Merge tag '5.13-rc-smb3-part3' of git://git.samba.org/sfrench/cifs-2.6
[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 unsigned int bio_max_size(struct bio *bio)
259 {
260         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
261
262         return bdev ? bdev->bd_disk->queue->limits.bio_max_bytes : UINT_MAX;
263 }
264
265 /**
266  * bio_reset - reinitialize a bio
267  * @bio:        bio to reset
268  *
269  * Description:
270  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
271  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
272  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
273  *   comment in struct bio.
274  */
275 void bio_reset(struct bio *bio)
276 {
277         bio_uninit(bio);
278         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
279         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
280 }
281 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
282
283 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
284 {
285         struct bio *parent = bio->bi_private;
286
287         if (bio->bi_status && !parent->bi_status)
288                 parent->bi_status = bio->bi_status;
289         bio_put(bio);
290         return parent;
291 }
292
293 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
294 {
295         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
296 }
297
298 /**
299  * bio_chain - chain bio completions
300  * @bio: the target bio
301  * @parent: the parent bio of @bio
302  *
303  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
304  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
305  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
306  *
307  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
308  */
309 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
310 {
311         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
312
313         bio->bi_private = parent;
314         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
315         bio_inc_remaining(parent);
316 }
317 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
318
319 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
320 {
321         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
322         struct bio *bio;
323
324         while (1) {
325                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
326                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
327                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
328
329                 if (!bio)
330                         break;
331
332                 submit_bio_noacct(bio);
333         }
334 }
335
336 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
337 {
338         struct bio_list punt, nopunt;
339         struct bio *bio;
340
341         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
342                 return;
343         /*
344          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
345          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
346          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
347          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
348          * our own rescuer would be bad.
349          *
350          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
351          * remove from the middle of the list:
352          */
353
354         bio_list_init(&punt);
355         bio_list_init(&nopunt);
356
357         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
358                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
359         current->bio_list[0] = nopunt;
360
361         bio_list_init(&nopunt);
362         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
363                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
364         current->bio_list[1] = nopunt;
365
366         spin_lock(&bs->rescue_lock);
367         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
368         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
369
370         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
371 }
372
373 /**
374  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
375  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
376  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
377  * @bs:         the bio_set to allocate from.
378  *
379  * Allocate a bio from the mempools in @bs.
380  *
381  * If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will always be able to
382  * allocate a bio.  This is due to the mempool guarantees.  To make this work,
383  * callers must never allocate more than 1 bio at a time from the general pool.
384  * Callers that need to allocate more than 1 bio must always submit the
385  * previously allocated bio for IO before attempting to allocate a new one.
386  * Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
387  *
388  * Note that when running under submit_bio_noacct() (i.e. any block driver),
389  * bios are not submitted until after you return - see the code in
390  * submit_bio_noacct() that converts recursion into iteration, to prevent
391  * stack overflows.
392  *
393  * This would normally mean allocating multiple bios under submit_bio_noacct()
394  * would be susceptible to deadlocks, but we have
395  * deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
396  * thread.
397  *
398  * However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
399  * mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
400  * submit_bio_noacct() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
401  * for per bio allocations.
402  *
403  * Returns: Pointer to new bio on success, NULL on failure.
404  */
405 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned short nr_iovecs,
406                              struct bio_set *bs)
407 {
408         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
409         struct bio *bio;
410         void *p;
411
412         /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
413         if (WARN_ON_ONCE(!mempool_initialized(&bs->bvec_pool) && nr_iovecs > 0))
414                 return NULL;
415
416         /*
417          * submit_bio_noacct() converts recursion to iteration; this means if
418          * we're running beneath it, any bios we allocate and submit will not be
419          * submitted (and thus freed) until after we return.
420          *
421          * This exposes us to a potential deadlock if we allocate multiple bios
422          * from the same bio_set() while running underneath submit_bio_noacct().
423          * If we were to allocate multiple bios (say a stacking block driver
424          * that was splitting bios), we would deadlock if we exhausted the
425          * mempool's reserve.
426          *
427          * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
428          * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are bios on
429          * current->bio_list, we first try the allocation without
430          * __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those bios we would be
431          * blocking to the rescuer workqueue before we retry with the original
432          * gfp_flags.
433          */
434         if (current->bio_list &&
435             (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
436              !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
437             bs->rescue_workqueue)
438                 gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
439
440         p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
441         if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
442                 punt_bios_to_rescuer(bs);
443                 gfp_mask = saved_gfp;
444                 p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
445         }
446         if (unlikely(!p))
447                 return NULL;
448
449         bio = p + bs->front_pad;
450         if (nr_iovecs > BIO_INLINE_VECS) {
451                 struct bio_vec *bvl = NULL;
452
453                 bvl = bvec_alloc(&bs->bvec_pool, &nr_iovecs, gfp_mask);
454                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
455                         punt_bios_to_rescuer(bs);
456                         gfp_mask = saved_gfp;
457                         bvl = bvec_alloc(&bs->bvec_pool, &nr_iovecs, gfp_mask);
458                 }
459                 if (unlikely(!bvl))
460                         goto err_free;
461
462                 bio_init(bio, bvl, nr_iovecs);
463         } else if (nr_iovecs) {
464                 bio_init(bio, bio->bi_inline_vecs, BIO_INLINE_VECS);
465         } else {
466                 bio_init(bio, NULL, 0);
467         }
468
469         bio->bi_pool = bs;
470         return bio;
471
472 err_free:
473         mempool_free(p, &bs->bio_pool);
474         return NULL;
475 }
476 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
477
478 /**
479  * bio_kmalloc - kmalloc a bio for I/O
480  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
481  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
482  *
483  * Use kmalloc to allocate and initialize a bio.
484  *
485  * Returns: Pointer to new bio on success, NULL on failure.
486  */
487 struct bio *bio_kmalloc(gfp_t gfp_mask, unsigned short nr_iovecs)
488 {
489         struct bio *bio;
490
491         if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
492                 return NULL;
493
494         bio = kmalloc(struct_size(bio, bi_inline_vecs, nr_iovecs), gfp_mask);
495         if (unlikely(!bio))
496                 return NULL;
497         bio_init(bio, nr_iovecs ? bio->bi_inline_vecs : NULL, nr_iovecs);
498         bio->bi_pool = NULL;
499         return bio;
500 }
501 EXPORT_SYMBOL(bio_kmalloc);
502
503 void zero_fill_bio(struct bio *bio)
504 {
505         unsigned long flags;
506         struct bio_vec bv;
507         struct bvec_iter iter;
508
509         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
510                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
511                 memset(data, 0, bv.bv_len);
512                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
513                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
514         }
515 }
516 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio);
517
518 /**
519  * bio_truncate - truncate the bio to small size of @new_size
520  * @bio:        the bio to be truncated
521  * @new_size:   new size for truncating the bio
522  *
523  * Description:
524  *   Truncate the bio to new size of @new_size. If bio_op(bio) is
525  *   REQ_OP_READ, zero the truncated part. This function should only
526  *   be used for handling corner cases, such as bio eod.
527  */
528 void bio_truncate(struct bio *bio, unsigned new_size)
529 {
530         struct bio_vec bv;
531         struct bvec_iter iter;
532         unsigned int done = 0;
533         bool truncated = false;
534
535         if (new_size >= bio->bi_iter.bi_size)
536                 return;
537
538         if (bio_op(bio) != REQ_OP_READ)
539                 goto exit;
540
541         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
542                 if (done + bv.bv_len > new_size) {
543                         unsigned offset;
544
545                         if (!truncated)
546                                 offset = new_size - done;
547                         else
548                                 offset = 0;
549                         zero_user(bv.bv_page, offset, bv.bv_len - offset);
550                         truncated = true;
551                 }
552                 done += bv.bv_len;
553         }
554
555  exit:
556         /*
557          * Don't touch bvec table here and make it really immutable, since
558          * fs bio user has to retrieve all pages via bio_for_each_segment_all
559          * in its .end_bio() callback.
560          *
561          * It is enough to truncate bio by updating .bi_size since we can make
562          * correct bvec with the updated .bi_size for drivers.
563          */
564         bio->bi_iter.bi_size = new_size;
565 }
566
567 /**
568  * guard_bio_eod - truncate a BIO to fit the block device
569  * @bio:        bio to truncate
570  *
571  * This allows us to do IO even on the odd last sectors of a device, even if the
572  * block size is some multiple of the physical sector size.
573  *
574  * We'll just truncate the bio to the size of the device, and clear the end of
575  * the buffer head manually.  Truly out-of-range accesses will turn into actual
576  * I/O errors, this only handles the "we need to be able to do I/O at the final
577  * sector" case.
578  */
579 void guard_bio_eod(struct bio *bio)
580 {
581         sector_t maxsector = bdev_nr_sectors(bio->bi_bdev);
582
583         if (!maxsector)
584                 return;
585
586         /*
587          * If the *whole* IO is past the end of the device,
588          * let it through, and the IO layer will turn it into
589          * an EIO.
590          */
591         if (unlikely(bio->bi_iter.bi_sector >= maxsector))
592                 return;
593
594         maxsector -= bio->bi_iter.bi_sector;
595         if (likely((bio->bi_iter.bi_size >> 9) <= maxsector))
596                 return;
597
598         bio_truncate(bio, maxsector << 9);
599 }
600
601 /**
602  * bio_put - release a reference to a bio
603  * @bio:   bio to release reference to
604  *
605  * Description:
606  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
607  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
608  **/
609 void bio_put(struct bio *bio)
610 {
611         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
612                 bio_free(bio);
613         else {
614                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
615
616                 /*
617                  * last put frees it
618                  */
619                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
620                         bio_free(bio);
621         }
622 }
623 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
624
625 /**
626  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
627  *      @bio: destination bio
628  *      @bio_src: bio to clone
629  *
630  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
631  *      the actual data it points to. Reference count of returned
632  *      bio will be one.
633  *
634  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
635  */
636 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
637 {
638         WARN_ON_ONCE(bio->bi_pool && bio->bi_max_vecs);
639
640         /*
641          * most users will be overriding ->bi_bdev with a new target,
642          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
643          */
644         bio->bi_bdev = bio_src->bi_bdev;
645         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
646         if (bio_flagged(bio_src, BIO_THROTTLED))
647                 bio_set_flag(bio, BIO_THROTTLED);
648         if (bio_flagged(bio_src, BIO_REMAPPED))
649                 bio_set_flag(bio, BIO_REMAPPED);
650         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
651         bio->bi_ioprio = bio_src->bi_ioprio;
652         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
653         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
654         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
655
656         bio_clone_blkg_association(bio, bio_src);
657         blkcg_bio_issue_init(bio);
658 }
659 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
660
661 /**
662  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
663  *      @bio: bio to clone
664  *      @gfp_mask: allocation priority
665  *      @bs: bio_set to allocate from
666  *
667  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
668  */
669 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
670 {
671         struct bio *b;
672
673         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
674         if (!b)
675                 return NULL;
676
677         __bio_clone_fast(b, bio);
678
679         if (bio_crypt_clone(b, bio, gfp_mask) < 0)
680                 goto err_put;
681
682         if (bio_integrity(bio) &&
683             bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask) < 0)
684                 goto err_put;
685
686         return b;
687
688 err_put:
689         bio_put(b);
690         return NULL;
691 }
692 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
693
694 const char *bio_devname(struct bio *bio, char *buf)
695 {
696         return bdevname(bio->bi_bdev, buf);
697 }
698 EXPORT_SYMBOL(bio_devname);
699
700 static inline bool page_is_mergeable(const struct bio_vec *bv,
701                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
702                 bool *same_page)
703 {
704         size_t bv_end = bv->bv_offset + bv->bv_len;
705         phys_addr_t vec_end_addr = page_to_phys(bv->bv_page) + bv_end - 1;
706         phys_addr_t page_addr = page_to_phys(page);
707
708         if (vec_end_addr + 1 != page_addr + off)
709                 return false;
710         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(bv, page))
711                 return false;
712
713         *same_page = ((vec_end_addr & PAGE_MASK) == page_addr);
714         if (*same_page)
715                 return true;
716         return (bv->bv_page + bv_end / PAGE_SIZE) == (page + off / PAGE_SIZE);
717 }
718
719 /*
720  * Try to merge a page into a segment, while obeying the hardware segment
721  * size limit.  This is not for normal read/write bios, but for passthrough
722  * or Zone Append operations that we can't split.
723  */
724 static bool bio_try_merge_hw_seg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
725                                  struct page *page, unsigned len,
726                                  unsigned offset, bool *same_page)
727 {
728         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
729         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
730         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
731         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(page) + offset + len - 1;
732
733         if ((addr1 | mask) != (addr2 | mask))
734                 return false;
735         if (bv->bv_len + len > queue_max_segment_size(q))
736                 return false;
737         return __bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, same_page);
738 }
739
740 /**
741  * bio_add_hw_page - attempt to add a page to a bio with hw constraints
742  * @q: the target queue
743  * @bio: destination bio
744  * @page: page to add
745  * @len: vec entry length
746  * @offset: vec entry offset
747  * @max_sectors: maximum number of sectors that can be added
748  * @same_page: return if the segment has been merged inside the same page
749  *
750  * Add a page to a bio while respecting the hardware max_sectors, max_segment
751  * and gap limitations.
752  */
753 int bio_add_hw_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
754                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
755                 unsigned int max_sectors, bool *same_page)
756 {
757         struct bio_vec *bvec;
758
759         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
760                 return 0;
761
762         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > max_sectors)
763                 return 0;
764
765         if (bio->bi_vcnt > 0) {
766                 if (bio_try_merge_hw_seg(q, bio, page, len, offset, same_page))
767                         return len;
768
769                 /*
770                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this segment
771                  * would create a gap, disallow it.
772                  */
773                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
774                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
775                         return 0;
776         }
777
778         if (bio_full(bio, len))
779                 return 0;
780
781         if (bio->bi_vcnt >= queue_max_segments(q))
782                 return 0;
783
784         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
785         bvec->bv_page = page;
786         bvec->bv_len = len;
787         bvec->bv_offset = offset;
788         bio->bi_vcnt++;
789         bio->bi_iter.bi_size += len;
790         return len;
791 }
792
793 /**
794  * bio_add_pc_page      - attempt to add page to passthrough bio
795  * @q: the target queue
796  * @bio: destination bio
797  * @page: page to add
798  * @len: vec entry length
799  * @offset: vec entry offset
800  *
801  * Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
802  * number of reasons, such as the bio being full or target block device
803  * limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
804  * so it is always possible to add a single page to an empty bio.
805  *
806  * This should only be used by passthrough bios.
807  */
808 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
809                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
810 {
811         bool same_page = false;
812         return bio_add_hw_page(q, bio, page, len, offset,
813                         queue_max_hw_sectors(q), &same_page);
814 }
815 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
816
817 /**
818  * bio_add_zone_append_page - attempt to add page to zone-append bio
819  * @bio: destination bio
820  * @page: page to add
821  * @len: vec entry length
822  * @offset: vec entry offset
823  *
824  * Attempt to add a page to the bio_vec maplist of a bio that will be submitted
825  * for a zone-append request. This can fail for a number of reasons, such as the
826  * bio being full or the target block device is not a zoned block device or
827  * other limitations of the target block device. The target block device must
828  * allow bio's up to PAGE_SIZE, so it is always possible to add a single page
829  * to an empty bio.
830  *
831  * Returns: number of bytes added to the bio, or 0 in case of a failure.
832  */
833 int bio_add_zone_append_page(struct bio *bio, struct page *page,
834                              unsigned int len, unsigned int offset)
835 {
836         struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
837         bool same_page = false;
838
839         if (WARN_ON_ONCE(bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND))
840                 return 0;
841
842         if (WARN_ON_ONCE(!blk_queue_is_zoned(q)))
843                 return 0;
844
845         return bio_add_hw_page(q, bio, page, len, offset,
846                                queue_max_zone_append_sectors(q), &same_page);
847 }
848 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_add_zone_append_page);
849
850 /**
851  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
852  * @bio: destination bio
853  * @page: start page to add
854  * @len: length of the data to add
855  * @off: offset of the data relative to @page
856  * @same_page: return if the segment has been merged inside the same page
857  *
858  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
859  * useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
860  * page size.
861  *
862  * Warn if (@len, @off) crosses pages in case that @same_page is true.
863  *
864  * Return %true on success or %false on failure.
865  */
866 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
867                 unsigned int len, unsigned int off, bool *same_page)
868 {
869         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
870                 return false;
871
872         if (bio->bi_vcnt > 0) {
873                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
874
875                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
876                         if (bio->bi_iter.bi_size > bio_max_size(bio) - len) {
877                                 *same_page = false;
878                                 return false;
879                         }
880                         bv->bv_len += len;
881                         bio->bi_iter.bi_size += len;
882                         return true;
883                 }
884         }
885         return false;
886 }
887 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
888
889 /**
890  * __bio_add_page - add page(s) to a bio in a new segment
891  * @bio: destination bio
892  * @page: start page to add
893  * @len: length of the data to add, may cross pages
894  * @off: offset of the data relative to @page, may cross pages
895  *
896  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
897  * that @bio has space for another bvec.
898  */
899 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
900                 unsigned int len, unsigned int off)
901 {
902         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
903
904         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
905         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len));
906
907         bv->bv_page = page;
908         bv->bv_offset = off;
909         bv->bv_len = len;
910
911         bio->bi_iter.bi_size += len;
912         bio->bi_vcnt++;
913
914         if (!bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET) && unlikely(PageWorkingset(page)))
915                 bio_set_flag(bio, BIO_WORKINGSET);
916 }
917 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_add_page);
918
919 /**
920  *      bio_add_page    -       attempt to add page(s) to bio
921  *      @bio: destination bio
922  *      @page: start page to add
923  *      @len: vec entry length, may cross pages
924  *      @offset: vec entry offset relative to @page, may cross pages
925  *
926  *      Attempt to add page(s) to the bio_vec maplist. This will only fail
927  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
928  */
929 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
930                  unsigned int len, unsigned int offset)
931 {
932         bool same_page = false;
933
934         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
935                 if (bio_full(bio, len))
936                         return 0;
937                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
938         }
939         return len;
940 }
941 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
942
943 void bio_release_pages(struct bio *bio, bool mark_dirty)
944 {
945         struct bvec_iter_all iter_all;
946         struct bio_vec *bvec;
947
948         if (bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
949                 return;
950
951         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
952                 if (mark_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
953                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
954                 put_page(bvec->bv_page);
955         }
956 }
957 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_release_pages);
958
959 static void __bio_iov_bvec_set(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
960 {
961         WARN_ON_ONCE(bio->bi_max_vecs);
962
963         bio->bi_vcnt = iter->nr_segs;
964         bio->bi_io_vec = (struct bio_vec *)iter->bvec;
965         bio->bi_iter.bi_bvec_done = iter->iov_offset;
966         bio->bi_iter.bi_size = iter->count;
967         bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
968         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
969 }
970
971 static int bio_iov_bvec_set(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
972 {
973         __bio_iov_bvec_set(bio, iter);
974         iov_iter_advance(iter, iter->count);
975         return 0;
976 }
977
978 static int bio_iov_bvec_set_append(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
979 {
980         struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
981         struct iov_iter i = *iter;
982
983         iov_iter_truncate(&i, queue_max_zone_append_sectors(q) << 9);
984         __bio_iov_bvec_set(bio, &i);
985         iov_iter_advance(iter, i.count);
986         return 0;
987 }
988
989 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
990
991 /**
992  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
993  * @bio: bio to add pages to
994  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
995  *
996  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
997  * pages will have to be released using put_page() when done.
998  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
999  * next non-empty segment of the iov iterator.
1000  */
1001 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1002 {
1003         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
1004         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
1005         unsigned int bytes_left = bio_max_size(bio) - bio->bi_iter.bi_size;
1006         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
1007         struct page **pages = (struct page **)bv;
1008         bool same_page = false;
1009         ssize_t size, left;
1010         unsigned len, i;
1011         size_t offset;
1012
1013         /*
1014          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
1015          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
1016          * without overwriting the temporary page array.
1017         */
1018         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
1019         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
1020
1021         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, bytes_left, nr_pages,
1022                                   &offset);
1023         if (unlikely(size <= 0))
1024                 return size ? size : -EFAULT;
1025
1026         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
1027                 struct page *page = pages[i];
1028
1029                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
1030
1031                 if (__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
1032                         if (same_page)
1033                                 put_page(page);
1034                 } else {
1035                         if (WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len)))
1036                                 return -EINVAL;
1037                         __bio_add_page(bio, page, len, offset);
1038                 }
1039                 offset = 0;
1040         }
1041
1042         iov_iter_advance(iter, size);
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static int __bio_iov_append_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1047 {
1048         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
1049         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
1050         struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
1051         unsigned int max_append_sectors = queue_max_zone_append_sectors(q);
1052         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
1053         struct page **pages = (struct page **)bv;
1054         ssize_t size, left;
1055         unsigned len, i;
1056         size_t offset;
1057         int ret = 0;
1058
1059         if (WARN_ON_ONCE(!max_append_sectors))
1060                 return 0;
1061
1062         /*
1063          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
1064          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
1065          * without overwriting the temporary page array.
1066          */
1067         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
1068         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
1069
1070         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
1071         if (unlikely(size <= 0))
1072                 return size ? size : -EFAULT;
1073
1074         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
1075                 struct page *page = pages[i];
1076                 bool same_page = false;
1077
1078                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
1079                 if (bio_add_hw_page(q, bio, page, len, offset,
1080                                 max_append_sectors, &same_page) != len) {
1081                         ret = -EINVAL;
1082                         break;
1083                 }
1084                 if (same_page)
1085                         put_page(page);
1086                 offset = 0;
1087         }
1088
1089         iov_iter_advance(iter, size - left);
1090         return ret;
1091 }
1092
1093 /**
1094  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
1095  * @bio: bio to add pages to
1096  * @iter: iov iterator describing the region to be added
1097  *
1098  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
1099  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
1100  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
1101  * pages. For bvec based iterators bio_iov_iter_get_pages() uses the provided
1102  * bvecs rather than copying them. Hence anyone issuing kiocb based IO needs
1103  * to ensure the bvecs and pages stay referenced until the submitted I/O is
1104  * completed by a call to ->ki_complete() or returns with an error other than
1105  * -EIOCBQUEUED. The caller needs to check if the bio is flagged BIO_NO_PAGE_REF
1106  * on IO completion. If it isn't, then pages should be released.
1107  *
1108  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
1109  * fit into the bio, or are requested in @iter, whatever is smaller. If
1110  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
1111  * is returned only if 0 pages could be pinned.
1112  *
1113  * It's intended for direct IO, so doesn't do PSI tracking, the caller is
1114  * responsible for setting BIO_WORKINGSET if necessary.
1115  */
1116 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1117 {
1118         int ret = 0;
1119
1120         if (iov_iter_is_bvec(iter)) {
1121                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
1122                         return bio_iov_bvec_set_append(bio, iter);
1123                 return bio_iov_bvec_set(bio, iter);
1124         }
1125
1126         do {
1127                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
1128                         ret = __bio_iov_append_get_pages(bio, iter);
1129                 else
1130                         ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
1131         } while (!ret && iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio, 0));
1132
1133         /* don't account direct I/O as memory stall */
1134         bio_clear_flag(bio, BIO_WORKINGSET);
1135         return bio->bi_vcnt ? 0 : ret;
1136 }
1137 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_iov_iter_get_pages);
1138
1139 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
1140 {
1141         complete(bio->bi_private);
1142 }
1143
1144 /**
1145  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
1146  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1147  *
1148  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
1149  * bio_endio() on failure.
1150  *
1151  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
1152  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
1153  * on his own.
1154  */
1155 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1156 {
1157         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done,
1158                         bio->bi_bdev->bd_disk->lockdep_map);
1159         unsigned long hang_check;
1160
1161         bio->bi_private = &done;
1162         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1163         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1164         submit_bio(bio);
1165
1166         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1167         hang_check = sysctl_hung_task_timeout_secs;
1168         if (hang_check)
1169                 while (!wait_for_completion_io_timeout(&done,
1170                                         hang_check * (HZ/2)))
1171                         ;
1172         else
1173                 wait_for_completion_io(&done);
1174
1175         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1178
1179 /**
1180  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1181  * @bio:        bio to advance
1182  * @bytes:      number of bytes to complete
1183  *
1184  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1185  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1186  * be updated on the last bvec as well.
1187  *
1188  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1189  */
1190 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1191 {
1192         if (bio_integrity(bio))
1193                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1194
1195         bio_crypt_advance(bio, bytes);
1196         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1197 }
1198 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1199
1200 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1201                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1202 {
1203         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1204         void *src_p, *dst_p;
1205         unsigned bytes;
1206
1207         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1208                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1209                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1210
1211                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1212
1213                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1214                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1215
1216                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1217                        src_p + src_bv.bv_offset,
1218                        bytes);
1219
1220                 kunmap_atomic(dst_p);
1221                 kunmap_atomic(src_p);
1222
1223                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1224
1225                 bio_advance_iter_single(src, src_iter, bytes);
1226                 bio_advance_iter_single(dst, dst_iter, bytes);
1227         }
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1230
1231 /**
1232  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1233  * @src: source bio
1234  * @dst: destination bio
1235  *
1236  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1237  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1238  */
1239 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1240 {
1241         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1242         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1243
1244         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1247
1248 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1249 {
1250         struct bio_vec *bvec;
1251         struct bvec_iter_all iter_all;
1252
1253         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1254                 __free_page(bvec->bv_page);
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1257
1258 /*
1259  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1260  * for performing direct-IO in BIOs.
1261  *
1262  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1263  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1264  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1265  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1266  * in process context.
1267  *
1268  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1269  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1270  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1271  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1272  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1273  *
1274  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1275  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1276  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1277  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1278  * pagecache.
1279  *
1280  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1281  * deferred bio dirtying paths.
1282  */
1283
1284 /*
1285  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1286  */
1287 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1288 {
1289         struct bio_vec *bvec;
1290         struct bvec_iter_all iter_all;
1291
1292         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1293                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1294                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1295         }
1296 }
1297
1298 /*
1299  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1300  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1301  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1302  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1303  *
1304  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1305  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1306  * bio_put() against the BIO.
1307  */
1308
1309 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1310
1311 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1312 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1313 static struct bio *bio_dirty_list;
1314
1315 /*
1316  * This runs in process context
1317  */
1318 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1319 {
1320         struct bio *bio, *next;
1321
1322         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1323         next = bio_dirty_list;
1324         bio_dirty_list = NULL;
1325         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1326
1327         while ((bio = next) != NULL) {
1328                 next = bio->bi_private;
1329
1330                 bio_release_pages(bio, true);
1331                 bio_put(bio);
1332         }
1333 }
1334
1335 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1336 {
1337         struct bio_vec *bvec;
1338         unsigned long flags;
1339         struct bvec_iter_all iter_all;
1340
1341         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1342                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1343                         goto defer;
1344         }
1345
1346         bio_release_pages(bio, false);
1347         bio_put(bio);
1348         return;
1349 defer:
1350         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1351         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1352         bio_dirty_list = bio;
1353         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1354         schedule_work(&bio_dirty_work);
1355 }
1356
1357 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1358 {
1359         /*
1360          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1361          * we always end io on the first invocation.
1362          */
1363         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1364                 return true;
1365
1366         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1367
1368         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1369                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1370                 return true;
1371         }
1372
1373         return false;
1374 }
1375
1376 /**
1377  * bio_endio - end I/O on a bio
1378  * @bio:        bio
1379  *
1380  * Description:
1381  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1382  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1383  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1384  *
1385  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1386  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1387  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1388  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1389  **/
1390 void bio_endio(struct bio *bio)
1391 {
1392 again:
1393         if (!bio_remaining_done(bio))
1394                 return;
1395         if (!bio_integrity_endio(bio))
1396                 return;
1397
1398         if (bio->bi_bdev)
1399                 rq_qos_done_bio(bio->bi_bdev->bd_disk->queue, bio);
1400
1401         /*
1402          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1403          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1404          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1405          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1406          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1407          * gcc's sibling call optimization.
1408          */
1409         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1410                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1411                 goto again;
1412         }
1413
1414         if (bio->bi_bdev && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1415                 trace_block_bio_complete(bio->bi_bdev->bd_disk->queue, bio);
1416                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1417         }
1418
1419         blk_throtl_bio_endio(bio);
1420         /* release cgroup info */
1421         bio_uninit(bio);
1422         if (bio->bi_end_io)
1423                 bio->bi_end_io(bio);
1424 }
1425 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1426
1427 /**
1428  * bio_split - split a bio
1429  * @bio:        bio to split
1430  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1431  * @gfp:        gfp mask
1432  * @bs:         bio set to allocate from
1433  *
1434  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1435  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1436  *
1437  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1438  * to @bio's bi_io_vec. It is the caller's responsibility to ensure that
1439  * neither @bio nor @bs are freed before the split bio.
1440  */
1441 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1442                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1443 {
1444         struct bio *split;
1445
1446         BUG_ON(sectors <= 0);
1447         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1448
1449         /* Zone append commands cannot be split */
1450         if (WARN_ON_ONCE(bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND))
1451                 return NULL;
1452
1453         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1454         if (!split)
1455                 return NULL;
1456
1457         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1458
1459         if (bio_integrity(split))
1460                 bio_integrity_trim(split);
1461
1462         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1463
1464         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1465                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1466
1467         return split;
1468 }
1469 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1470
1471 /**
1472  * bio_trim - trim a bio
1473  * @bio:        bio to trim
1474  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1475  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1476  */
1477 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1478 {
1479         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1480          * the given offset and size.
1481          */
1482
1483         size <<= 9;
1484         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1485                 return;
1486
1487         bio_advance(bio, offset << 9);
1488         bio->bi_iter.bi_size = size;
1489
1490         if (bio_integrity(bio))
1491                 bio_integrity_trim(bio);
1492
1493 }
1494 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1495
1496 /*
1497  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1498  * use the global biovec slabs created for general use.
1499  */
1500 int biovec_init_pool(mempool_t *pool, int pool_entries)
1501 {
1502         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + ARRAY_SIZE(bvec_slabs) - 1;
1503
1504         return mempool_init_slab_pool(pool, pool_entries, bp->slab);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * bioset_exit - exit a bioset initialized with bioset_init()
1509  *
1510  * May be called on a zeroed but uninitialized bioset (i.e. allocated with
1511  * kzalloc()).
1512  */
1513 void bioset_exit(struct bio_set *bs)
1514 {
1515         if (bs->rescue_workqueue)
1516                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1517         bs->rescue_workqueue = NULL;
1518
1519         mempool_exit(&bs->bio_pool);
1520         mempool_exit(&bs->bvec_pool);
1521
1522         bioset_integrity_free(bs);
1523         if (bs->bio_slab)
1524                 bio_put_slab(bs);
1525         bs->bio_slab = NULL;
1526 }
1527 EXPORT_SYMBOL(bioset_exit);
1528
1529 /**
1530  * bioset_init - Initialize a bio_set
1531  * @bs:         pool to initialize
1532  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1533  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1534  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1535  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1536  *
1537  * Description:
1538  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1539  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1540  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1541  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1542  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1543  *    or things will break badly.
1544  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1545  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1546  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1547  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1548  *
1549  */
1550 int bioset_init(struct bio_set *bs,
1551                 unsigned int pool_size,
1552                 unsigned int front_pad,
1553                 int flags)
1554 {
1555         bs->front_pad = front_pad;
1556         if (flags & BIOSET_NEED_BVECS)
1557                 bs->back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1558         else
1559                 bs->back_pad = 0;
1560
1561         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1562         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1563         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1564
1565         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(bs);
1566         if (!bs->bio_slab)
1567                 return -ENOMEM;
1568
1569         if (mempool_init_slab_pool(&bs->bio_pool, pool_size, bs->bio_slab))
1570                 goto bad;
1571
1572         if ((flags & BIOSET_NEED_BVECS) &&
1573             biovec_init_pool(&bs->bvec_pool, pool_size))
1574                 goto bad;
1575
1576         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
1577                 return 0;
1578
1579         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
1580         if (!bs->rescue_workqueue)
1581                 goto bad;
1582
1583         return 0;
1584 bad:
1585         bioset_exit(bs);
1586         return -ENOMEM;
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL(bioset_init);
1589
1590 /*
1591  * Initialize and setup a new bio_set, based on the settings from
1592  * another bio_set.
1593  */
1594 int bioset_init_from_src(struct bio_set *bs, struct bio_set *src)
1595 {
1596         int flags;
1597
1598         flags = 0;
1599         if (src->bvec_pool.min_nr)
1600                 flags |= BIOSET_NEED_BVECS;
1601         if (src->rescue_workqueue)
1602                 flags |= BIOSET_NEED_RESCUER;
1603
1604         return bioset_init(bs, src->bio_pool.min_nr, src->front_pad, flags);
1605 }
1606 EXPORT_SYMBOL(bioset_init_from_src);
1607
1608 static int __init init_bio(void)
1609 {
1610         int i;
1611
1612         bio_integrity_init();
1613
1614         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bvec_slabs); i++) {
1615                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
1616
1617                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name,
1618                                 bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec), 0,
1619                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
1620         }
1621
1622         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
1623                 panic("bio: can't allocate bios\n");
1624
1625         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
1626                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
1627
1628         return 0;
1629 }
1630 subsys_initcall(init_bio);