block: enable multi-page bvec for passthrough IO
[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  * Check if the @page can be added to the current segment(@bv), and make
670  * sure to call it only if page_is_mergeable(@bv, @page) is true
671  */
672 static bool can_add_page_to_seg(struct request_queue *q,
673                 struct bio_vec *bv, struct page *page, unsigned len,
674                 unsigned offset)
675 {
676         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
677         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
678         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(page) + offset + len - 1;
679
680         if ((addr1 | mask) != (addr2 | mask))
681                 return false;
682
683         if (bv->bv_len + len > queue_max_segment_size(q))
684                 return false;
685
686         return true;
687 }
688
689 /**
690  *      __bio_add_pc_page       - attempt to add page to passthrough bio
691  *      @q: the target queue
692  *      @bio: destination bio
693  *      @page: page to add
694  *      @len: vec entry length
695  *      @offset: vec entry offset
696  *      @put_same_page: put the page if it is same with last added page
697  *
698  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
699  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
700  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
701  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
702  *
703  *      This should only be used by passthrough bios.
704  */
705 int __bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
706                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
707                 bool put_same_page)
708 {
709         struct bio_vec *bvec;
710
711         /*
712          * cloned bio must not modify vec list
713          */
714         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
715                 return 0;
716
717         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
718                 return 0;
719
720         /*
721          * For filesystems with a blocksize smaller than the pagesize
722          * we will often be called with the same page as last time and
723          * a consecutive offset.  Optimize this special case.
724          */
725         if (bio->bi_vcnt > 0) {
726                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
727
728                 if (page == bvec->bv_page &&
729                     offset == bvec->bv_offset + bvec->bv_len) {
730                         if (put_same_page)
731                                 put_page(page);
732  bvec_merge:
733                         bvec->bv_len += len;
734                         bio->bi_iter.bi_size += len;
735                         goto done;
736                 }
737
738                 /*
739                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
740                  * offset would create a gap, disallow it.
741                  */
742                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
743                         return 0;
744
745                 if (page_is_mergeable(bvec, page, len, offset, false) &&
746                                 can_add_page_to_seg(q, bvec, page, len, offset))
747                         goto bvec_merge;
748         }
749
750         if (bio_full(bio))
751                 return 0;
752
753         if (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q))
754                 return 0;
755
756         /*
757          * setup the new entry, we might clear it again later if we
758          * cannot add the page
759          */
760         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
761         bvec->bv_page = page;
762         bvec->bv_len = len;
763         bvec->bv_offset = offset;
764         bio->bi_vcnt++;
765         bio->bi_iter.bi_size += len;
766
767  done:
768         bio->bi_phys_segments = bio->bi_vcnt;
769         bio_set_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
770         return len;
771 }
772 EXPORT_SYMBOL(__bio_add_pc_page);
773
774 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
775                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
776 {
777         return __bio_add_pc_page(q, bio, page, len, offset, false);
778 }
779 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
780
781 /**
782  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
783  * @bio: destination bio
784  * @page: page to add
785  * @len: length of the data to add
786  * @off: offset of the data in @page
787  * @same_page: if %true only merge if the new data is in the same physical
788  *              page as the last segment of the bio.
789  *
790  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
791  * a useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
792  * page size.
793  *
794  * Return %true on success or %false on failure.
795  */
796 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
797                 unsigned int len, unsigned int off, bool same_page)
798 {
799         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
800                 return false;
801
802         if (bio->bi_vcnt > 0) {
803                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
804
805                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
806                         bv->bv_len += len;
807                         bio->bi_iter.bi_size += len;
808                         return true;
809                 }
810         }
811         return false;
812 }
813 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
814
815 /**
816  * __bio_add_page - add page to a bio in a new segment
817  * @bio: destination bio
818  * @page: page to add
819  * @len: length of the data to add
820  * @off: offset of the data in @page
821  *
822  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
823  * that @bio has space for another bvec.
824  */
825 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
826                 unsigned int len, unsigned int off)
827 {
828         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
829
830         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
831         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio));
832
833         bv->bv_page = page;
834         bv->bv_offset = off;
835         bv->bv_len = len;
836
837         bio->bi_iter.bi_size += len;
838         bio->bi_vcnt++;
839 }
840 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_add_page);
841
842 /**
843  *      bio_add_page    -       attempt to add page to bio
844  *      @bio: destination bio
845  *      @page: page to add
846  *      @len: vec entry length
847  *      @offset: vec entry offset
848  *
849  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This will only fail
850  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
851  */
852 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
853                  unsigned int len, unsigned int offset)
854 {
855         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, false)) {
856                 if (bio_full(bio))
857                         return 0;
858                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
859         }
860         return len;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
863
864 static int __bio_iov_bvec_add_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
865 {
866         const struct bio_vec *bv = iter->bvec;
867         unsigned int len;
868         size_t size;
869
870         if (WARN_ON_ONCE(iter->iov_offset > bv->bv_len))
871                 return -EINVAL;
872
873         len = min_t(size_t, bv->bv_len - iter->iov_offset, iter->count);
874         size = bio_add_page(bio, bv->bv_page, len,
875                                 bv->bv_offset + iter->iov_offset);
876         if (size == len) {
877                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF)) {
878                         struct page *page;
879                         int i;
880
881                         mp_bvec_for_each_page(page, bv, i)
882                                 get_page(page);
883                 }
884
885                 iov_iter_advance(iter, size);
886                 return 0;
887         }
888
889         return -EINVAL;
890 }
891
892 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
893
894 /**
895  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
896  * @bio: bio to add pages to
897  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
898  *
899  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
900  * pages will have to be released using put_page() when done.
901  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
902  * the next non-empty segment of the iov iterator.
903  */
904 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
905 {
906         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
907         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
908         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
909         struct page **pages = (struct page **)bv;
910         ssize_t size, left;
911         unsigned len, i;
912         size_t offset;
913
914         /*
915          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
916          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
917          * without overwriting the temporary page array.
918         */
919         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
920         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
921
922         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
923         if (unlikely(size <= 0))
924                 return size ? size : -EFAULT;
925
926         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
927                 struct page *page = pages[i];
928
929                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
930                 if (WARN_ON_ONCE(bio_add_page(bio, page, len, offset) != len))
931                         return -EINVAL;
932                 offset = 0;
933         }
934
935         iov_iter_advance(iter, size);
936         return 0;
937 }
938
939 /**
940  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
941  * @bio: bio to add pages to
942  * @iter: iov iterator describing the region to be added
943  *
944  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
945  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
946  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
947  * pages. If we're adding kernel pages, and the caller told us it's safe to
948  * do so, we just have to add the pages to the bio directly. We don't grab an
949  * extra reference to those pages (the user should already have that), and we
950  * don't put the page on IO completion. The caller needs to check if the bio is
951  * flagged BIO_NO_PAGE_REF on IO completion. If it isn't, then pages should be
952  * released.
953  *
954  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
955  * fit into the bio, or are requested in *iter, whatever is smaller. If
956  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
957  * is returned only if 0 pages could be pinned.
958  */
959 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
960 {
961         const bool is_bvec = iov_iter_is_bvec(iter);
962         unsigned short orig_vcnt = bio->bi_vcnt;
963
964         /*
965          * If this is a BVEC iter, then the pages are kernel pages. Don't
966          * release them on IO completion, if the caller asked us to.
967          */
968         if (is_bvec && iov_iter_bvec_no_ref(iter))
969                 bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
970
971         do {
972                 int ret;
973
974                 if (is_bvec)
975                         ret = __bio_iov_bvec_add_pages(bio, iter);
976                 else
977                         ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
978
979                 if (unlikely(ret))
980                         return bio->bi_vcnt > orig_vcnt ? 0 : ret;
981
982         } while (iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio));
983
984         return 0;
985 }
986
987 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
988 {
989         complete(bio->bi_private);
990 }
991
992 /**
993  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
994  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
995  *
996  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
997  * bio_endio() on failure.
998  *
999  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
1000  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
1001  * on his own.
1002  */
1003 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1004 {
1005         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
1006
1007         bio->bi_private = &done;
1008         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1009         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1010         submit_bio(bio);
1011         wait_for_completion_io(&done);
1012
1013         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1016
1017 /**
1018  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1019  * @bio:        bio to advance
1020  * @bytes:      number of bytes to complete
1021  *
1022  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1023  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1024  * be updated on the last bvec as well.
1025  *
1026  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1027  */
1028 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1029 {
1030         if (bio_integrity(bio))
1031                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1032
1033         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1036
1037 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1038                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1039 {
1040         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1041         void *src_p, *dst_p;
1042         unsigned bytes;
1043
1044         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1045                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1046                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1047
1048                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1049
1050                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1051                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1052
1053                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1054                        src_p + src_bv.bv_offset,
1055                        bytes);
1056
1057                 kunmap_atomic(dst_p);
1058                 kunmap_atomic(src_p);
1059
1060                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1061
1062                 bio_advance_iter(src, src_iter, bytes);
1063                 bio_advance_iter(dst, dst_iter, bytes);
1064         }
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1067
1068 /**
1069  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1070  * @src: source bio
1071  * @dst: destination bio
1072  *
1073  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1074  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1075  */
1076 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1077 {
1078         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1079         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1080
1081         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1084
1085 /**
1086  * bio_list_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1087  * another
1088  * @src: source bio list
1089  * @dst: destination bio list
1090  *
1091  * Stops when it reaches the end of either the @src list or @dst list - that is,
1092  * copies min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of
1093  * bios).
1094  */
1095 void bio_list_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1096 {
1097         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1098         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1099
1100         while (1) {
1101                 if (!src_iter.bi_size) {
1102                         src = src->bi_next;
1103                         if (!src)
1104                                 break;
1105
1106                         src_iter = src->bi_iter;
1107                 }
1108
1109                 if (!dst_iter.bi_size) {
1110                         dst = dst->bi_next;
1111                         if (!dst)
1112                                 break;
1113
1114                         dst_iter = dst->bi_iter;
1115                 }
1116
1117                 bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1118         }
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL(bio_list_copy_data);
1121
1122 struct bio_map_data {
1123         int is_our_pages;
1124         struct iov_iter iter;
1125         struct iovec iov[];
1126 };
1127
1128 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(struct iov_iter *data,
1129                                                gfp_t gfp_mask)
1130 {
1131         struct bio_map_data *bmd;
1132         if (data->nr_segs > UIO_MAXIOV)
1133                 return NULL;
1134
1135         bmd = kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1136                        sizeof(struct iovec) * data->nr_segs, gfp_mask);
1137         if (!bmd)
1138                 return NULL;
1139         memcpy(bmd->iov, data->iov, sizeof(struct iovec) * data->nr_segs);
1140         bmd->iter = *data;
1141         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1142         return bmd;
1143 }
1144
1145 /**
1146  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1147  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1148  * @iter: iov_iter as source
1149  *
1150  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1151  * Returns 0 on success, or error on failure.
1152  */
1153 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1154 {
1155         int i;
1156         struct bio_vec *bvec;
1157         struct bvec_iter_all iter_all;
1158
1159         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1160                 ssize_t ret;
1161
1162                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1163                                           bvec->bv_offset,
1164                                           bvec->bv_len,
1165                                           iter);
1166
1167                 if (!iov_iter_count(iter))
1168                         break;
1169
1170                 if (ret < bvec->bv_len)
1171                         return -EFAULT;
1172         }
1173
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 /**
1178  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1179  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1180  * @iter: iov_iter as destination
1181  *
1182  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1183  * Returns 0 on success, or error on failure.
1184  */
1185 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1186 {
1187         int i;
1188         struct bio_vec *bvec;
1189         struct bvec_iter_all iter_all;
1190
1191         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1192                 ssize_t ret;
1193
1194                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1195                                         bvec->bv_offset,
1196                                         bvec->bv_len,
1197                                         &iter);
1198
1199                 if (!iov_iter_count(&iter))
1200                         break;
1201
1202                 if (ret < bvec->bv_len)
1203                         return -EFAULT;
1204         }
1205
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1210 {
1211         struct bio_vec *bvec;
1212         int i;
1213         struct bvec_iter_all iter_all;
1214
1215         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
1216                 __free_page(bvec->bv_page);
1217 }
1218 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1219
1220 /**
1221  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1222  *      @bio: bio being terminated
1223  *
1224  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1225  *      to user space in case of a read.
1226  */
1227 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1228 {
1229         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1230         int ret = 0;
1231
1232         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1233                 /*
1234                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1235                  * don't copy into a random user address space, just free
1236                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1237                  */
1238                 if (!current->mm)
1239                         ret = -EINTR;
1240                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1241                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1242                 if (bmd->is_our_pages)
1243                         bio_free_pages(bio);
1244         }
1245         kfree(bmd);
1246         bio_put(bio);
1247         return ret;
1248 }
1249
1250 /**
1251  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1252  *      @q:             destination block queue
1253  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1254  *      @iter:          iovec iterator
1255  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1256  *
1257  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1258  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1259  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1260  */
1261 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1262                               struct rq_map_data *map_data,
1263                               struct iov_iter *iter,
1264                               gfp_t gfp_mask)
1265 {
1266         struct bio_map_data *bmd;
1267         struct page *page;
1268         struct bio *bio;
1269         int i = 0, ret;
1270         int nr_pages;
1271         unsigned int len = iter->count;
1272         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1273
1274         bmd = bio_alloc_map_data(iter, gfp_mask);
1275         if (!bmd)
1276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1277
1278         /*
1279          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1280          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1281          * shortlived one.
1282          */
1283         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1284
1285         nr_pages = DIV_ROUND_UP(offset + len, PAGE_SIZE);
1286         if (nr_pages > BIO_MAX_PAGES)
1287                 nr_pages = BIO_MAX_PAGES;
1288
1289         ret = -ENOMEM;
1290         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1291         if (!bio)
1292                 goto out_bmd;
1293
1294         ret = 0;
1295
1296         if (map_data) {
1297                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1298                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1299         }
1300         while (len) {
1301                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1302
1303                 bytes -= offset;
1304
1305                 if (bytes > len)
1306                         bytes = len;
1307
1308                 if (map_data) {
1309                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1310                                 ret = -ENOMEM;
1311                                 break;
1312                         }
1313
1314                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1315                         page += (i % nr_pages);
1316
1317                         i++;
1318                 } else {
1319                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1320                         if (!page) {
1321                                 ret = -ENOMEM;
1322                                 break;
1323                         }
1324                 }
1325
1326                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes)
1327                         break;
1328
1329                 len -= bytes;
1330                 offset = 0;
1331         }
1332
1333         if (ret)
1334                 goto cleanup;
1335
1336         if (map_data)
1337                 map_data->offset += bio->bi_iter.bi_size;
1338
1339         /*
1340          * success
1341          */
1342         if ((iov_iter_rw(iter) == WRITE && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1343             (map_data && map_data->from_user)) {
1344                 ret = bio_copy_from_iter(bio, iter);
1345                 if (ret)
1346                         goto cleanup;
1347         } else {
1348                 if (bmd->is_our_pages)
1349                         zero_fill_bio(bio);
1350                 iov_iter_advance(iter, bio->bi_iter.bi_size);
1351         }
1352
1353         bio->bi_private = bmd;
1354         if (map_data && map_data->null_mapped)
1355                 bio_set_flag(bio, BIO_NULL_MAPPED);
1356         return bio;
1357 cleanup:
1358         if (!map_data)
1359                 bio_free_pages(bio);
1360         bio_put(bio);
1361 out_bmd:
1362         kfree(bmd);
1363         return ERR_PTR(ret);
1364 }
1365
1366 /**
1367  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1368  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1369  *      @iter:          iovec iterator
1370  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1371  *
1372  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1373  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1374  */
1375 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1376                              struct iov_iter *iter,
1377                              gfp_t gfp_mask)
1378 {
1379         int j;
1380         struct bio *bio;
1381         int ret;
1382         struct bio_vec *bvec;
1383         struct bvec_iter_all iter_all;
1384
1385         if (!iov_iter_count(iter))
1386                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1387
1388         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES));
1389         if (!bio)
1390                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1391
1392         while (iov_iter_count(iter)) {
1393                 struct page **pages;
1394                 ssize_t bytes;
1395                 size_t offs, added = 0;
1396                 int npages;
1397
1398                 bytes = iov_iter_get_pages_alloc(iter, &pages, LONG_MAX, &offs);
1399                 if (unlikely(bytes <= 0)) {
1400                         ret = bytes ? bytes : -EFAULT;
1401                         goto out_unmap;
1402                 }
1403
1404                 npages = DIV_ROUND_UP(offs + bytes, PAGE_SIZE);
1405
1406                 if (unlikely(offs & queue_dma_alignment(q))) {
1407                         ret = -EINVAL;
1408                         j = 0;
1409                 } else {
1410                         for (j = 0; j < npages; j++) {
1411                                 struct page *page = pages[j];
1412                                 unsigned int n = PAGE_SIZE - offs;
1413
1414                                 if (n > bytes)
1415                                         n = bytes;
1416
1417                                 if (!__bio_add_pc_page(q, bio, page, n, offs,
1418                                                         true))
1419                                         break;
1420
1421                                 added += n;
1422                                 bytes -= n;
1423                                 offs = 0;
1424                         }
1425                         iov_iter_advance(iter, added);
1426                 }
1427                 /*
1428                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1429                  */
1430                 while (j < npages)
1431                         put_page(pages[j++]);
1432                 kvfree(pages);
1433                 /* couldn't stuff something into bio? */
1434                 if (bytes)
1435                         break;
1436         }
1437
1438         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1439
1440         /*
1441          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1442          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1443          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1444          * reference to it
1445          */
1446         bio_get(bio);
1447         return bio;
1448
1449  out_unmap:
1450         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, j, iter_all) {
1451                 put_page(bvec->bv_page);
1452         }
1453         bio_put(bio);
1454         return ERR_PTR(ret);
1455 }
1456
1457 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1458 {
1459         struct bio_vec *bvec;
1460         int i;
1461         struct bvec_iter_all iter_all;
1462
1463         /*
1464          * make sure we dirty pages we wrote to
1465          */
1466         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1467                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1468                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1469
1470                 put_page(bvec->bv_page);
1471         }
1472
1473         bio_put(bio);
1474 }
1475
1476 /**
1477  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1478  *      @bio:           the bio being unmapped
1479  *
1480  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1481  *      process context.
1482  *
1483  *      bio_unmap_user() may sleep.
1484  */
1485 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1486 {
1487         __bio_unmap_user(bio);
1488         bio_put(bio);
1489 }
1490
1491 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1492 {
1493         bio_put(bio);
1494 }
1495
1496 /**
1497  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1498  *      @q: the struct request_queue for the bio
1499  *      @data: pointer to buffer to map
1500  *      @len: length in bytes
1501  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1502  *
1503  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1504  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1505  */
1506 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1507                          gfp_t gfp_mask)
1508 {
1509         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1510         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1511         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1512         const int nr_pages = end - start;
1513         int offset, i;
1514         struct bio *bio;
1515
1516         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1517         if (!bio)
1518                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1519
1520         offset = offset_in_page(kaddr);
1521         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1522                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1523
1524                 if (len <= 0)
1525                         break;
1526
1527                 if (bytes > len)
1528                         bytes = len;
1529
1530                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1531                                     offset) < bytes) {
1532                         /* we don't support partial mappings */
1533                         bio_put(bio);
1534                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1535                 }
1536
1537                 data += bytes;
1538                 len -= bytes;
1539                 offset = 0;
1540         }
1541
1542         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1543         return bio;
1544 }
1545 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1546
1547 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1548 {
1549         bio_free_pages(bio);
1550         bio_put(bio);
1551 }
1552
1553 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1554 {
1555         char *p = bio->bi_private;
1556         struct bio_vec *bvec;
1557         int i;
1558         struct bvec_iter_all iter_all;
1559
1560         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1561                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1562                 p += bvec->bv_len;
1563         }
1564
1565         bio_copy_kern_endio(bio);
1566 }
1567
1568 /**
1569  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1570  *      @q: the struct request_queue for the bio
1571  *      @data: pointer to buffer to copy
1572  *      @len: length in bytes
1573  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1574  *      @reading: data direction is READ
1575  *
1576  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1577  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1578  */
1579 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1580                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1581 {
1582         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1583         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1584         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1585         struct bio *bio;
1586         void *p = data;
1587         int nr_pages = 0;
1588
1589         /*
1590          * Overflow, abort
1591          */
1592         if (end < start)
1593                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1594
1595         nr_pages = end - start;
1596         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1597         if (!bio)
1598                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1599
1600         while (len) {
1601                 struct page *page;
1602                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1603
1604                 if (bytes > len)
1605                         bytes = len;
1606
1607                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1608                 if (!page)
1609                         goto cleanup;
1610
1611                 if (!reading)
1612                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1613
1614                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1615                         break;
1616
1617                 len -= bytes;
1618                 p += bytes;
1619         }
1620
1621         if (reading) {
1622                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1623                 bio->bi_private = data;
1624         } else {
1625                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1626         }
1627
1628         return bio;
1629
1630 cleanup:
1631         bio_free_pages(bio);
1632         bio_put(bio);
1633         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1638  * for performing direct-IO in BIOs.
1639  *
1640  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1641  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1642  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1643  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1644  * in process context.
1645  *
1646  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1647  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1648  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1649  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1650  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1651  *
1652  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1653  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1654  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1655  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1656  * pagecache.
1657  *
1658  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1659  * deferred bio dirtying paths.
1660  */
1661
1662 /*
1663  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1664  */
1665 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1666 {
1667         struct bio_vec *bvec;
1668         int i;
1669         struct bvec_iter_all iter_all;
1670
1671         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1672                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1673                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1674         }
1675 }
1676
1677 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
1678 {
1679         struct bio_vec *bvec;
1680         int i;
1681         struct bvec_iter_all iter_all;
1682
1683         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
1684                 put_page(bvec->bv_page);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1689  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1690  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1691  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1692  *
1693  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1694  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1695  * bio_put() against the BIO.
1696  */
1697
1698 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1699
1700 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1701 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1702 static struct bio *bio_dirty_list;
1703
1704 /*
1705  * This runs in process context
1706  */
1707 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1708 {
1709         struct bio *bio, *next;
1710
1711         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1712         next = bio_dirty_list;
1713         bio_dirty_list = NULL;
1714         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1715
1716         while ((bio = next) != NULL) {
1717                 next = bio->bi_private;
1718
1719                 bio_set_pages_dirty(bio);
1720                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
1721                         bio_release_pages(bio);
1722                 bio_put(bio);
1723         }
1724 }
1725
1726 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1727 {
1728         struct bio_vec *bvec;
1729         unsigned long flags;
1730         int i;
1731         struct bvec_iter_all iter_all;
1732
1733         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all) {
1734                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1735                         goto defer;
1736         }
1737
1738         if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
1739                 bio_release_pages(bio);
1740         bio_put(bio);
1741         return;
1742 defer:
1743         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1744         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1745         bio_dirty_list = bio;
1746         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1747         schedule_work(&bio_dirty_work);
1748 }
1749
1750 void update_io_ticks(struct hd_struct *part, unsigned long now)
1751 {
1752         unsigned long stamp;
1753 again:
1754         stamp = READ_ONCE(part->stamp);
1755         if (unlikely(stamp != now)) {
1756                 if (likely(cmpxchg(&part->stamp, stamp, now) == stamp)) {
1757                         __part_stat_add(part, io_ticks, 1);
1758                 }
1759         }
1760         if (part->partno) {
1761                 part = &part_to_disk(part)->part0;
1762                 goto again;
1763         }
1764 }
1765
1766 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int op,
1767                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1768 {
1769         const int sgrp = op_stat_group(op);
1770
1771         part_stat_lock();
1772
1773         update_io_ticks(part, jiffies);
1774         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1775         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1776         part_inc_in_flight(q, part, op_is_write(op));
1777
1778         part_stat_unlock();
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1781
1782 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int req_op,
1783                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1784 {
1785         unsigned long now = jiffies;
1786         unsigned long duration = now - start_time;
1787         const int sgrp = op_stat_group(req_op);
1788
1789         part_stat_lock();
1790
1791         update_io_ticks(part, now);
1792         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1793         part_stat_add(part, time_in_queue, duration);
1794         part_dec_in_flight(q, part, op_is_write(req_op));
1795
1796         part_stat_unlock();
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1799
1800 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1801 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1802 {
1803         struct bio_vec bvec;
1804         struct bvec_iter iter;
1805
1806         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1807                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1808 }
1809 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1810 #endif
1811
1812 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1813 {
1814         /*
1815          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1816          * we always end io on the first invocation.
1817          */
1818         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1819                 return true;
1820
1821         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1822
1823         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1824                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1825                 return true;
1826         }
1827
1828         return false;
1829 }
1830
1831 /**
1832  * bio_endio - end I/O on a bio
1833  * @bio:        bio
1834  *
1835  * Description:
1836  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1837  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1838  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1839  *
1840  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1841  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1842  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1843  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1844  **/
1845 void bio_endio(struct bio *bio)
1846 {
1847 again:
1848         if (!bio_remaining_done(bio))
1849                 return;
1850         if (!bio_integrity_endio(bio))
1851                 return;
1852
1853         if (bio->bi_disk)
1854                 rq_qos_done_bio(bio->bi_disk->queue, bio);
1855
1856         /*
1857          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1858          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1859          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1860          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1861          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1862          * gcc's sibling call optimization.
1863          */
1864         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1865                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1866                 goto again;
1867         }
1868
1869         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1870                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1871                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1872                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1873         }
1874
1875         blk_throtl_bio_endio(bio);
1876         /* release cgroup info */
1877         bio_uninit(bio);
1878         if (bio->bi_end_io)
1879                 bio->bi_end_io(bio);
1880 }
1881 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1882
1883 /**
1884  * bio_split - split a bio
1885  * @bio:        bio to split
1886  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1887  * @gfp:        gfp mask
1888  * @bs:         bio set to allocate from
1889  *
1890  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1891  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1892  *
1893  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1894  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1895  * @bio is not freed before the split.
1896  */
1897 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1898                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1899 {
1900         struct bio *split;
1901
1902         BUG_ON(sectors <= 0);
1903         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1904
1905         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1906         if (!split)
1907                 return NULL;
1908
1909         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1910
1911         if (bio_integrity(split))
1912                 bio_integrity_trim(split);
1913
1914         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1915
1916         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1917                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1918
1919         return split;
1920 }
1921 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1922
1923 /**
1924  * bio_trim - trim a bio
1925  * @bio:        bio to trim
1926  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1927  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1928  */
1929 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1930 {
1931         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1932          * the given offset and size.
1933          */
1934
1935         size <<= 9;
1936         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1937                 return;
1938
1939         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1940
1941         bio_advance(bio, offset << 9);
1942
1943         bio->bi_iter.bi_size = size;
1944
1945         if (bio_integrity(bio))
1946                 bio_integrity_trim(bio);
1947
1948 }
1949 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1950
1951 /*
1952  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1953  * use the global biovec slabs created for general use.
1954  */
1955 int biovec_init_pool(mempool_t *pool, int pool_entries)
1956 {
1957         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1958
1959         return mempool_init_slab_pool(pool, pool_entries, bp->slab);
1960 }
1961
1962 /*
1963  * bioset_exit - exit a bioset initialized with bioset_init()
1964  *
1965  * May be called on a zeroed but uninitialized bioset (i.e. allocated with
1966  * kzalloc()).
1967  */
1968 void bioset_exit(struct bio_set *bs)
1969 {
1970         if (bs->rescue_workqueue)
1971                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1972         bs->rescue_workqueue = NULL;
1973
1974         mempool_exit(&bs->bio_pool);
1975         mempool_exit(&bs->bvec_pool);
1976
1977         bioset_integrity_free(bs);
1978         if (bs->bio_slab)
1979                 bio_put_slab(bs);
1980         bs->bio_slab = NULL;
1981 }
1982 EXPORT_SYMBOL(bioset_exit);
1983
1984 /**
1985  * bioset_init - Initialize a bio_set
1986  * @bs:         pool to initialize
1987  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1988  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1989  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1990  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1991  *
1992  * Description:
1993  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1994  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1995  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1996  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1997  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1998  *    or things will break badly.
1999  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
2000  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
2001  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
2002  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
2003  *
2004  */
2005 int bioset_init(struct bio_set *bs,
2006                 unsigned int pool_size,
2007                 unsigned int front_pad,
2008                 int flags)
2009 {
2010         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
2011
2012         bs->front_pad = front_pad;
2013
2014         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
2015         bio_list_init(&bs->rescue_list);
2016         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
2017
2018         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
2019         if (!bs->bio_slab)
2020                 return -ENOMEM;
2021
2022         if (mempool_init_slab_pool(&bs->bio_pool, pool_size, bs->bio_slab))
2023                 goto bad;
2024
2025         if ((flags & BIOSET_NEED_BVECS) &&
2026             biovec_init_pool(&bs->bvec_pool, pool_size))
2027                 goto bad;
2028
2029         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
2030                 return 0;
2031
2032         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2033         if (!bs->rescue_workqueue)
2034                 goto bad;
2035
2036         return 0;
2037 bad:
2038         bioset_exit(bs);
2039         return -ENOMEM;
2040 }
2041 EXPORT_SYMBOL(bioset_init);
2042
2043 /*
2044  * Initialize and setup a new bio_set, based on the settings from
2045  * another bio_set.
2046  */
2047 int bioset_init_from_src(struct bio_set *bs, struct bio_set *src)
2048 {
2049         int flags;
2050
2051         flags = 0;
2052         if (src->bvec_pool.min_nr)
2053                 flags |= BIOSET_NEED_BVECS;
2054         if (src->rescue_workqueue)
2055                 flags |= BIOSET_NEED_RESCUER;
2056
2057         return bioset_init(bs, src->bio_pool.min_nr, src->front_pad, flags);
2058 }
2059 EXPORT_SYMBOL(bioset_init_from_src);
2060
2061 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2062
2063 /**
2064  * bio_disassociate_blkg - puts back the blkg reference if associated
2065  * @bio: target bio
2066  *
2067  * Helper to disassociate the blkg from @bio if a blkg is associated.
2068  */
2069 void bio_disassociate_blkg(struct bio *bio)
2070 {
2071         if (bio->bi_blkg) {
2072                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2073                 bio->bi_blkg = NULL;
2074         }
2075 }
2076 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_disassociate_blkg);
2077
2078 /**
2079  * __bio_associate_blkg - associate a bio with the a blkg
2080  * @bio: target bio
2081  * @blkg: the blkg to associate
2082  *
2083  * This tries to associate @bio with the specified @blkg.  Association failure
2084  * is handled by walking up the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can
2085  * be anything between @blkg and the root_blkg.  This situation only happens
2086  * when a cgroup is dying and then the remaining bios will spill to the closest
2087  * alive blkg.
2088  *
2089  * A reference will be taken on the @blkg and will be released when @bio is
2090  * freed.
2091  */
2092 static void __bio_associate_blkg(struct bio *bio, struct blkcg_gq *blkg)
2093 {
2094         bio_disassociate_blkg(bio);
2095
2096         bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(blkg);
2097 }
2098
2099 /**
2100  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2101  * @bio: target bio
2102  * @css: target css
2103  *
2104  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2105  * request_queue of the @bio.  This falls back to the queue's root_blkg if
2106  * the association fails with the css.
2107  */
2108 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2109                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2110 {
2111         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2112         struct blkcg_gq *blkg;
2113
2114         rcu_read_lock();
2115
2116         if (!css || !css->parent)
2117                 blkg = q->root_blkg;
2118         else
2119                 blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), q);
2120
2121         __bio_associate_blkg(bio, blkg);
2122
2123         rcu_read_unlock();
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2126
2127 #ifdef CONFIG_MEMCG
2128 /**
2129  * bio_associate_blkg_from_page - associate a bio with the page's blkg
2130  * @bio: target bio
2131  * @page: the page to lookup the blkcg from
2132  *
2133  * Associate @bio with the blkg from @page's owning memcg and the respective
2134  * request_queue.  If cgroup_e_css returns %NULL, fall back to the queue's
2135  * root_blkg.
2136  */
2137 void bio_associate_blkg_from_page(struct bio *bio, struct page *page)
2138 {
2139         struct cgroup_subsys_state *css;
2140
2141         if (!page->mem_cgroup)
2142                 return;
2143
2144         rcu_read_lock();
2145
2146         css = cgroup_e_css(page->mem_cgroup->css.cgroup, &io_cgrp_subsys);
2147         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2148
2149         rcu_read_unlock();
2150 }
2151 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2152
2153 /**
2154  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2155  * @bio: target bio
2156  *
2157  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2158  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2159  * already associated, the css is reused and association redone as the
2160  * request_queue may have changed.
2161  */
2162 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2163 {
2164         struct cgroup_subsys_state *css;
2165
2166         rcu_read_lock();
2167
2168         if (bio->bi_blkg)
2169                 css = &bio_blkcg(bio)->css;
2170         else
2171                 css = blkcg_css();
2172
2173         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2174
2175         rcu_read_unlock();
2176 }
2177 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2178
2179 /**
2180  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2181  * @dst: destination bio
2182  * @src: source bio
2183  */
2184 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2185 {
2186         rcu_read_lock();
2187
2188         if (src->bi_blkg)
2189                 __bio_associate_blkg(dst, src->bi_blkg);
2190
2191         rcu_read_unlock();
2192 }
2193 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2194 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2195
2196 static void __init biovec_init_slabs(void)
2197 {
2198         int i;
2199
2200         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2201                 int size;
2202                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2203
2204                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2205                         bvs->slab = NULL;
2206                         continue;
2207                 }
2208
2209                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2210                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2211                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2212         }
2213 }
2214
2215 static int __init init_bio(void)
2216 {
2217         bio_slab_max = 2;
2218         bio_slab_nr = 0;
2219         bio_slabs = kcalloc(bio_slab_max, sizeof(struct bio_slab),
2220                             GFP_KERNEL);
2221         if (!bio_slabs)
2222                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2223
2224         bio_integrity_init();
2225         biovec_init_slabs();
2226
2227         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
2228                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2229
2230         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2231                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2232
2233         return 0;
2234 }
2235 subsys_initcall(init_bio);