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1840  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1841  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1842  **/
1843 void bio_endio(struct bio *bio)
1844 {
1845 again:
1846         if (!bio_remaining_done(bio))
1847                 return;
1848         if (!bio_integrity_endio(bio))
1849                 return;
1850
1851         if (bio->bi_disk)
1852                 rq_qos_done_bio(bio->bi_disk->queue, bio);
1853
1854         /*
1855          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1856          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1857          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1858          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1859          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1860          * gcc's sibling call optimization.
1861          */
1862         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1863                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1864                 goto again;
1865         }
1866
1867         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1868                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1869                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1870                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1871         }
1872
1873         blk_throtl_bio_endio(bio);
1874         /* release cgroup info */
1875         bio_uninit(bio);
1876         if (bio->bi_end_io)
1877                 bio->bi_end_io(bio);
1878 }
1879 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1880
1881 /**
1882  * bio_split - split a bio
1883  * @bio:        bio to split
1884  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1885  * @gfp:        gfp mask
1886  * @bs:         bio set to allocate from
1887  *
1888  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1889  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1890  *
1891  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1892  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1893  * @bio is not freed before the split.
1894  */
1895 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1896                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1897 {
1898         struct bio *split;
1899
1900         BUG_ON(sectors <= 0);
1901         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1902
1903         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1904         if (!split)
1905                 return NULL;
1906
1907         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1908
1909         if (bio_integrity(split))
1910                 bio_integrity_trim(split);
1911
1912         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1913
1914         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1915                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1916
1917         return split;
1918 }
1919 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1920
1921 /**
1922  * bio_trim - trim a bio
1923  * @bio:        bio to trim
1924  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1925  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1926  */
1927 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1928 {
1929         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1930          * the given offset and size.
1931          */
1932
1933         size <<= 9;
1934         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1935                 return;
1936
1937         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1938
1939         bio_advance(bio, offset << 9);
1940
1941         bio->bi_iter.bi_size = size;
1942
1943         if (bio_integrity(bio))
1944                 bio_integrity_trim(bio);
1945
1946 }
1947 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1948
1949 /*
1950  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1951  * use the global biovec slabs created for general use.
1952  */
1953 int biovec_init_pool(mempool_t *pool, int pool_entries)
1954 {
1955         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1956
1957         return mempool_init_slab_pool(pool, pool_entries, bp->slab);
1958 }
1959
1960 /*
1961  * bioset_exit - exit a bioset initialized with bioset_init()
1962  *
1963  * May be called on a zeroed but uninitialized bioset (i.e. allocated with
1964  * kzalloc()).
1965  */
1966 void bioset_exit(struct bio_set *bs)
1967 {
1968         if (bs->rescue_workqueue)
1969                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1970         bs->rescue_workqueue = NULL;
1971
1972         mempool_exit(&bs->bio_pool);
1973         mempool_exit(&bs->bvec_pool);
1974
1975         bioset_integrity_free(bs);
1976         if (bs->bio_slab)
1977                 bio_put_slab(bs);
1978         bs->bio_slab = NULL;
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL(bioset_exit);
1981
1982 /**
1983  * bioset_init - Initialize a bio_set
1984  * @bs:         pool to initialize
1985  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1986  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1987  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1988  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1989  *
1990  * Description:
1991  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1992  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1993  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1994  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1995  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1996  *    or things will break badly.
1997  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1998  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1999  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
2000  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
2001  *
2002  */
2003 int bioset_init(struct bio_set *bs,
2004                 unsigned int pool_size,
2005                 unsigned int front_pad,
2006                 int flags)
2007 {
2008         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
2009
2010         bs->front_pad = front_pad;
2011
2012         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
2013         bio_list_init(&bs->rescue_list);
2014         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
2015
2016         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
2017         if (!bs->bio_slab)
2018                 return -ENOMEM;
2019
2020         if (mempool_init_slab_pool(&bs->bio_pool, pool_size, bs->bio_slab))
2021                 goto bad;
2022
2023         if ((flags & BIOSET_NEED_BVECS) &&
2024             biovec_init_pool(&bs->bvec_pool, pool_size))
2025                 goto bad;
2026
2027         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
2028                 return 0;
2029
2030         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2031         if (!bs->rescue_workqueue)
2032                 goto bad;
2033
2034         return 0;
2035 bad:
2036         bioset_exit(bs);
2037         return -ENOMEM;
2038 }
2039 EXPORT_SYMBOL(bioset_init);
2040
2041 /*
2042  * Initialize and setup a new bio_set, based on the settings from
2043  * another bio_set.
2044  */
2045 int bioset_init_from_src(struct bio_set *bs, struct bio_set *src)
2046 {
2047         int flags;
2048
2049         flags = 0;
2050         if (src->bvec_pool.min_nr)
2051                 flags |= BIOSET_NEED_BVECS;
2052         if (src->rescue_workqueue)
2053                 flags |= BIOSET_NEED_RESCUER;
2054
2055         return bioset_init(bs, src->bio_pool.min_nr, src->front_pad, flags);
2056 }
2057 EXPORT_SYMBOL(bioset_init_from_src);
2058
2059 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2060
2061 /**
2062  * bio_disassociate_blkg - puts back the blkg reference if associated
2063  * @bio: target bio
2064  *
2065  * Helper to disassociate the blkg from @bio if a blkg is associated.
2066  */
2067 void bio_disassociate_blkg(struct bio *bio)
2068 {
2069         if (bio->bi_blkg) {
2070                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2071                 bio->bi_blkg = NULL;
2072         }
2073 }
2074 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_disassociate_blkg);
2075
2076 /**
2077  * __bio_associate_blkg - associate a bio with the a blkg
2078  * @bio: target bio
2079  * @blkg: the blkg to associate
2080  *
2081  * This tries to associate @bio with the specified @blkg.  Association failure
2082  * is handled by walking up the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can
2083  * be anything between @blkg and the root_blkg.  This situation only happens
2084  * when a cgroup is dying and then the remaining bios will spill to the closest
2085  * alive blkg.
2086  *
2087  * A reference will be taken on the @blkg and will be released when @bio is
2088  * freed.
2089  */
2090 static void __bio_associate_blkg(struct bio *bio, struct blkcg_gq *blkg)
2091 {
2092         bio_disassociate_blkg(bio);
2093
2094         bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(blkg);
2095 }
2096
2097 /**
2098  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2099  * @bio: target bio
2100  * @css: target css
2101  *
2102  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2103  * request_queue of the @bio.  This falls back to the queue's root_blkg if
2104  * the association fails with the css.
2105  */
2106 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2107                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2108 {
2109         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2110         struct blkcg_gq *blkg;
2111
2112         rcu_read_lock();
2113
2114         if (!css || !css->parent)
2115                 blkg = q->root_blkg;
2116         else
2117                 blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), q);
2118
2119         __bio_associate_blkg(bio, blkg);
2120
2121         rcu_read_unlock();
2122 }
2123 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2124
2125 #ifdef CONFIG_MEMCG
2126 /**
2127  * bio_associate_blkg_from_page - associate a bio with the page's blkg
2128  * @bio: target bio
2129  * @page: the page to lookup the blkcg from
2130  *
2131  * Associate @bio with the blkg from @page's owning memcg and the respective
2132  * request_queue.  If cgroup_e_css returns %NULL, fall back to the queue's
2133  * root_blkg.
2134  */
2135 void bio_associate_blkg_from_page(struct bio *bio, struct page *page)
2136 {
2137         struct cgroup_subsys_state *css;
2138
2139         if (!page->mem_cgroup)
2140                 return;
2141
2142         rcu_read_lock();
2143
2144         css = cgroup_e_css(page->mem_cgroup->css.cgroup, &io_cgrp_subsys);
2145         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2146
2147         rcu_read_unlock();
2148 }
2149 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2150
2151 /**
2152  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2153  * @bio: target bio
2154  *
2155  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2156  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2157  * already associated, the css is reused and association redone as the
2158  * request_queue may have changed.
2159  */
2160 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2161 {
2162         struct cgroup_subsys_state *css;
2163
2164         rcu_read_lock();
2165
2166         if (bio->bi_blkg)
2167                 css = &bio_blkcg(bio)->css;
2168         else
2169                 css = blkcg_css();
2170
2171         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2172
2173         rcu_read_unlock();
2174 }
2175 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2176
2177 /**
2178  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2179  * @dst: destination bio
2180  * @src: source bio
2181  */
2182 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2183 {
2184         rcu_read_lock();
2185
2186         if (src->bi_blkg)
2187                 __bio_associate_blkg(dst, src->bi_blkg);
2188
2189         rcu_read_unlock();
2190 }
2191 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2192 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2193
2194 static void __init biovec_init_slabs(void)
2195 {
2196         int i;
2197
2198         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2199                 int size;
2200                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2201
2202                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2203                         bvs->slab = NULL;
2204                         continue;
2205                 }
2206
2207                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2208                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2209                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2210         }
2211 }
2212
2213 static int __init init_bio(void)
2214 {
2215         bio_slab_max = 2;
2216         bio_slab_nr = 0;
2217         bio_slabs = kcalloc(bio_slab_max, sizeof(struct bio_slab),
2218                             GFP_KERNEL);
2219         if (!bio_slabs)
2220                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2221
2222         bio_integrity_init();
2223         biovec_init_slabs();
2224
2225         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
2226                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2227
2228         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2229                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2230
2231         return 0;
2232 }
2233 subsys_initcall(init_bio);