block: Prevent hung_check firing during long sync IO
[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
22 #include <trace/events/block.h>
23 #include "blk.h"
24 #include "blk-rq-qos.h"
25
26 /*
27  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
28  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
29  */
30 #define BIO_INLINE_VECS         4
31
32 /*
33  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
34  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
35  * unsigned short
36  */
37 #define BV(x, n) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"#n }
38 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
39         BV(1, 1), BV(4, 4), BV(16, 16), BV(64, 64), BV(128, 128), BV(BIO_MAX_PAGES, max),
40 };
41 #undef BV
42
43 /*
44  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
45  * IO code that does not need private memory pools.
46  */
47 struct bio_set fs_bio_set;
48 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
49
50 /*
51  * Our slab pool management
52  */
53 struct bio_slab {
54         struct kmem_cache *slab;
55         unsigned int slab_ref;
56         unsigned int slab_size;
57         char name[8];
58 };
59 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
60 static struct bio_slab *bio_slabs;
61 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
62
63 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
64 {
65         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
66         struct kmem_cache *slab = NULL;
67         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
68         unsigned int new_bio_slab_max;
69         unsigned int i, entry = -1;
70
71         mutex_lock(&bio_slab_lock);
72
73         i = 0;
74         while (i < bio_slab_nr) {
75                 bslab = &bio_slabs[i];
76
77                 if (!bslab->slab && entry == -1)
78                         entry = i;
79                 else if (bslab->slab_size == sz) {
80                         slab = bslab->slab;
81                         bslab->slab_ref++;
82                         break;
83                 }
84                 i++;
85         }
86
87         if (slab)
88                 goto out_unlock;
89
90         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
91                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
92                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
93                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
94                                          GFP_KERNEL);
95                 if (!new_bio_slabs)
96                         goto out_unlock;
97                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
98                 bio_slabs = new_bio_slabs;
99         }
100         if (entry == -1)
101                 entry = bio_slab_nr++;
102
103         bslab = &bio_slabs[entry];
104
105         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
106         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
107                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
108         if (!slab)
109                 goto out_unlock;
110
111         bslab->slab = slab;
112         bslab->slab_ref = 1;
113         bslab->slab_size = sz;
114 out_unlock:
115         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
116         return slab;
117 }
118
119 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
120 {
121         struct bio_slab *bslab = NULL;
122         unsigned int i;
123
124         mutex_lock(&bio_slab_lock);
125
126         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
127                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
128                         bslab = &bio_slabs[i];
129                         break;
130                 }
131         }
132
133         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
134                 goto out;
135
136         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
137
138         if (--bslab->slab_ref)
139                 goto out;
140
141         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
142         bslab->slab = NULL;
143
144 out:
145         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
146 }
147
148 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
149 {
150         return bvec_slabs[--idx].nr_vecs;
151 }
152
153 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
154 {
155         if (!idx)
156                 return;
157         idx--;
158
159         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
160
161         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
162                 mempool_free(bv, pool);
163         } else {
164                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
165
166                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
167         }
168 }
169
170 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
171                            mempool_t *pool)
172 {
173         struct bio_vec *bvl;
174
175         /*
176          * see comment near bvec_array define!
177          */
178         switch (nr) {
179         case 1:
180                 *idx = 0;
181                 break;
182         case 2 ... 4:
183                 *idx = 1;
184                 break;
185         case 5 ... 16:
186                 *idx = 2;
187                 break;
188         case 17 ... 64:
189                 *idx = 3;
190                 break;
191         case 65 ... 128:
192                 *idx = 4;
193                 break;
194         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
195                 *idx = 5;
196                 break;
197         default:
198                 return NULL;
199         }
200
201         /*
202          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
203          * 1-vec entry pool is mempool backed.
204          */
205         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
206 fallback:
207                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
208         } else {
209                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
210                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
211
212                 /*
213                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
214                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
215                  * in case of failure.
216                  */
217                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
218
219                 /*
220                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
221                  * is set, retry with the 1-entry mempool
222                  */
223                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
224                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
225                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
226                         goto fallback;
227                 }
228         }
229
230         (*idx)++;
231         return bvl;
232 }
233
234 void bio_uninit(struct bio *bio)
235 {
236         bio_disassociate_blkg(bio);
237
238         if (bio_integrity(bio))
239                 bio_integrity_free(bio);
240 }
241 EXPORT_SYMBOL(bio_uninit);
242
243 static void bio_free(struct bio *bio)
244 {
245         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
246         void *p;
247
248         bio_uninit(bio);
249
250         if (bs) {
251                 bvec_free(&bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
252
253                 /*
254                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
255                  */
256                 p = bio;
257                 p -= bs->front_pad;
258
259                 mempool_free(p, &bs->bio_pool);
260         } else {
261                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
262                 kfree(bio);
263         }
264 }
265
266 /*
267  * Users of this function have their own bio allocation. Subsequently,
268  * they must remember to pair any call to bio_init() with bio_uninit()
269  * when IO has completed, or when the bio is released.
270  */
271 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
272               unsigned short max_vecs)
273 {
274         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
275         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
276         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
277
278         bio->bi_io_vec = table;
279         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
280 }
281 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
282
283 /**
284  * bio_reset - reinitialize a bio
285  * @bio:        bio to reset
286  *
287  * Description:
288  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
289  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
290  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
291  *   comment in struct bio.
292  */
293 void bio_reset(struct bio *bio)
294 {
295         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
296
297         bio_uninit(bio);
298
299         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
300         bio->bi_flags = flags;
301         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
302 }
303 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
304
305 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
306 {
307         struct bio *parent = bio->bi_private;
308
309         if (!parent->bi_status)
310                 parent->bi_status = bio->bi_status;
311         bio_put(bio);
312         return parent;
313 }
314
315 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
316 {
317         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
318 }
319
320 /**
321  * bio_chain - chain bio completions
322  * @bio: the target bio
323  * @parent: the @bio's parent bio
324  *
325  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
326  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
327  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
328  *
329  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
330  */
331 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
332 {
333         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
334
335         bio->bi_private = parent;
336         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
337         bio_inc_remaining(parent);
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
340
341 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
342 {
343         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
344         struct bio *bio;
345
346         while (1) {
347                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
348                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
349                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
350
351                 if (!bio)
352                         break;
353
354                 generic_make_request(bio);
355         }
356 }
357
358 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
359 {
360         struct bio_list punt, nopunt;
361         struct bio *bio;
362
363         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
364                 return;
365         /*
366          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
367          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
368          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
369          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
370          * our own rescuer would be bad.
371          *
372          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
373          * remove from the middle of the list:
374          */
375
376         bio_list_init(&punt);
377         bio_list_init(&nopunt);
378
379         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
380                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
381         current->bio_list[0] = nopunt;
382
383         bio_list_init(&nopunt);
384         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
385                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
386         current->bio_list[1] = nopunt;
387
388         spin_lock(&bs->rescue_lock);
389         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
390         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
391
392         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
393 }
394
395 /**
396  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
397  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
398  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
399  * @bs:         the bio_set to allocate from.
400  *
401  * Description:
402  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
403  *   backed by the @bs's mempool.
404  *
405  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
406  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
407  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
408  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
409  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
410  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
411  *
412  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
413  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
414  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
415  *   stack overflows.
416  *
417  *   This would normally mean allocating multiple bios under
418  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
419  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
420  *   thread.
421  *
422  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
423  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
424  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
425  *   for per bio allocations.
426  *
427  *   RETURNS:
428  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
429  */
430 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
431                              struct bio_set *bs)
432 {
433         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
434         unsigned front_pad;
435         unsigned inline_vecs;
436         struct bio_vec *bvl = NULL;
437         struct bio *bio;
438         void *p;
439
440         if (!bs) {
441                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
442                         return NULL;
443
444                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
445                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
446                             gfp_mask);
447                 front_pad = 0;
448                 inline_vecs = nr_iovecs;
449         } else {
450                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
451                 if (WARN_ON_ONCE(!mempool_initialized(&bs->bvec_pool) &&
452                                  nr_iovecs > 0))
453                         return NULL;
454                 /*
455                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
456                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
457                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
458                  * return.
459                  *
460                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
461                  * multiple bios from the same bio_set() while running
462                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
463                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
464                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
465                  * reserve.
466                  *
467                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
468                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
469                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
470                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
471                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
472                  * we retry with the original gfp_flags.
473                  */
474
475                 if (current->bio_list &&
476                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
477                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
478                     bs->rescue_workqueue)
479                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
480
481                 p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
482                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
483                         punt_bios_to_rescuer(bs);
484                         gfp_mask = saved_gfp;
485                         p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
486                 }
487
488                 front_pad = bs->front_pad;
489                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
490         }
491
492         if (unlikely(!p))
493                 return NULL;
494
495         bio = p + front_pad;
496         bio_init(bio, NULL, 0);
497
498         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
499                 unsigned long idx = 0;
500
501                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
502                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
503                         punt_bios_to_rescuer(bs);
504                         gfp_mask = saved_gfp;
505                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
506                 }
507
508                 if (unlikely(!bvl))
509                         goto err_free;
510
511                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
512         } else if (nr_iovecs) {
513                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
514         }
515
516         bio->bi_pool = bs;
517         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
518         bio->bi_io_vec = bvl;
519         return bio;
520
521 err_free:
522         mempool_free(p, &bs->bio_pool);
523         return NULL;
524 }
525 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
526
527 void zero_fill_bio_iter(struct bio *bio, struct bvec_iter start)
528 {
529         unsigned long flags;
530         struct bio_vec bv;
531         struct bvec_iter iter;
532
533         __bio_for_each_segment(bv, bio, iter, start) {
534                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
535                 memset(data, 0, bv.bv_len);
536                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
537                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
538         }
539 }
540 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio_iter);
541
542 /**
543  * bio_truncate - truncate the bio to small size of @new_size
544  * @bio:        the bio to be truncated
545  * @new_size:   new size for truncating the bio
546  *
547  * Description:
548  *   Truncate the bio to new size of @new_size. If bio_op(bio) is
549  *   REQ_OP_READ, zero the truncated part. This function should only
550  *   be used for handling corner cases, such as bio eod.
551  */
552 void bio_truncate(struct bio *bio, unsigned new_size)
553 {
554         struct bio_vec bv;
555         struct bvec_iter iter;
556         unsigned int done = 0;
557         bool truncated = false;
558
559         if (new_size >= bio->bi_iter.bi_size)
560                 return;
561
562         if (bio_op(bio) != REQ_OP_READ)
563                 goto exit;
564
565         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
566                 if (done + bv.bv_len > new_size) {
567                         unsigned offset;
568
569                         if (!truncated)
570                                 offset = new_size - done;
571                         else
572                                 offset = 0;
573                         zero_user(bv.bv_page, offset, bv.bv_len - offset);
574                         truncated = true;
575                 }
576                 done += bv.bv_len;
577         }
578
579  exit:
580         /*
581          * Don't touch bvec table here and make it really immutable, since
582          * fs bio user has to retrieve all pages via bio_for_each_segment_all
583          * in its .end_bio() callback.
584          *
585          * It is enough to truncate bio by updating .bi_size since we can make
586          * correct bvec with the updated .bi_size for drivers.
587          */
588         bio->bi_iter.bi_size = new_size;
589 }
590
591 /**
592  * bio_put - release a reference to a bio
593  * @bio:   bio to release reference to
594  *
595  * Description:
596  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
597  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
598  **/
599 void bio_put(struct bio *bio)
600 {
601         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
602                 bio_free(bio);
603         else {
604                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
605
606                 /*
607                  * last put frees it
608                  */
609                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
610                         bio_free(bio);
611         }
612 }
613 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
614
615 /**
616  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
617  *      @bio: destination bio
618  *      @bio_src: bio to clone
619  *
620  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
621  *      the actual data it points to. Reference count of returned
622  *      bio will be one.
623  *
624  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
625  */
626 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
627 {
628         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
629
630         /*
631          * most users will be overriding ->bi_disk with a new target,
632          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
633          */
634         bio->bi_disk = bio_src->bi_disk;
635         bio->bi_partno = bio_src->bi_partno;
636         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
637         if (bio_flagged(bio_src, BIO_THROTTLED))
638                 bio_set_flag(bio, BIO_THROTTLED);
639         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
640         bio->bi_ioprio = bio_src->bi_ioprio;
641         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
642         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
643         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
644
645         bio_clone_blkg_association(bio, bio_src);
646         blkcg_bio_issue_init(bio);
647 }
648 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
649
650 /**
651  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
652  *      @bio: bio to clone
653  *      @gfp_mask: allocation priority
654  *      @bs: bio_set to allocate from
655  *
656  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
657  */
658 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
659 {
660         struct bio *b;
661
662         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
663         if (!b)
664                 return NULL;
665
666         __bio_clone_fast(b, bio);
667
668         if (bio_integrity(bio)) {
669                 int ret;
670
671                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
672
673                 if (ret < 0) {
674                         bio_put(b);
675                         return NULL;
676                 }
677         }
678
679         return b;
680 }
681 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
682
683 static inline bool page_is_mergeable(const struct bio_vec *bv,
684                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
685                 bool *same_page)
686 {
687         phys_addr_t vec_end_addr = page_to_phys(bv->bv_page) +
688                 bv->bv_offset + bv->bv_len - 1;
689         phys_addr_t page_addr = page_to_phys(page);
690
691         if (vec_end_addr + 1 != page_addr + off)
692                 return false;
693         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(bv, page))
694                 return false;
695
696         *same_page = ((vec_end_addr & PAGE_MASK) == page_addr);
697         if (!*same_page && pfn_to_page(PFN_DOWN(vec_end_addr)) + 1 != page)
698                 return false;
699         return true;
700 }
701
702 static bool bio_try_merge_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
703                 struct page *page, unsigned len, unsigned offset,
704                 bool *same_page)
705 {
706         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
707         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
708         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
709         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(page) + offset + len - 1;
710
711         if ((addr1 | mask) != (addr2 | mask))
712                 return false;
713         if (bv->bv_len + len > queue_max_segment_size(q))
714                 return false;
715         return __bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, same_page);
716 }
717
718 /**
719  *      __bio_add_pc_page       - attempt to add page to passthrough bio
720  *      @q: the target queue
721  *      @bio: destination bio
722  *      @page: page to add
723  *      @len: vec entry length
724  *      @offset: vec entry offset
725  *      @same_page: return if the merge happen inside the same page
726  *
727  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
728  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
729  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
730  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
731  *
732  *      This should only be used by passthrough bios.
733  */
734 static int __bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
735                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
736                 bool *same_page)
737 {
738         struct bio_vec *bvec;
739
740         /*
741          * cloned bio must not modify vec list
742          */
743         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
744                 return 0;
745
746         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
747                 return 0;
748
749         if (bio->bi_vcnt > 0) {
750                 if (bio_try_merge_pc_page(q, bio, page, len, offset, same_page))
751                         return len;
752
753                 /*
754                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this segment
755                  * would create a gap, disallow it.
756                  */
757                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
758                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
759                         return 0;
760         }
761
762         if (bio_full(bio, len))
763                 return 0;
764
765         if (bio->bi_vcnt >= queue_max_segments(q))
766                 return 0;
767
768         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
769         bvec->bv_page = page;
770         bvec->bv_len = len;
771         bvec->bv_offset = offset;
772         bio->bi_vcnt++;
773         bio->bi_iter.bi_size += len;
774         return len;
775 }
776
777 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
778                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
779 {
780         bool same_page = false;
781         return __bio_add_pc_page(q, bio, page, len, offset, &same_page);
782 }
783 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
784
785 /**
786  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
787  * @bio: destination bio
788  * @page: start page to add
789  * @len: length of the data to add
790  * @off: offset of the data relative to @page
791  * @same_page: return if the segment has been merged inside the same page
792  *
793  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
794  * a useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
795  * page size.
796  *
797  * Warn if (@len, @off) crosses pages in case that @same_page is true.
798  *
799  * Return %true on success or %false on failure.
800  */
801 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
802                 unsigned int len, unsigned int off, bool *same_page)
803 {
804         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
805                 return false;
806
807         if (bio->bi_vcnt > 0) {
808                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
809
810                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
811                         if (bio->bi_iter.bi_size > UINT_MAX - len)
812                                 return false;
813                         bv->bv_len += len;
814                         bio->bi_iter.bi_size += len;
815                         return true;
816                 }
817         }
818         return false;
819 }
820 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
821
822 /**
823  * __bio_add_page - add page(s) to a bio in a new segment
824  * @bio: destination bio
825  * @page: start page to add
826  * @len: length of the data to add, may cross pages
827  * @off: offset of the data relative to @page, may cross pages
828  *
829  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
830  * that @bio has space for another bvec.
831  */
832 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
833                 unsigned int len, unsigned int off)
834 {
835         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
836
837         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
838         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len));
839
840         bv->bv_page = page;
841         bv->bv_offset = off;
842         bv->bv_len = len;
843
844         bio->bi_iter.bi_size += len;
845         bio->bi_vcnt++;
846
847         if (!bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET) && unlikely(PageWorkingset(page)))
848                 bio_set_flag(bio, BIO_WORKINGSET);
849 }
850 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_add_page);
851
852 /**
853  *      bio_add_page    -       attempt to add page(s) to bio
854  *      @bio: destination bio
855  *      @page: start page to add
856  *      @len: vec entry length, may cross pages
857  *      @offset: vec entry offset relative to @page, may cross pages
858  *
859  *      Attempt to add page(s) to the bio_vec maplist. This will only fail
860  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
861  */
862 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
863                  unsigned int len, unsigned int offset)
864 {
865         bool same_page = false;
866
867         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
868                 if (bio_full(bio, len))
869                         return 0;
870                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
871         }
872         return len;
873 }
874 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
875
876 void bio_release_pages(struct bio *bio, bool mark_dirty)
877 {
878         struct bvec_iter_all iter_all;
879         struct bio_vec *bvec;
880
881         if (bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
882                 return;
883
884         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
885                 if (mark_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
886                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
887                 put_page(bvec->bv_page);
888         }
889 }
890
891 static int __bio_iov_bvec_add_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
892 {
893         const struct bio_vec *bv = iter->bvec;
894         unsigned int len;
895         size_t size;
896
897         if (WARN_ON_ONCE(iter->iov_offset > bv->bv_len))
898                 return -EINVAL;
899
900         len = min_t(size_t, bv->bv_len - iter->iov_offset, iter->count);
901         size = bio_add_page(bio, bv->bv_page, len,
902                                 bv->bv_offset + iter->iov_offset);
903         if (unlikely(size != len))
904                 return -EINVAL;
905         iov_iter_advance(iter, size);
906         return 0;
907 }
908
909 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
910
911 /**
912  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
913  * @bio: bio to add pages to
914  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
915  *
916  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
917  * pages will have to be released using put_page() when done.
918  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
919  * the next non-empty segment of the iov iterator.
920  */
921 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
922 {
923         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
924         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
925         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
926         struct page **pages = (struct page **)bv;
927         bool same_page = false;
928         ssize_t size, left;
929         unsigned len, i;
930         size_t offset;
931
932         /*
933          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
934          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
935          * without overwriting the temporary page array.
936         */
937         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
938         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
939
940         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
941         if (unlikely(size <= 0))
942                 return size ? size : -EFAULT;
943
944         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
945                 struct page *page = pages[i];
946
947                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
948
949                 if (__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
950                         if (same_page)
951                                 put_page(page);
952                 } else {
953                         if (WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len)))
954                                 return -EINVAL;
955                         __bio_add_page(bio, page, len, offset);
956                 }
957                 offset = 0;
958         }
959
960         iov_iter_advance(iter, size);
961         return 0;
962 }
963
964 /**
965  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
966  * @bio: bio to add pages to
967  * @iter: iov iterator describing the region to be added
968  *
969  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
970  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
971  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
972  * pages. If we're adding kernel pages, and the caller told us it's safe to
973  * do so, we just have to add the pages to the bio directly. We don't grab an
974  * extra reference to those pages (the user should already have that), and we
975  * don't put the page on IO completion. The caller needs to check if the bio is
976  * flagged BIO_NO_PAGE_REF on IO completion. If it isn't, then pages should be
977  * released.
978  *
979  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
980  * fit into the bio, or are requested in *iter, whatever is smaller. If
981  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
982  * is returned only if 0 pages could be pinned.
983  */
984 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
985 {
986         const bool is_bvec = iov_iter_is_bvec(iter);
987         int ret;
988
989         if (WARN_ON_ONCE(bio->bi_vcnt))
990                 return -EINVAL;
991
992         do {
993                 if (is_bvec)
994                         ret = __bio_iov_bvec_add_pages(bio, iter);
995                 else
996                         ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
997         } while (!ret && iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio, 0));
998
999         if (is_bvec)
1000                 bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
1001         return bio->bi_vcnt ? 0 : ret;
1002 }
1003
1004 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
1005 {
1006         complete(bio->bi_private);
1007 }
1008
1009 /**
1010  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
1011  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1012  *
1013  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
1014  * bio_endio() on failure.
1015  *
1016  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
1017  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
1018  * on his own.
1019  */
1020 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1021 {
1022         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
1023         unsigned long hang_check;
1024
1025         bio->bi_private = &done;
1026         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1027         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1028         submit_bio(bio);
1029
1030         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1031         hang_check = sysctl_hung_task_timeout_secs;
1032         if (hang_check)
1033                 while (!wait_for_completion_io_timeout(&done,
1034                                         hang_check * (HZ/2)))
1035                         ;
1036         else
1037                 wait_for_completion_io(&done);
1038
1039         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1042
1043 /**
1044  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1045  * @bio:        bio to advance
1046  * @bytes:      number of bytes to complete
1047  *
1048  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1049  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1050  * be updated on the last bvec as well.
1051  *
1052  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1053  */
1054 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1055 {
1056         if (bio_integrity(bio))
1057                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1058
1059         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1060 }
1061 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1062
1063 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1064                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1065 {
1066         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1067         void *src_p, *dst_p;
1068         unsigned bytes;
1069
1070         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1071                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1072                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1073
1074                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1075
1076                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1077                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1078
1079                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1080                        src_p + src_bv.bv_offset,
1081                        bytes);
1082
1083                 kunmap_atomic(dst_p);
1084                 kunmap_atomic(src_p);
1085
1086                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1087
1088                 bio_advance_iter(src, src_iter, bytes);
1089                 bio_advance_iter(dst, dst_iter, bytes);
1090         }
1091 }
1092 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1093
1094 /**
1095  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1096  * @src: source bio
1097  * @dst: destination bio
1098  *
1099  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1100  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1101  */
1102 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1103 {
1104         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1105         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1106
1107         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1110
1111 /**
1112  * bio_list_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1113  * another
1114  * @src: source bio list
1115  * @dst: destination bio list
1116  *
1117  * Stops when it reaches the end of either the @src list or @dst list - that is,
1118  * copies min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of
1119  * bios).
1120  */
1121 void bio_list_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1122 {
1123         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1124         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1125
1126         while (1) {
1127                 if (!src_iter.bi_size) {
1128                         src = src->bi_next;
1129                         if (!src)
1130                                 break;
1131
1132                         src_iter = src->bi_iter;
1133                 }
1134
1135                 if (!dst_iter.bi_size) {
1136                         dst = dst->bi_next;
1137                         if (!dst)
1138                                 break;
1139
1140                         dst_iter = dst->bi_iter;
1141                 }
1142
1143                 bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1144         }
1145 }
1146 EXPORT_SYMBOL(bio_list_copy_data);
1147
1148 struct bio_map_data {
1149         int is_our_pages;
1150         struct iov_iter iter;
1151         struct iovec iov[];
1152 };
1153
1154 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(struct iov_iter *data,
1155                                                gfp_t gfp_mask)
1156 {
1157         struct bio_map_data *bmd;
1158         if (data->nr_segs > UIO_MAXIOV)
1159                 return NULL;
1160
1161         bmd = kmalloc(struct_size(bmd, iov, data->nr_segs), gfp_mask);
1162         if (!bmd)
1163                 return NULL;
1164         memcpy(bmd->iov, data->iov, sizeof(struct iovec) * data->nr_segs);
1165         bmd->iter = *data;
1166         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1167         return bmd;
1168 }
1169
1170 /**
1171  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1172  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1173  * @iter: iov_iter as source
1174  *
1175  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1176  * Returns 0 on success, or error on failure.
1177  */
1178 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1179 {
1180         struct bio_vec *bvec;
1181         struct bvec_iter_all iter_all;
1182
1183         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1184                 ssize_t ret;
1185
1186                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1187                                           bvec->bv_offset,
1188                                           bvec->bv_len,
1189                                           iter);
1190
1191                 if (!iov_iter_count(iter))
1192                         break;
1193
1194                 if (ret < bvec->bv_len)
1195                         return -EFAULT;
1196         }
1197
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 /**
1202  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1203  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1204  * @iter: iov_iter as destination
1205  *
1206  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1207  * Returns 0 on success, or error on failure.
1208  */
1209 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1210 {
1211         struct bio_vec *bvec;
1212         struct bvec_iter_all iter_all;
1213
1214         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1215                 ssize_t ret;
1216
1217                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1218                                         bvec->bv_offset,
1219                                         bvec->bv_len,
1220                                         &iter);
1221
1222                 if (!iov_iter_count(&iter))
1223                         break;
1224
1225                 if (ret < bvec->bv_len)
1226                         return -EFAULT;
1227         }
1228
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1233 {
1234         struct bio_vec *bvec;
1235         struct bvec_iter_all iter_all;
1236
1237         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1238                 __free_page(bvec->bv_page);
1239 }
1240 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1241
1242 /**
1243  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1244  *      @bio: bio being terminated
1245  *
1246  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1247  *      to user space in case of a read.
1248  */
1249 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1250 {
1251         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1252         int ret = 0;
1253
1254         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1255                 /*
1256                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1257                  * don't copy into a random user address space, just free
1258                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1259                  */
1260                 if (!current->mm)
1261                         ret = -EINTR;
1262                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1263                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1264                 if (bmd->is_our_pages)
1265                         bio_free_pages(bio);
1266         }
1267         kfree(bmd);
1268         bio_put(bio);
1269         return ret;
1270 }
1271
1272 /**
1273  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1274  *      @q:             destination block queue
1275  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1276  *      @iter:          iovec iterator
1277  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1278  *
1279  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1280  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1281  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1282  */
1283 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1284                               struct rq_map_data *map_data,
1285                               struct iov_iter *iter,
1286                               gfp_t gfp_mask)
1287 {
1288         struct bio_map_data *bmd;
1289         struct page *page;
1290         struct bio *bio;
1291         int i = 0, ret;
1292         int nr_pages;
1293         unsigned int len = iter->count;
1294         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1295
1296         bmd = bio_alloc_map_data(iter, gfp_mask);
1297         if (!bmd)
1298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1299
1300         /*
1301          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1302          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1303          * shortlived one.
1304          */
1305         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1306
1307         nr_pages = DIV_ROUND_UP(offset + len, PAGE_SIZE);
1308         if (nr_pages > BIO_MAX_PAGES)
1309                 nr_pages = BIO_MAX_PAGES;
1310
1311         ret = -ENOMEM;
1312         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1313         if (!bio)
1314                 goto out_bmd;
1315
1316         ret = 0;
1317
1318         if (map_data) {
1319                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1320                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1321         }
1322         while (len) {
1323                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1324
1325                 bytes -= offset;
1326
1327                 if (bytes > len)
1328                         bytes = len;
1329
1330                 if (map_data) {
1331                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1332                                 ret = -ENOMEM;
1333                                 break;
1334                         }
1335
1336                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1337                         page += (i % nr_pages);
1338
1339                         i++;
1340                 } else {
1341                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1342                         if (!page) {
1343                                 ret = -ENOMEM;
1344                                 break;
1345                         }
1346                 }
1347
1348                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes) {
1349                         if (!map_data)
1350                                 __free_page(page);
1351                         break;
1352                 }
1353
1354                 len -= bytes;
1355                 offset = 0;
1356         }
1357
1358         if (ret)
1359                 goto cleanup;
1360
1361         if (map_data)
1362                 map_data->offset += bio->bi_iter.bi_size;
1363
1364         /*
1365          * success
1366          */
1367         if ((iov_iter_rw(iter) == WRITE && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1368             (map_data && map_data->from_user)) {
1369                 ret = bio_copy_from_iter(bio, iter);
1370                 if (ret)
1371                         goto cleanup;
1372         } else {
1373                 if (bmd->is_our_pages)
1374                         zero_fill_bio(bio);
1375                 iov_iter_advance(iter, bio->bi_iter.bi_size);
1376         }
1377
1378         bio->bi_private = bmd;
1379         if (map_data && map_data->null_mapped)
1380                 bio_set_flag(bio, BIO_NULL_MAPPED);
1381         return bio;
1382 cleanup:
1383         if (!map_data)
1384                 bio_free_pages(bio);
1385         bio_put(bio);
1386 out_bmd:
1387         kfree(bmd);
1388         return ERR_PTR(ret);
1389 }
1390
1391 /**
1392  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1393  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1394  *      @iter:          iovec iterator
1395  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1396  *
1397  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1398  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1399  */
1400 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1401                              struct iov_iter *iter,
1402                              gfp_t gfp_mask)
1403 {
1404         int j;
1405         struct bio *bio;
1406         int ret;
1407
1408         if (!iov_iter_count(iter))
1409                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1410
1411         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES));
1412         if (!bio)
1413                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1414
1415         while (iov_iter_count(iter)) {
1416                 struct page **pages;
1417                 ssize_t bytes;
1418                 size_t offs, added = 0;
1419                 int npages;
1420
1421                 bytes = iov_iter_get_pages_alloc(iter, &pages, LONG_MAX, &offs);
1422                 if (unlikely(bytes <= 0)) {
1423                         ret = bytes ? bytes : -EFAULT;
1424                         goto out_unmap;
1425                 }
1426
1427                 npages = DIV_ROUND_UP(offs + bytes, PAGE_SIZE);
1428
1429                 if (unlikely(offs & queue_dma_alignment(q))) {
1430                         ret = -EINVAL;
1431                         j = 0;
1432                 } else {
1433                         for (j = 0; j < npages; j++) {
1434                                 struct page *page = pages[j];
1435                                 unsigned int n = PAGE_SIZE - offs;
1436                                 bool same_page = false;
1437
1438                                 if (n > bytes)
1439                                         n = bytes;
1440
1441                                 if (!__bio_add_pc_page(q, bio, page, n, offs,
1442                                                 &same_page)) {
1443                                         if (same_page)
1444                                                 put_page(page);
1445                                         break;
1446                                 }
1447
1448                                 added += n;
1449                                 bytes -= n;
1450                                 offs = 0;
1451                         }
1452                         iov_iter_advance(iter, added);
1453                 }
1454                 /*
1455                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1456                  */
1457                 while (j < npages)
1458                         put_page(pages[j++]);
1459                 kvfree(pages);
1460                 /* couldn't stuff something into bio? */
1461                 if (bytes)
1462                         break;
1463         }
1464
1465         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1466
1467         /*
1468          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1469          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1470          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1471          * reference to it
1472          */
1473         bio_get(bio);
1474         return bio;
1475
1476  out_unmap:
1477         bio_release_pages(bio, false);
1478         bio_put(bio);
1479         return ERR_PTR(ret);
1480 }
1481
1482 /**
1483  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1484  *      @bio:           the bio being unmapped
1485  *
1486  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1487  *      process context.
1488  *
1489  *      bio_unmap_user() may sleep.
1490  */
1491 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1492 {
1493         bio_release_pages(bio, bio_data_dir(bio) == READ);
1494         bio_put(bio);
1495         bio_put(bio);
1496 }
1497
1498 static void bio_invalidate_vmalloc_pages(struct bio *bio)
1499 {
1500 #ifdef ARCH_HAS_FLUSH_KERNEL_DCACHE_PAGE
1501         if (bio->bi_private && !op_is_write(bio_op(bio))) {
1502                 unsigned long i, len = 0;
1503
1504                 for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++)
1505                         len += bio->bi_io_vec[i].bv_len;
1506                 invalidate_kernel_vmap_range(bio->bi_private, len);
1507         }
1508 #endif
1509 }
1510
1511 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1512 {
1513         bio_invalidate_vmalloc_pages(bio);
1514         bio_put(bio);
1515 }
1516
1517 /**
1518  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1519  *      @q: the struct request_queue for the bio
1520  *      @data: pointer to buffer to map
1521  *      @len: length in bytes
1522  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1523  *
1524  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1525  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1526  */
1527 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1528                          gfp_t gfp_mask)
1529 {
1530         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1531         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1532         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1533         const int nr_pages = end - start;
1534         bool is_vmalloc = is_vmalloc_addr(data);
1535         struct page *page;
1536         int offset, i;
1537         struct bio *bio;
1538
1539         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1540         if (!bio)
1541                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1542
1543         if (is_vmalloc) {
1544                 flush_kernel_vmap_range(data, len);
1545                 bio->bi_private = data;
1546         }
1547
1548         offset = offset_in_page(kaddr);
1549         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1550                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1551
1552                 if (len <= 0)
1553                         break;
1554
1555                 if (bytes > len)
1556                         bytes = len;
1557
1558                 if (!is_vmalloc)
1559                         page = virt_to_page(data);
1560                 else
1561                         page = vmalloc_to_page(data);
1562                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes,
1563                                     offset) < bytes) {
1564                         /* we don't support partial mappings */
1565                         bio_put(bio);
1566                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1567                 }
1568
1569                 data += bytes;
1570                 len -= bytes;
1571                 offset = 0;
1572         }
1573
1574         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1575         return bio;
1576 }
1577
1578 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1579 {
1580         bio_free_pages(bio);
1581         bio_put(bio);
1582 }
1583
1584 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1585 {
1586         char *p = bio->bi_private;
1587         struct bio_vec *bvec;
1588         struct bvec_iter_all iter_all;
1589
1590         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1591                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1592                 p += bvec->bv_len;
1593         }
1594
1595         bio_copy_kern_endio(bio);
1596 }
1597
1598 /**
1599  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1600  *      @q: the struct request_queue for the bio
1601  *      @data: pointer to buffer to copy
1602  *      @len: length in bytes
1603  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1604  *      @reading: data direction is READ
1605  *
1606  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1607  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1608  */
1609 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1610                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1611 {
1612         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1613         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1614         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1615         struct bio *bio;
1616         void *p = data;
1617         int nr_pages = 0;
1618
1619         /*
1620          * Overflow, abort
1621          */
1622         if (end < start)
1623                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1624
1625         nr_pages = end - start;
1626         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1627         if (!bio)
1628                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1629
1630         while (len) {
1631                 struct page *page;
1632                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1633
1634                 if (bytes > len)
1635                         bytes = len;
1636
1637                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1638                 if (!page)
1639                         goto cleanup;
1640
1641                 if (!reading)
1642                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1643
1644                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1645                         break;
1646
1647                 len -= bytes;
1648                 p += bytes;
1649         }
1650
1651         if (reading) {
1652                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1653                 bio->bi_private = data;
1654         } else {
1655                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1656         }
1657
1658         return bio;
1659
1660 cleanup:
1661         bio_free_pages(bio);
1662         bio_put(bio);
1663         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1668  * for performing direct-IO in BIOs.
1669  *
1670  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1671  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1672  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1673  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1674  * in process context.
1675  *
1676  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1677  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1678  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1679  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1680  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1681  *
1682  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1683  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1684  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1685  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1686  * pagecache.
1687  *
1688  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1689  * deferred bio dirtying paths.
1690  */
1691
1692 /*
1693  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1694  */
1695 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1696 {
1697         struct bio_vec *bvec;
1698         struct bvec_iter_all iter_all;
1699
1700         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1701                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1702                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1703         }
1704 }
1705
1706 /*
1707  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1708  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1709  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1710  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1711  *
1712  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1713  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1714  * bio_put() against the BIO.
1715  */
1716
1717 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1718
1719 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1720 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1721 static struct bio *bio_dirty_list;
1722
1723 /*
1724  * This runs in process context
1725  */
1726 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1727 {
1728         struct bio *bio, *next;
1729
1730         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1731         next = bio_dirty_list;
1732         bio_dirty_list = NULL;
1733         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1734
1735         while ((bio = next) != NULL) {
1736                 next = bio->bi_private;
1737
1738                 bio_release_pages(bio, true);
1739                 bio_put(bio);
1740         }
1741 }
1742
1743 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1744 {
1745         struct bio_vec *bvec;
1746         unsigned long flags;
1747         struct bvec_iter_all iter_all;
1748
1749         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1750                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1751                         goto defer;
1752         }
1753
1754         bio_release_pages(bio, false);
1755         bio_put(bio);
1756         return;
1757 defer:
1758         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1759         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1760         bio_dirty_list = bio;
1761         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1762         schedule_work(&bio_dirty_work);
1763 }
1764
1765 void update_io_ticks(struct hd_struct *part, unsigned long now)
1766 {
1767         unsigned long stamp;
1768 again:
1769         stamp = READ_ONCE(part->stamp);
1770         if (unlikely(stamp != now)) {
1771                 if (likely(cmpxchg(&part->stamp, stamp, now) == stamp)) {
1772                         __part_stat_add(part, io_ticks, 1);
1773                 }
1774         }
1775         if (part->partno) {
1776                 part = &part_to_disk(part)->part0;
1777                 goto again;
1778         }
1779 }
1780
1781 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int op,
1782                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1783 {
1784         const int sgrp = op_stat_group(op);
1785
1786         part_stat_lock();
1787
1788         update_io_ticks(part, jiffies);
1789         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1790         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1791         part_inc_in_flight(q, part, op_is_write(op));
1792
1793         part_stat_unlock();
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1796
1797 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int req_op,
1798                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1799 {
1800         unsigned long now = jiffies;
1801         unsigned long duration = now - start_time;
1802         const int sgrp = op_stat_group(req_op);
1803
1804         part_stat_lock();
1805
1806         update_io_ticks(part, now);
1807         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1808         part_stat_add(part, time_in_queue, duration);
1809         part_dec_in_flight(q, part, op_is_write(req_op));
1810
1811         part_stat_unlock();
1812 }
1813 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1814
1815 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1816 {
1817         /*
1818          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1819          * we always end io on the first invocation.
1820          */
1821         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1822                 return true;
1823
1824         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1825
1826         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1827                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1828                 return true;
1829         }
1830
1831         return false;
1832 }
1833
1834 /**
1835  * bio_endio - end I/O on a bio
1836  * @bio:        bio
1837  *
1838  * Description:
1839  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1840  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1841  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1842  *
1843  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1844  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1845  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1846  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1847  **/
1848 void bio_endio(struct bio *bio)
1849 {
1850 again:
1851         if (!bio_remaining_done(bio))
1852                 return;
1853         if (!bio_integrity_endio(bio))
1854                 return;
1855
1856         if (bio->bi_disk)
1857                 rq_qos_done_bio(bio->bi_disk->queue, bio);
1858
1859         /*
1860          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1861          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1862          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1863          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1864          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1865          * gcc's sibling call optimization.
1866          */
1867         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1868                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1869                 goto again;
1870         }
1871
1872         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1873                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1874                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1875                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1876         }
1877
1878         blk_throtl_bio_endio(bio);
1879         /* release cgroup info */
1880         bio_uninit(bio);
1881         if (bio->bi_end_io)
1882                 bio->bi_end_io(bio);
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1885
1886 /**
1887  * bio_split - split a bio
1888  * @bio:        bio to split
1889  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1890  * @gfp:        gfp mask
1891  * @bs:         bio set to allocate from
1892  *
1893  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1894  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1895  *
1896  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1897  * to @bio's bi_io_vec. It is the caller's responsibility to ensure that
1898  * neither @bio nor @bs are freed before the split bio.
1899  */
1900 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1901                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1902 {
1903         struct bio *split;
1904
1905         BUG_ON(sectors <= 0);
1906         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1907
1908         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1909         if (!split)
1910                 return NULL;
1911
1912         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1913
1914         if (bio_integrity(split))
1915                 bio_integrity_trim(split);
1916
1917         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1918
1919         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1920                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1921
1922         return split;
1923 }
1924 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1925
1926 /**
1927  * bio_trim - trim a bio
1928  * @bio:        bio to trim
1929  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1930  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1931  */
1932 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1933 {
1934         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1935          * the given offset and size.
1936          */
1937
1938         size <<= 9;
1939         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1940                 return;
1941
1942         bio_advance(bio, offset << 9);
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
2222         BUILD_BUG_ON(BIO_FLAG_LAST > BVEC_POOL_OFFSET);
2223
2224         if (!bio_slabs)
2225                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2226
2227         bio_integrity_init();
2228         biovec_init_slabs();
2229
2230         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
2231                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2232
2233         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2234                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2235
2236         return 0;
2237 }
2238 subsys_initcall(init_bio);