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