Merge tag 'edac_urgent_for_5.8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / block / bio.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
4  */
5 #include <linux/mm.h>
6 #include <linux/swap.h>
7 #include <linux/bio.h>
8 #include <linux/blkdev.h>
9 #include <linux/uio.h>
10 #include <linux/iocontext.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/mempool.h>
16 #include <linux/workqueue.h>
17 #include <linux/cgroup.h>
18 #include <linux/blk-cgroup.h>
19 #include <linux/highmem.h>
20 #include <linux/sched/sysctl.h>
21 #include <linux/blk-crypto.h>
22
23 #include <trace/events/block.h>
24 #include "blk.h"
25 #include "blk-rq-qos.h"
26
27 /*
28  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
29  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
30  */
31 #define BIO_INLINE_VECS         4
32
33 /*
34  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
35  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
36  * unsigned short
37  */
38 #define BV(x, n) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"#n }
39 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
40         BV(1, 1), BV(4, 4), BV(16, 16), BV(64, 64), BV(128, 128), BV(BIO_MAX_PAGES, max),
41 };
42 #undef BV
43
44 /*
45  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
46  * IO code that does not need private memory pools.
47  */
48 struct bio_set fs_bio_set;
49 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
50
51 /*
52  * Our slab pool management
53  */
54 struct bio_slab {
55         struct kmem_cache *slab;
56         unsigned int slab_ref;
57         unsigned int slab_size;
58         char name[8];
59 };
60 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
61 static struct bio_slab *bio_slabs;
62 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
63
64 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
65 {
66         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
67         struct kmem_cache *slab = NULL;
68         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
69         unsigned int new_bio_slab_max;
70         unsigned int i, entry = -1;
71
72         mutex_lock(&bio_slab_lock);
73
74         i = 0;
75         while (i < bio_slab_nr) {
76                 bslab = &bio_slabs[i];
77
78                 if (!bslab->slab && entry == -1)
79                         entry = i;
80                 else if (bslab->slab_size == sz) {
81                         slab = bslab->slab;
82                         bslab->slab_ref++;
83                         break;
84                 }
85                 i++;
86         }
87
88         if (slab)
89                 goto out_unlock;
90
91         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
92                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
93                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
94                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
95                                          GFP_KERNEL);
96                 if (!new_bio_slabs)
97                         goto out_unlock;
98                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
99                 bio_slabs = new_bio_slabs;
100         }
101         if (entry == -1)
102                 entry = bio_slab_nr++;
103
104         bslab = &bio_slabs[entry];
105
106         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
107         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
108                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
109         if (!slab)
110                 goto out_unlock;
111
112         bslab->slab = slab;
113         bslab->slab_ref = 1;
114         bslab->slab_size = sz;
115 out_unlock:
116         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
117         return slab;
118 }
119
120 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
121 {
122         struct bio_slab *bslab = NULL;
123         unsigned int i;
124
125         mutex_lock(&bio_slab_lock);
126
127         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
128                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
129                         bslab = &bio_slabs[i];
130                         break;
131                 }
132         }
133
134         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
135                 goto out;
136
137         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
138
139         if (--bslab->slab_ref)
140                 goto out;
141
142         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
143         bslab->slab = NULL;
144
145 out:
146         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
147 }
148
149 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
150 {
151         return bvec_slabs[--idx].nr_vecs;
152 }
153
154 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
155 {
156         if (!idx)
157                 return;
158         idx--;
159
160         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
161
162         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
163                 mempool_free(bv, pool);
164         } else {
165                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
166
167                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
168         }
169 }
170
171 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
172                            mempool_t *pool)
173 {
174         struct bio_vec *bvl;
175
176         /*
177          * see comment near bvec_array define!
178          */
179         switch (nr) {
180         case 1:
181                 *idx = 0;
182                 break;
183         case 2 ... 4:
184                 *idx = 1;
185                 break;
186         case 5 ... 16:
187                 *idx = 2;
188                 break;
189         case 17 ... 64:
190                 *idx = 3;
191                 break;
192         case 65 ... 128:
193                 *idx = 4;
194                 break;
195         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
196                 *idx = 5;
197                 break;
198         default:
199                 return NULL;
200         }
201
202         /*
203          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
204          * 1-vec entry pool is mempool backed.
205          */
206         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
207 fallback:
208                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
209         } else {
210                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
211                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
212
213                 /*
214                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
215                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
216                  * in case of failure.
217                  */
218                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
219
220                 /*
221                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
222                  * is set, retry with the 1-entry mempool
223                  */
224                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
225                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
226                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
227                         goto fallback;
228                 }
229         }
230
231         (*idx)++;
232         return bvl;
233 }
234
235 void bio_uninit(struct bio *bio)
236 {
237         bio_disassociate_blkg(bio);
238
239         if (bio_integrity(bio))
240                 bio_integrity_free(bio);
241
242         bio_crypt_free_ctx(bio);
243 }
244 EXPORT_SYMBOL(bio_uninit);
245
246 static void bio_free(struct bio *bio)
247 {
248         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
249         void *p;
250
251         bio_uninit(bio);
252
253         if (bs) {
254                 bvec_free(&bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
255
256                 /*
257                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
258                  */
259                 p = bio;
260                 p -= bs->front_pad;
261
262                 mempool_free(p, &bs->bio_pool);
263         } else {
264                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
265                 kfree(bio);
266         }
267 }
268
269 /*
270  * Users of this function have their own bio allocation. Subsequently,
271  * they must remember to pair any call to bio_init() with bio_uninit()
272  * when IO has completed, or when the bio is released.
273  */
274 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
275               unsigned short max_vecs)
276 {
277         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
278         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
279         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
280
281         bio->bi_io_vec = table;
282         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
283 }
284 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
285
286 /**
287  * bio_reset - reinitialize a bio
288  * @bio:        bio to reset
289  *
290  * Description:
291  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
292  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
293  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
294  *   comment in struct bio.
295  */
296 void bio_reset(struct bio *bio)
297 {
298         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
299
300         bio_uninit(bio);
301
302         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
303         bio->bi_flags = flags;
304         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
307
308 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
309 {
310         struct bio *parent = bio->bi_private;
311
312         if (!parent->bi_status)
313                 parent->bi_status = bio->bi_status;
314         bio_put(bio);
315         return parent;
316 }
317
318 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
319 {
320         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
321 }
322
323 /**
324  * bio_chain - chain bio completions
325  * @bio: the target bio
326  * @parent: the @bio's parent bio
327  *
328  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
329  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
330  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
331  *
332  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
333  */
334 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
335 {
336         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
337
338         bio->bi_private = parent;
339         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
340         bio_inc_remaining(parent);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
343
344 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
345 {
346         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
347         struct bio *bio;
348
349         while (1) {
350                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
351                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
352                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
353
354                 if (!bio)
355                         break;
356
357                 generic_make_request(bio);
358         }
359 }
360
361 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
362 {
363         struct bio_list punt, nopunt;
364         struct bio *bio;
365
366         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
367                 return;
368         /*
369          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
370          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
371          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
372          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
373          * our own rescuer would be bad.
374          *
375          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
376          * remove from the middle of the list:
377          */
378
379         bio_list_init(&punt);
380         bio_list_init(&nopunt);
381
382         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
383                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
384         current->bio_list[0] = nopunt;
385
386         bio_list_init(&nopunt);
387         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
388                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
389         current->bio_list[1] = nopunt;
390
391         spin_lock(&bs->rescue_lock);
392         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
393         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
394
395         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
396 }
397
398 /**
399  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
400  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
401  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
402  * @bs:         the bio_set to allocate from.
403  *
404  * Description:
405  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
406  *   backed by the @bs's mempool.
407  *
408  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
409  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
410  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
411  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
412  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
413  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
414  *
415  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
416  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
417  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
418  *   stack overflows.
419  *
420  *   This would normally mean allocating multiple bios under
421  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
422  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
423  *   thread.
424  *
425  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
426  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
427  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
428  *   for per bio allocations.
429  *
430  *   RETURNS:
431  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
432  */
433 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
434                              struct bio_set *bs)
435 {
436         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
437         unsigned front_pad;
438         unsigned inline_vecs;
439         struct bio_vec *bvl = NULL;
440         struct bio *bio;
441         void *p;
442
443         if (!bs) {
444                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
445                         return NULL;
446
447                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
448                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
449                             gfp_mask);
450                 front_pad = 0;
451                 inline_vecs = nr_iovecs;
452         } else {
453                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
454                 if (WARN_ON_ONCE(!mempool_initialized(&bs->bvec_pool) &&
455                                  nr_iovecs > 0))
456                         return NULL;
457                 /*
458                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
459                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
460                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
461                  * return.
462                  *
463                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
464                  * multiple bios from the same bio_set() while running
465                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
466                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
467                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
468                  * reserve.
469                  *
470                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
471                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
472                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
473                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
474                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
475                  * we retry with the original gfp_flags.
476                  */
477
478                 if (current->bio_list &&
479                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
480                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
481                     bs->rescue_workqueue)
482                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
483
484                 p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
485                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
486                         punt_bios_to_rescuer(bs);
487                         gfp_mask = saved_gfp;
488                         p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
489                 }
490
491                 front_pad = bs->front_pad;
492                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
493         }
494
495         if (unlikely(!p))
496                 return NULL;
497
498         bio = p + front_pad;
499         bio_init(bio, NULL, 0);
500
501         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
502                 unsigned long idx = 0;
503
504                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
505                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
506                         punt_bios_to_rescuer(bs);
507                         gfp_mask = saved_gfp;
508                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
509                 }
510
511                 if (unlikely(!bvl))
512                         goto err_free;
513
514                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
515         } else if (nr_iovecs) {
516                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
517         }
518
519         bio->bi_pool = bs;
520         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
521         bio->bi_io_vec = bvl;
522         return bio;
523
524 err_free:
525         mempool_free(p, &bs->bio_pool);
526         return NULL;
527 }
528 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
529
530 void zero_fill_bio_iter(struct bio *bio, struct bvec_iter start)
531 {
532         unsigned long flags;
533         struct bio_vec bv;
534         struct bvec_iter iter;
535
536         __bio_for_each_segment(bv, bio, iter, start) {
537                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
538                 memset(data, 0, bv.bv_len);
539                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
540                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
541         }
542 }
543 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio_iter);
544
545 /**
546  * bio_truncate - truncate the bio to small size of @new_size
547  * @bio:        the bio to be truncated
548  * @new_size:   new size for truncating the bio
549  *
550  * Description:
551  *   Truncate the bio to new size of @new_size. If bio_op(bio) is
552  *   REQ_OP_READ, zero the truncated part. This function should only
553  *   be used for handling corner cases, such as bio eod.
554  */
555 void bio_truncate(struct bio *bio, unsigned new_size)
556 {
557         struct bio_vec bv;
558         struct bvec_iter iter;
559         unsigned int done = 0;
560         bool truncated = false;
561
562         if (new_size >= bio->bi_iter.bi_size)
563                 return;
564
565         if (bio_op(bio) != REQ_OP_READ)
566                 goto exit;
567
568         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
569                 if (done + bv.bv_len > new_size) {
570                         unsigned offset;
571
572                         if (!truncated)
573                                 offset = new_size - done;
574                         else
575                                 offset = 0;
576                         zero_user(bv.bv_page, offset, bv.bv_len - offset);
577                         truncated = true;
578                 }
579                 done += bv.bv_len;
580         }
581
582  exit:
583         /*
584          * Don't touch bvec table here and make it really immutable, since
585          * fs bio user has to retrieve all pages via bio_for_each_segment_all
586          * in its .end_bio() callback.
587          *
588          * It is enough to truncate bio by updating .bi_size since we can make
589          * correct bvec with the updated .bi_size for drivers.
590          */
591         bio->bi_iter.bi_size = new_size;
592 }
593
594 /**
595  * guard_bio_eod - truncate a BIO to fit the block device
596  * @bio:        bio to truncate
597  *
598  * This allows us to do IO even on the odd last sectors of a device, even if the
599  * block size is some multiple of the physical sector size.
600  *
601  * We'll just truncate the bio to the size of the device, and clear the end of
602  * the buffer head manually.  Truly out-of-range accesses will turn into actual
603  * I/O errors, this only handles the "we need to be able to do I/O at the final
604  * sector" case.
605  */
606 void guard_bio_eod(struct bio *bio)
607 {
608         sector_t maxsector;
609         struct hd_struct *part;
610
611         rcu_read_lock();
612         part = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
613         if (part)
614                 maxsector = part_nr_sects_read(part);
615         else
616                 maxsector = get_capacity(bio->bi_disk);
617         rcu_read_unlock();
618
619         if (!maxsector)
620                 return;
621
622         /*
623          * If the *whole* IO is past the end of the device,
624          * let it through, and the IO layer will turn it into
625          * an EIO.
626          */
627         if (unlikely(bio->bi_iter.bi_sector >= maxsector))
628                 return;
629
630         maxsector -= bio->bi_iter.bi_sector;
631         if (likely((bio->bi_iter.bi_size >> 9) <= maxsector))
632                 return;
633
634         bio_truncate(bio, maxsector << 9);
635 }
636
637 /**
638  * bio_put - release a reference to a bio
639  * @bio:   bio to release reference to
640  *
641  * Description:
642  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
643  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
644  **/
645 void bio_put(struct bio *bio)
646 {
647         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
648                 bio_free(bio);
649         else {
650                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
651
652                 /*
653                  * last put frees it
654                  */
655                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
656                         bio_free(bio);
657         }
658 }
659 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
660
661 /**
662  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
663  *      @bio: destination bio
664  *      @bio_src: bio to clone
665  *
666  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
667  *      the actual data it points to. Reference count of returned
668  *      bio will be one.
669  *
670  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
671  */
672 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
673 {
674         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
675
676         /*
677          * most users will be overriding ->bi_disk with a new target,
678          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
679          */
680         bio->bi_disk = bio_src->bi_disk;
681         bio->bi_partno = bio_src->bi_partno;
682         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
683         if (bio_flagged(bio_src, BIO_THROTTLED))
684                 bio_set_flag(bio, BIO_THROTTLED);
685         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
686         bio->bi_ioprio = bio_src->bi_ioprio;
687         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
688         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
689         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
690
691         bio_clone_blkg_association(bio, bio_src);
692         blkcg_bio_issue_init(bio);
693 }
694 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
695
696 /**
697  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
698  *      @bio: bio to clone
699  *      @gfp_mask: allocation priority
700  *      @bs: bio_set to allocate from
701  *
702  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
703  */
704 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
705 {
706         struct bio *b;
707
708         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
709         if (!b)
710                 return NULL;
711
712         __bio_clone_fast(b, bio);
713
714         bio_crypt_clone(b, bio, gfp_mask);
715
716         if (bio_integrity(bio)) {
717                 int ret;
718
719                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
720
721                 if (ret < 0) {
722                         bio_put(b);
723                         return NULL;
724                 }
725         }
726
727         return b;
728 }
729 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
730
731 const char *bio_devname(struct bio *bio, char *buf)
732 {
733         return disk_name(bio->bi_disk, bio->bi_partno, buf);
734 }
735 EXPORT_SYMBOL(bio_devname);
736
737 static inline bool page_is_mergeable(const struct bio_vec *bv,
738                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
739                 bool *same_page)
740 {
741         phys_addr_t vec_end_addr = page_to_phys(bv->bv_page) +
742                 bv->bv_offset + bv->bv_len - 1;
743         phys_addr_t page_addr = page_to_phys(page);
744
745         if (vec_end_addr + 1 != page_addr + off)
746                 return false;
747         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(bv, page))
748                 return false;
749
750         *same_page = ((vec_end_addr & PAGE_MASK) == page_addr);
751         if (!*same_page && pfn_to_page(PFN_DOWN(vec_end_addr)) + 1 != page)
752                 return false;
753         return true;
754 }
755
756 /*
757  * Try to merge a page into a segment, while obeying the hardware segment
758  * size limit.  This is not for normal read/write bios, but for passthrough
759  * or Zone Append operations that we can't split.
760  */
761 static bool bio_try_merge_hw_seg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
762                                  struct page *page, unsigned len,
763                                  unsigned offset, bool *same_page)
764 {
765         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
766         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
767         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
768         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(page) + offset + len - 1;
769
770         if ((addr1 | mask) != (addr2 | mask))
771                 return false;
772         if (bv->bv_len + len > queue_max_segment_size(q))
773                 return false;
774         return __bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, same_page);
775 }
776
777 /**
778  * bio_add_hw_page - attempt to add a page to a bio with hw constraints
779  * @q: the target queue
780  * @bio: destination bio
781  * @page: page to add
782  * @len: vec entry length
783  * @offset: vec entry offset
784  * @max_sectors: maximum number of sectors that can be added
785  * @same_page: return if the segment has been merged inside the same page
786  *
787  * Add a page to a bio while respecting the hardware max_sectors, max_segment
788  * and gap limitations.
789  */
790 int bio_add_hw_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
791                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
792                 unsigned int max_sectors, bool *same_page)
793 {
794         struct bio_vec *bvec;
795
796         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
797                 return 0;
798
799         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
800                 return 0;
801
802         if (bio->bi_vcnt > 0) {
803                 if (bio_try_merge_hw_seg(q, bio, page, len, offset, same_page))
804                         return len;
805
806                 /*
807                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this segment
808                  * would create a gap, disallow it.
809                  */
810                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
811                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
812                         return 0;
813         }
814
815         if (bio_full(bio, len))
816                 return 0;
817
818         if (bio->bi_vcnt >= queue_max_segments(q))
819                 return 0;
820
821         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
822         bvec->bv_page = page;
823         bvec->bv_len = len;
824         bvec->bv_offset = offset;
825         bio->bi_vcnt++;
826         bio->bi_iter.bi_size += len;
827         return len;
828 }
829
830 /**
831  * bio_add_pc_page      - attempt to add page to passthrough bio
832  * @q: the target queue
833  * @bio: destination bio
834  * @page: page to add
835  * @len: vec entry length
836  * @offset: vec entry offset
837  *
838  * Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
839  * number of reasons, such as the bio being full or target block device
840  * limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
841  * so it is always possible to add a single page to an empty bio.
842  *
843  * This should only be used by passthrough bios.
844  */
845 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
846                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
847 {
848         bool same_page = false;
849         return bio_add_hw_page(q, bio, page, len, offset,
850                         queue_max_hw_sectors(q), &same_page);
851 }
852 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
853
854 /**
855  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
856  * @bio: destination bio
857  * @page: start page to add
858  * @len: length of the data to add
859  * @off: offset of the data relative to @page
860  * @same_page: return if the segment has been merged inside the same page
861  *
862  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
863  * a useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
864  * page size.
865  *
866  * Warn if (@len, @off) crosses pages in case that @same_page is true.
867  *
868  * Return %true on success or %false on failure.
869  */
870 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
871                 unsigned int len, unsigned int off, bool *same_page)
872 {
873         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
874                 return false;
875
876         if (bio->bi_vcnt > 0) {
877                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
878
879                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
880                         if (bio->bi_iter.bi_size > UINT_MAX - len)
881                                 return false;
882                         bv->bv_len += len;
883                         bio->bi_iter.bi_size += len;
884                         return true;
885                 }
886         }
887         return false;
888 }
889 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
890
891 /**
892  * __bio_add_page - add page(s) to a bio in a new segment
893  * @bio: destination bio
894  * @page: start page to add
895  * @len: length of the data to add, may cross pages
896  * @off: offset of the data relative to @page, may cross pages
897  *
898  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
899  * that @bio has space for another bvec.
900  */
901 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
902                 unsigned int len, unsigned int off)
903 {
904         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
905
906         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
907         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len));
908
909         bv->bv_page = page;
910         bv->bv_offset = off;
911         bv->bv_len = len;
912
913         bio->bi_iter.bi_size += len;
914         bio->bi_vcnt++;
915
916         if (!bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET) && unlikely(PageWorkingset(page)))
917                 bio_set_flag(bio, BIO_WORKINGSET);
918 }
919 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_add_page);
920
921 /**
922  *      bio_add_page    -       attempt to add page(s) to bio
923  *      @bio: destination bio
924  *      @page: start page to add
925  *      @len: vec entry length, may cross pages
926  *      @offset: vec entry offset relative to @page, may cross pages
927  *
928  *      Attempt to add page(s) to the bio_vec maplist. This will only fail
929  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
930  */
931 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
932                  unsigned int len, unsigned int offset)
933 {
934         bool same_page = false;
935
936         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
937                 if (bio_full(bio, len))
938                         return 0;
939                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
940         }
941         return len;
942 }
943 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
944
945 void bio_release_pages(struct bio *bio, bool mark_dirty)
946 {
947         struct bvec_iter_all iter_all;
948         struct bio_vec *bvec;
949
950         if (bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
951                 return;
952
953         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
954                 if (mark_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
955                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
956                 put_page(bvec->bv_page);
957         }
958 }
959 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_release_pages);
960
961 static int __bio_iov_bvec_add_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
962 {
963         const struct bio_vec *bv = iter->bvec;
964         unsigned int len;
965         size_t size;
966
967         if (WARN_ON_ONCE(iter->iov_offset > bv->bv_len))
968                 return -EINVAL;
969
970         len = min_t(size_t, bv->bv_len - iter->iov_offset, iter->count);
971         size = bio_add_page(bio, bv->bv_page, len,
972                                 bv->bv_offset + iter->iov_offset);
973         if (unlikely(size != len))
974                 return -EINVAL;
975         iov_iter_advance(iter, size);
976         return 0;
977 }
978
979 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
980
981 /**
982  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
983  * @bio: bio to add pages to
984  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
985  *
986  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
987  * pages will have to be released using put_page() when done.
988  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
989  * the next non-empty segment of the iov iterator.
990  */
991 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
992 {
993         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
994         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
995         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
996         struct page **pages = (struct page **)bv;
997         bool same_page = false;
998         ssize_t size, left;
999         unsigned len, i;
1000         size_t offset;
1001
1002         /*
1003          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
1004          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
1005          * without overwriting the temporary page array.
1006         */
1007         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
1008         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
1009
1010         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
1011         if (unlikely(size <= 0))
1012                 return size ? size : -EFAULT;
1013
1014         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
1015                 struct page *page = pages[i];
1016
1017                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
1018
1019                 if (__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
1020                         if (same_page)
1021                                 put_page(page);
1022                 } else {
1023                         if (WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len)))
1024                                 return -EINVAL;
1025                         __bio_add_page(bio, page, len, offset);
1026                 }
1027                 offset = 0;
1028         }
1029
1030         iov_iter_advance(iter, size);
1031         return 0;
1032 }
1033
1034 static int __bio_iov_append_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1035 {
1036         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
1037         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
1038         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1039         unsigned int max_append_sectors = queue_max_zone_append_sectors(q);
1040         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
1041         struct page **pages = (struct page **)bv;
1042         ssize_t size, left;
1043         unsigned len, i;
1044         size_t offset;
1045
1046         if (WARN_ON_ONCE(!max_append_sectors))
1047                 return 0;
1048
1049         /*
1050          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
1051          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
1052          * without overwriting the temporary page array.
1053          */
1054         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
1055         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
1056
1057         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
1058         if (unlikely(size <= 0))
1059                 return size ? size : -EFAULT;
1060
1061         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
1062                 struct page *page = pages[i];
1063                 bool same_page = false;
1064
1065                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
1066                 if (bio_add_hw_page(q, bio, page, len, offset,
1067                                 max_append_sectors, &same_page) != len)
1068                         return -EINVAL;
1069                 if (same_page)
1070                         put_page(page);
1071                 offset = 0;
1072         }
1073
1074         iov_iter_advance(iter, size);
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 /**
1079  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
1080  * @bio: bio to add pages to
1081  * @iter: iov iterator describing the region to be added
1082  *
1083  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
1084  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
1085  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
1086  * pages. If we're adding kernel pages, and the caller told us it's safe to
1087  * do so, we just have to add the pages to the bio directly. We don't grab an
1088  * extra reference to those pages (the user should already have that), and we
1089  * don't put the page on IO completion. The caller needs to check if the bio is
1090  * flagged BIO_NO_PAGE_REF on IO completion. If it isn't, then pages should be
1091  * released.
1092  *
1093  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
1094  * fit into the bio, or are requested in *iter, whatever is smaller. If
1095  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
1096  * is returned only if 0 pages could be pinned.
1097  */
1098 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1099 {
1100         const bool is_bvec = iov_iter_is_bvec(iter);
1101         int ret;
1102
1103         if (WARN_ON_ONCE(bio->bi_vcnt))
1104                 return -EINVAL;
1105
1106         do {
1107                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1108                         if (WARN_ON_ONCE(is_bvec))
1109                                 return -EINVAL;
1110                         ret = __bio_iov_append_get_pages(bio, iter);
1111                 } else {
1112                         if (is_bvec)
1113                                 ret = __bio_iov_bvec_add_pages(bio, iter);
1114                         else
1115                                 ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
1116                 }
1117         } while (!ret && iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio, 0));
1118
1119         if (is_bvec)
1120                 bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
1121         return bio->bi_vcnt ? 0 : ret;
1122 }
1123 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_iov_iter_get_pages);
1124
1125 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
1126 {
1127         complete(bio->bi_private);
1128 }
1129
1130 /**
1131  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
1132  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1133  *
1134  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
1135  * bio_endio() on failure.
1136  *
1137  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
1138  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
1139  * on his own.
1140  */
1141 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1142 {
1143         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
1144         unsigned long hang_check;
1145
1146         bio->bi_private = &done;
1147         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1148         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1149         submit_bio(bio);
1150
1151         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1152         hang_check = sysctl_hung_task_timeout_secs;
1153         if (hang_check)
1154                 while (!wait_for_completion_io_timeout(&done,
1155                                         hang_check * (HZ/2)))
1156                         ;
1157         else
1158                 wait_for_completion_io(&done);
1159
1160         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1161 }
1162 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1163
1164 /**
1165  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1166  * @bio:        bio to advance
1167  * @bytes:      number of bytes to complete
1168  *
1169  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1170  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1171  * be updated on the last bvec as well.
1172  *
1173  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1174  */
1175 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1176 {
1177         if (bio_integrity(bio))
1178                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1179
1180         bio_crypt_advance(bio, bytes);
1181         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1182 }
1183 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1184
1185 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1186                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1187 {
1188         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1189         void *src_p, *dst_p;
1190         unsigned bytes;
1191
1192         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1193                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1194                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1195
1196                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1197
1198                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1199                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1200
1201                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1202                        src_p + src_bv.bv_offset,
1203                        bytes);
1204
1205                 kunmap_atomic(dst_p);
1206                 kunmap_atomic(src_p);
1207
1208                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1209
1210                 bio_advance_iter(src, src_iter, bytes);
1211                 bio_advance_iter(dst, dst_iter, bytes);
1212         }
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1215
1216 /**
1217  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1218  * @src: source bio
1219  * @dst: destination bio
1220  *
1221  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1222  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1223  */
1224 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1225 {
1226         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1227         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1228
1229         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1230 }
1231 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1232
1233 /**
1234  * bio_list_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1235  * another
1236  * @src: source bio list
1237  * @dst: destination bio list
1238  *
1239  * Stops when it reaches the end of either the @src list or @dst list - that is,
1240  * copies min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of
1241  * bios).
1242  */
1243 void bio_list_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1244 {
1245         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1246         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1247
1248         while (1) {
1249                 if (!src_iter.bi_size) {
1250                         src = src->bi_next;
1251                         if (!src)
1252                                 break;
1253
1254                         src_iter = src->bi_iter;
1255                 }
1256
1257                 if (!dst_iter.bi_size) {
1258                         dst = dst->bi_next;
1259                         if (!dst)
1260                                 break;
1261
1262                         dst_iter = dst->bi_iter;
1263                 }
1264
1265                 bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1266         }
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL(bio_list_copy_data);
1269
1270 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1271 {
1272         struct bio_vec *bvec;
1273         struct bvec_iter_all iter_all;
1274
1275         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1276                 __free_page(bvec->bv_page);
1277 }
1278 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1279
1280 /*
1281  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1282  * for performing direct-IO in BIOs.
1283  *
1284  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1285  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1286  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1287  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1288  * in process context.
1289  *
1290  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1291  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1292  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1293  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1294  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1295  *
1296  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1297  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1298  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1299  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1300  * pagecache.
1301  *
1302  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1303  * deferred bio dirtying paths.
1304  */
1305
1306 /*
1307  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1308  */
1309 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1310 {
1311         struct bio_vec *bvec;
1312         struct bvec_iter_all iter_all;
1313
1314         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1315                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1316                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1317         }
1318 }
1319
1320 /*
1321  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1322  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1323  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1324  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1325  *
1326  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1327  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1328  * bio_put() against the BIO.
1329  */
1330
1331 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1332
1333 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1334 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1335 static struct bio *bio_dirty_list;
1336
1337 /*
1338  * This runs in process context
1339  */
1340 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1341 {
1342         struct bio *bio, *next;
1343
1344         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1345         next = bio_dirty_list;
1346         bio_dirty_list = NULL;
1347         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1348
1349         while ((bio = next) != NULL) {
1350                 next = bio->bi_private;
1351
1352                 bio_release_pages(bio, true);
1353                 bio_put(bio);
1354         }
1355 }
1356
1357 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1358 {
1359         struct bio_vec *bvec;
1360         unsigned long flags;
1361         struct bvec_iter_all iter_all;
1362
1363         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1364                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1365                         goto defer;
1366         }
1367
1368         bio_release_pages(bio, false);
1369         bio_put(bio);
1370         return;
1371 defer:
1372         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1373         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1374         bio_dirty_list = bio;
1375         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1376         schedule_work(&bio_dirty_work);
1377 }
1378
1379 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1380 {
1381         /*
1382          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1383          * we always end io on the first invocation.
1384          */
1385         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1386                 return true;
1387
1388         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1389
1390         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1391                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1392                 return true;
1393         }
1394
1395         return false;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * bio_endio - end I/O on a bio
1400  * @bio:        bio
1401  *
1402  * Description:
1403  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1404  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1405  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1406  *
1407  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1408  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1409  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1410  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1411  **/
1412 void bio_endio(struct bio *bio)
1413 {
1414 again:
1415         if (!bio_remaining_done(bio))
1416                 return;
1417         if (!bio_integrity_endio(bio))
1418                 return;
1419
1420         if (bio->bi_disk)
1421                 rq_qos_done_bio(bio->bi_disk->queue, bio);
1422
1423         /*
1424          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1425          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1426          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1427          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1428          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1429          * gcc's sibling call optimization.
1430          */
1431         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1432                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1433                 goto again;
1434         }
1435
1436         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1437                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio);
1438                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1439         }
1440
1441         blk_throtl_bio_endio(bio);
1442         /* release cgroup info */
1443         bio_uninit(bio);
1444         if (bio->bi_end_io)
1445                 bio->bi_end_io(bio);
1446 }
1447 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1448
1449 /**
1450  * bio_split - split a bio
1451  * @bio:        bio to split
1452  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1453  * @gfp:        gfp mask
1454  * @bs:         bio set to allocate from
1455  *
1456  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1457  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1458  *
1459  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1460  * to @bio's bi_io_vec. It is the caller's responsibility to ensure that
1461  * neither @bio nor @bs are freed before the split bio.
1462  */
1463 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1464                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1465 {
1466         struct bio *split;
1467
1468         BUG_ON(sectors <= 0);
1469         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1470
1471         /* Zone append commands cannot be split */
1472         if (WARN_ON_ONCE(bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND))
1473                 return NULL;
1474
1475         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1476         if (!split)
1477                 return NULL;
1478
1479         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1480
1481         if (bio_integrity(split))
1482                 bio_integrity_trim(split);
1483
1484         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1485
1486         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1487                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1488
1489         return split;
1490 }
1491 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1492
1493 /**
1494  * bio_trim - trim a bio
1495  * @bio:        bio to trim
1496  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1497  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1498  */
1499 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1500 {
1501         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1502          * the given offset and size.
1503          */
1504
1505         size <<= 9;
1506         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1507                 return;
1508
1509         bio_advance(bio, offset << 9);
1510         bio->bi_iter.bi_size = size;
1511
1512         if (bio_integrity(bio))
1513                 bio_integrity_trim(bio);
1514
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1517
1518 /*
1519  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1520  * use the global biovec slabs created for general use.
1521  */
1522 int biovec_init_pool(mempool_t *pool, int pool_entries)
1523 {
1524         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1525
1526         return mempool_init_slab_pool(pool, pool_entries, bp->slab);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * bioset_exit - exit a bioset initialized with bioset_init()
1531  *
1532  * May be called on a zeroed but uninitialized bioset (i.e. allocated with
1533  * kzalloc()).
1534  */
1535 void bioset_exit(struct bio_set *bs)
1536 {
1537         if (bs->rescue_workqueue)
1538                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1539         bs->rescue_workqueue = NULL;
1540
1541         mempool_exit(&bs->bio_pool);
1542         mempool_exit(&bs->bvec_pool);
1543
1544         bioset_integrity_free(bs);
1545         if (bs->bio_slab)
1546                 bio_put_slab(bs);
1547         bs->bio_slab = NULL;
1548 }
1549 EXPORT_SYMBOL(bioset_exit);
1550
1551 /**
1552  * bioset_init - Initialize a bio_set
1553  * @bs:         pool to initialize
1554  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1555  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1556  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1557  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1558  *
1559  * Description:
1560  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1561  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1562  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1563  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1564  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1565  *    or things will break badly.
1566  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1567  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1568  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1569  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1570  *
1571  */
1572 int bioset_init(struct bio_set *bs,
1573                 unsigned int pool_size,
1574                 unsigned int front_pad,
1575                 int flags)
1576 {
1577         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1578
1579         bs->front_pad = front_pad;
1580
1581         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1582         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1583         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1584
1585         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1586         if (!bs->bio_slab)
1587                 return -ENOMEM;
1588
1589         if (mempool_init_slab_pool(&bs->bio_pool, pool_size, bs->bio_slab))
1590                 goto bad;
1591
1592         if ((flags & BIOSET_NEED_BVECS) &&
1593             biovec_init_pool(&bs->bvec_pool, pool_size))
1594                 goto bad;
1595
1596         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
1597                 return 0;
1598
1599         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1600         if (!bs->rescue_workqueue)
1601                 goto bad;
1602
1603         return 0;
1604 bad:
1605         bioset_exit(bs);
1606         return -ENOMEM;
1607 }
1608 EXPORT_SYMBOL(bioset_init);
1609
1610 /*
1611  * Initialize and setup a new bio_set, based on the settings from
1612  * another bio_set.
1613  */
1614 int bioset_init_from_src(struct bio_set *bs, struct bio_set *src)
1615 {
1616         int flags;
1617
1618         flags = 0;
1619         if (src->bvec_pool.min_nr)
1620                 flags |= BIOSET_NEED_BVECS;
1621         if (src->rescue_workqueue)
1622                 flags |= BIOSET_NEED_RESCUER;
1623
1624         return bioset_init(bs, src->bio_pool.min_nr, src->front_pad, flags);
1625 }
1626 EXPORT_SYMBOL(bioset_init_from_src);
1627
1628 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1629
1630 /**
1631  * bio_disassociate_blkg - puts back the blkg reference if associated
1632  * @bio: target bio
1633  *
1634  * Helper to disassociate the blkg from @bio if a blkg is associated.
1635  */
1636 void bio_disassociate_blkg(struct bio *bio)
1637 {
1638         if (bio->bi_blkg) {
1639                 blkg_put(bio->bi_blkg);
1640                 bio->bi_blkg = NULL;
1641         }
1642 }
1643 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_disassociate_blkg);
1644
1645 /**
1646  * __bio_associate_blkg - associate a bio with the a blkg
1647  * @bio: target bio
1648  * @blkg: the blkg to associate
1649  *
1650  * This tries to associate @bio with the specified @blkg.  Association failure
1651  * is handled by walking up the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can
1652  * be anything between @blkg and the root_blkg.  This situation only happens
1653  * when a cgroup is dying and then the remaining bios will spill to the closest
1654  * alive blkg.
1655  *
1656  * A reference will be taken on the @blkg and will be released when @bio is
1657  * freed.
1658  */
1659 static void __bio_associate_blkg(struct bio *bio, struct blkcg_gq *blkg)
1660 {
1661         bio_disassociate_blkg(bio);
1662
1663         bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(blkg);
1664 }
1665
1666 /**
1667  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
1668  * @bio: target bio
1669  * @css: target css
1670  *
1671  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
1672  * request_queue of the @bio.  This falls back to the queue's root_blkg if
1673  * the association fails with the css.
1674  */
1675 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
1676                                  struct cgroup_subsys_state *css)
1677 {
1678         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1679         struct blkcg_gq *blkg;
1680
1681         rcu_read_lock();
1682
1683         if (!css || !css->parent)
1684                 blkg = q->root_blkg;
1685         else
1686                 blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), q);
1687
1688         __bio_associate_blkg(bio, blkg);
1689
1690         rcu_read_unlock();
1691 }
1692 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
1693
1694 #ifdef CONFIG_MEMCG
1695 /**
1696  * bio_associate_blkg_from_page - associate a bio with the page's blkg
1697  * @bio: target bio
1698  * @page: the page to lookup the blkcg from
1699  *
1700  * Associate @bio with the blkg from @page's owning memcg and the respective
1701  * request_queue.  If cgroup_e_css returns %NULL, fall back to the queue's
1702  * root_blkg.
1703  */
1704 void bio_associate_blkg_from_page(struct bio *bio, struct page *page)
1705 {
1706         struct cgroup_subsys_state *css;
1707
1708         if (!page->mem_cgroup)
1709                 return;
1710
1711         rcu_read_lock();
1712
1713         css = cgroup_e_css(page->mem_cgroup->css.cgroup, &io_cgrp_subsys);
1714         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
1715
1716         rcu_read_unlock();
1717 }
1718 #endif /* CONFIG_MEMCG */
1719
1720 /**
1721  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
1722  * @bio: target bio
1723  *
1724  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
1725  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
1726  * already associated, the css is reused and association redone as the
1727  * request_queue may have changed.
1728  */
1729 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
1730 {
1731         struct cgroup_subsys_state *css;
1732
1733         rcu_read_lock();
1734
1735         if (bio->bi_blkg)
1736                 css = &bio_blkcg(bio)->css;
1737         else
1738                 css = blkcg_css();
1739
1740         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
1741
1742         rcu_read_unlock();
1743 }
1744 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
1745
1746 /**
1747  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
1748  * @dst: destination bio
1749  * @src: source bio
1750  */
1751 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
1752 {
1753         rcu_read_lock();
1754
1755         if (src->bi_blkg)
1756                 __bio_associate_blkg(dst, src->bi_blkg);
1757
1758         rcu_read_unlock();
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
1761 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
1762
1763 static void __init biovec_init_slabs(void)
1764 {
1765         int i;
1766
1767         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
1768                 int size;
1769                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1770
1771                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
1772                         bvs->slab = NULL;
1773                         continue;
1774                 }
1775
1776                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
1777                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
1778                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
1779         }
1780 }
1781
1782 static int __init init_bio(void)
1783 {
1784         bio_slab_max = 2;
1785         bio_slab_nr = 0;
1786         bio_slabs = kcalloc(bio_slab_max, sizeof(struct bio_slab),
1787                             GFP_KERNEL);
1788
1789         BUILD_BUG_ON(BIO_FLAG_LAST > BVEC_POOL_OFFSET);
1790
1791         if (!bio_slabs)
1792                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1793
1794         bio_integrity_init();
1795         biovec_init_slabs();
1796
1797         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
1798                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1799
1800         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
1801                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
1802
1803         return 0;
1804 }
1805 subsys_initcall(init_bio);