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