]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - block/bio.c
Merge tag 'kvmarm-5.6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kvmarm/kvmarm...
[linux.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
21 #include <trace/events/block.h>
22 #include "blk.h"
23 #include "blk-rq-qos.h"
24
25 /*
26  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
27  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
28  */
29 #define BIO_INLINE_VECS         4
30
31 /*
32  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
33  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
34  * unsigned short
35  */
36 #define BV(x, n) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"#n }
37 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
38         BV(1, 1), BV(4, 4), BV(16, 16), BV(64, 64), BV(128, 128), BV(BIO_MAX_PAGES, max),
39 };
40 #undef BV
41
42 /*
43  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
44  * IO code that does not need private memory pools.
45  */
46 struct bio_set fs_bio_set;
47 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
48
49 /*
50  * Our slab pool management
51  */
52 struct bio_slab {
53         struct kmem_cache *slab;
54         unsigned int slab_ref;
55         unsigned int slab_size;
56         char name[8];
57 };
58 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
59 static struct bio_slab *bio_slabs;
60 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
61
62 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
63 {
64         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
65         struct kmem_cache *slab = NULL;
66         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
67         unsigned int new_bio_slab_max;
68         unsigned int i, entry = -1;
69
70         mutex_lock(&bio_slab_lock);
71
72         i = 0;
73         while (i < bio_slab_nr) {
74                 bslab = &bio_slabs[i];
75
76                 if (!bslab->slab && entry == -1)
77                         entry = i;
78                 else if (bslab->slab_size == sz) {
79                         slab = bslab->slab;
80                         bslab->slab_ref++;
81                         break;
82                 }
83                 i++;
84         }
85
86         if (slab)
87                 goto out_unlock;
88
89         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
90                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
91                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
92                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
93                                          GFP_KERNEL);
94                 if (!new_bio_slabs)
95                         goto out_unlock;
96                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
97                 bio_slabs = new_bio_slabs;
98         }
99         if (entry == -1)
100                 entry = bio_slab_nr++;
101
102         bslab = &bio_slabs[entry];
103
104         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
105         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
106                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
107         if (!slab)
108                 goto out_unlock;
109
110         bslab->slab = slab;
111         bslab->slab_ref = 1;
112         bslab->slab_size = sz;
113 out_unlock:
114         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
115         return slab;
116 }
117
118 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
119 {
120         struct bio_slab *bslab = NULL;
121         unsigned int i;
122
123         mutex_lock(&bio_slab_lock);
124
125         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
126                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
127                         bslab = &bio_slabs[i];
128                         break;
129                 }
130         }
131
132         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
133                 goto out;
134
135         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
136
137         if (--bslab->slab_ref)
138                 goto out;
139
140         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
141         bslab->slab = NULL;
142
143 out:
144         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
145 }
146
147 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
148 {
149         return bvec_slabs[--idx].nr_vecs;
150 }
151
152 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
153 {
154         if (!idx)
155                 return;
156         idx--;
157
158         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
159
160         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
161                 mempool_free(bv, pool);
162         } else {
163                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
164
165                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
166         }
167 }
168
169 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
170                            mempool_t *pool)
171 {
172         struct bio_vec *bvl;
173
174         /*
175          * see comment near bvec_array define!
176          */
177         switch (nr) {
178         case 1:
179                 *idx = 0;
180                 break;
181         case 2 ... 4:
182                 *idx = 1;
183                 break;
184         case 5 ... 16:
185                 *idx = 2;
186                 break;
187         case 17 ... 64:
188                 *idx = 3;
189                 break;
190         case 65 ... 128:
191                 *idx = 4;
192                 break;
193         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
194                 *idx = 5;
195                 break;
196         default:
197                 return NULL;
198         }
199
200         /*
201          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
202          * 1-vec entry pool is mempool backed.
203          */
204         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
205 fallback:
206                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
207         } else {
208                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
209                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
210
211                 /*
212                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
213                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
214                  * in case of failure.
215                  */
216                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
217
218                 /*
219                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
220                  * is set, retry with the 1-entry mempool
221                  */
222                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
223                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
224                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
225                         goto fallback;
226                 }
227         }
228
229         (*idx)++;
230         return bvl;
231 }
232
233 void bio_uninit(struct bio *bio)
234 {
235         bio_disassociate_blkg(bio);
236
237         if (bio_integrity(bio))
238                 bio_integrity_free(bio);
239 }
240 EXPORT_SYMBOL(bio_uninit);
241
242 static void bio_free(struct bio *bio)
243 {
244         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
245         void *p;
246
247         bio_uninit(bio);
248
249         if (bs) {
250                 bvec_free(&bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
251
252                 /*
253                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
254                  */
255                 p = bio;
256                 p -= bs->front_pad;
257
258                 mempool_free(p, &bs->bio_pool);
259         } else {
260                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
261                 kfree(bio);
262         }
263 }
264
265 /*
266  * Users of this function have their own bio allocation. Subsequently,
267  * they must remember to pair any call to bio_init() with bio_uninit()
268  * when IO has completed, or when the bio is released.
269  */
270 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
271               unsigned short max_vecs)
272 {
273         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
274         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
275         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
276
277         bio->bi_io_vec = table;
278         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
281
282 /**
283  * bio_reset - reinitialize a bio
284  * @bio:        bio to reset
285  *
286  * Description:
287  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
288  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
289  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
290  *   comment in struct bio.
291  */
292 void bio_reset(struct bio *bio)
293 {
294         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
295
296         bio_uninit(bio);
297
298         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
299         bio->bi_flags = flags;
300         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
301 }
302 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
303
304 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
305 {
306         struct bio *parent = bio->bi_private;
307
308         if (!parent->bi_status)
309                 parent->bi_status = bio->bi_status;
310         bio_put(bio);
311         return parent;
312 }
313
314 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
315 {
316         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
317 }
318
319 /**
320  * bio_chain - chain bio completions
321  * @bio: the target bio
322  * @parent: the @bio's parent bio
323  *
324  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
325  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
326  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
327  *
328  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
329  */
330 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
331 {
332         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
333
334         bio->bi_private = parent;
335         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
336         bio_inc_remaining(parent);
337 }
338 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
339
340 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
341 {
342         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
343         struct bio *bio;
344
345         while (1) {
346                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
347                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
348                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
349
350                 if (!bio)
351                         break;
352
353                 generic_make_request(bio);
354         }
355 }
356
357 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
358 {
359         struct bio_list punt, nopunt;
360         struct bio *bio;
361
362         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
363                 return;
364         /*
365          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
366          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
367          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
368          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
369          * our own rescuer would be bad.
370          *
371          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
372          * remove from the middle of the list:
373          */
374
375         bio_list_init(&punt);
376         bio_list_init(&nopunt);
377
378         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
379                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
380         current->bio_list[0] = nopunt;
381
382         bio_list_init(&nopunt);
383         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
384                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
385         current->bio_list[1] = nopunt;
386
387         spin_lock(&bs->rescue_lock);
388         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
389         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
390
391         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
392 }
393
394 /**
395  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
396  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
397  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
398  * @bs:         the bio_set to allocate from.
399  *
400  * Description:
401  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
402  *   backed by the @bs's mempool.
403  *
404  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
405  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
406  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
407  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
408  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
409  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
410  *
411  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
412  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
413  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
414  *   stack overflows.
415  *
416  *   This would normally mean allocating multiple bios under
417  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
418  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
419  *   thread.
420  *
421  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
422  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
423  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
424  *   for per bio allocations.
425  *
426  *   RETURNS:
427  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
428  */
429 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
430                              struct bio_set *bs)
431 {
432         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
433         unsigned front_pad;
434         unsigned inline_vecs;
435         struct bio_vec *bvl = NULL;
436         struct bio *bio;
437         void *p;
438
439         if (!bs) {
440                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
441                         return NULL;
442
443                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
444                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
445                             gfp_mask);
446                 front_pad = 0;
447                 inline_vecs = nr_iovecs;
448         } else {
449                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
450                 if (WARN_ON_ONCE(!mempool_initialized(&bs->bvec_pool) &&
451                                  nr_iovecs > 0))
452                         return NULL;
453                 /*
454                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
455                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
456                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
457                  * return.
458                  *
459                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
460                  * multiple bios from the same bio_set() while running
461                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
462                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
463                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
464                  * reserve.
465                  *
466                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
467                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
468                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
469                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
470                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
471                  * we retry with the original gfp_flags.
472                  */
473
474                 if (current->bio_list &&
475                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
476                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
477                     bs->rescue_workqueue)
478                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
479
480                 p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
481                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
482                         punt_bios_to_rescuer(bs);
483                         gfp_mask = saved_gfp;
484                         p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
485                 }
486
487                 front_pad = bs->front_pad;
488                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
489         }
490
491         if (unlikely(!p))
492                 return NULL;
493
494         bio = p + front_pad;
495         bio_init(bio, NULL, 0);
496
497         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
498                 unsigned long idx = 0;
499
500                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
501                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
502                         punt_bios_to_rescuer(bs);
503                         gfp_mask = saved_gfp;
504                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
505                 }
506
507                 if (unlikely(!bvl))
508                         goto err_free;
509
510                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
511         } else if (nr_iovecs) {
512                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
513         }
514
515         bio->bi_pool = bs;
516         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
517         bio->bi_io_vec = bvl;
518         return bio;
519
520 err_free:
521         mempool_free(p, &bs->bio_pool);
522         return NULL;
523 }
524 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
525
526 void zero_fill_bio_iter(struct bio *bio, struct bvec_iter start)
527 {
528         unsigned long flags;
529         struct bio_vec bv;
530         struct bvec_iter iter;
531
532         __bio_for_each_segment(bv, bio, iter, start) {
533                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
534                 memset(data, 0, bv.bv_len);
535                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
536                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
537         }
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio_iter);
540
541 void bio_truncate(struct bio *bio, unsigned new_size)
542 {
543         struct bio_vec bv;
544         struct bvec_iter iter;
545         unsigned int done = 0;
546         bool truncated = false;
547
548         if (new_size >= bio->bi_iter.bi_size)
549                 return;
550
551         if (bio_data_dir(bio) != READ)
552                 goto exit;
553
554         bio_for_each_segment(bv, bio, iter) {
555                 if (done + bv.bv_len > new_size) {
556                         unsigned offset;
557
558                         if (!truncated)
559                                 offset = new_size - done;
560                         else
561                                 offset = 0;
562                         zero_user(bv.bv_page, offset, bv.bv_len - offset);
563                         truncated = true;
564                 }
565                 done += bv.bv_len;
566         }
567
568  exit:
569         /*
570          * Don't touch bvec table here and make it really immutable, since
571          * fs bio user has to retrieve all pages via bio_for_each_segment_all
572          * in its .end_bio() callback.
573          *
574          * It is enough to truncate bio by updating .bi_size since we can make
575          * correct bvec with the updated .bi_size for drivers.
576          */
577         bio->bi_iter.bi_size = new_size;
578 }
579
580 /**
581  * bio_put - release a reference to a bio
582  * @bio:   bio to release reference to
583  *
584  * Description:
585  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
586  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
587  **/
588 void bio_put(struct bio *bio)
589 {
590         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
591                 bio_free(bio);
592         else {
593                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
594
595                 /*
596                  * last put frees it
597                  */
598                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
599                         bio_free(bio);
600         }
601 }
602 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
603
604 /**
605  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
606  *      @bio: destination bio
607  *      @bio_src: bio to clone
608  *
609  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
610  *      the actual data it points to. Reference count of returned
611  *      bio will be one.
612  *
613  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
614  */
615 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
616 {
617         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
618
619         /*
620          * most users will be overriding ->bi_disk with a new target,
621          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
622          */
623         bio->bi_disk = bio_src->bi_disk;
624         bio->bi_partno = bio_src->bi_partno;
625         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
626         if (bio_flagged(bio_src, BIO_THROTTLED))
627                 bio_set_flag(bio, BIO_THROTTLED);
628         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
629         bio->bi_ioprio = bio_src->bi_ioprio;
630         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
631         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
632         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
633
634         bio_clone_blkg_association(bio, bio_src);
635         blkcg_bio_issue_init(bio);
636 }
637 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
638
639 /**
640  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
641  *      @bio: bio to clone
642  *      @gfp_mask: allocation priority
643  *      @bs: bio_set to allocate from
644  *
645  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
646  */
647 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
648 {
649         struct bio *b;
650
651         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
652         if (!b)
653                 return NULL;
654
655         __bio_clone_fast(b, bio);
656
657         if (bio_integrity(bio)) {
658                 int ret;
659
660                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
661
662                 if (ret < 0) {
663                         bio_put(b);
664                         return NULL;
665                 }
666         }
667
668         return b;
669 }
670 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
671
672 static inline bool page_is_mergeable(const struct bio_vec *bv,
673                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
674                 bool *same_page)
675 {
676         phys_addr_t vec_end_addr = page_to_phys(bv->bv_page) +
677                 bv->bv_offset + bv->bv_len - 1;
678         phys_addr_t page_addr = page_to_phys(page);
679
680         if (vec_end_addr + 1 != page_addr + off)
681                 return false;
682         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(bv, page))
683                 return false;
684
685         *same_page = ((vec_end_addr & PAGE_MASK) == page_addr);
686         if (!*same_page && pfn_to_page(PFN_DOWN(vec_end_addr)) + 1 != page)
687                 return false;
688         return true;
689 }
690
691 static bool bio_try_merge_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
692                 struct page *page, unsigned len, unsigned offset,
693                 bool *same_page)
694 {
695         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
696         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
697         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
698         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(page) + offset + len - 1;
699
700         if ((addr1 | mask) != (addr2 | mask))
701                 return false;
702         if (bv->bv_len + len > queue_max_segment_size(q))
703                 return false;
704         return __bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, same_page);
705 }
706
707 /**
708  *      __bio_add_pc_page       - attempt to add page to passthrough bio
709  *      @q: the target queue
710  *      @bio: destination bio
711  *      @page: page to add
712  *      @len: vec entry length
713  *      @offset: vec entry offset
714  *      @same_page: return if the merge happen inside the same page
715  *
716  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
717  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
718  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
719  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
720  *
721  *      This should only be used by passthrough bios.
722  */
723 static int __bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
724                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
725                 bool *same_page)
726 {
727         struct bio_vec *bvec;
728
729         /*
730          * cloned bio must not modify vec list
731          */
732         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
733                 return 0;
734
735         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
736                 return 0;
737
738         if (bio->bi_vcnt > 0) {
739                 if (bio_try_merge_pc_page(q, bio, page, len, offset, same_page))
740                         return len;
741
742                 /*
743                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this segment
744                  * would create a gap, disallow it.
745                  */
746                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
747                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
748                         return 0;
749         }
750
751         if (bio_full(bio, len))
752                 return 0;
753
754         if (bio->bi_vcnt >= queue_max_segments(q))
755                 return 0;
756
757         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
758         bvec->bv_page = page;
759         bvec->bv_len = len;
760         bvec->bv_offset = offset;
761         bio->bi_vcnt++;
762         bio->bi_iter.bi_size += len;
763         return len;
764 }
765
766 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
767                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
768 {
769         bool same_page = false;
770         return __bio_add_pc_page(q, bio, page, len, offset, &same_page);
771 }
772 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
773
774 /**
775  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
776  * @bio: destination bio
777  * @page: start page to add
778  * @len: length of the data to add
779  * @off: offset of the data relative to @page
780  * @same_page: return if the segment has been merged inside the same page
781  *
782  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
783  * a useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
784  * page size.
785  *
786  * Warn if (@len, @off) crosses pages in case that @same_page is true.
787  *
788  * Return %true on success or %false on failure.
789  */
790 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
791                 unsigned int len, unsigned int off, bool *same_page)
792 {
793         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
794                 return false;
795
796         if (bio->bi_vcnt > 0) {
797                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
798
799                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
800                         if (bio->bi_iter.bi_size > UINT_MAX - len)
801                                 return false;
802                         bv->bv_len += len;
803                         bio->bi_iter.bi_size += len;
804                         return true;
805                 }
806         }
807         return false;
808 }
809 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
810
811 /**
812  * __bio_add_page - add page(s) to a bio in a new segment
813  * @bio: destination bio
814  * @page: start page to add
815  * @len: length of the data to add, may cross pages
816  * @off: offset of the data relative to @page, may cross pages
817  *
818  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
819  * that @bio has space for another bvec.
820  */
821 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
822                 unsigned int len, unsigned int off)
823 {
824         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
825
826         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
827         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len));
828
829         bv->bv_page = page;
830         bv->bv_offset = off;
831         bv->bv_len = len;
832
833         bio->bi_iter.bi_size += len;
834         bio->bi_vcnt++;
835
836         if (!bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET) && unlikely(PageWorkingset(page)))
837                 bio_set_flag(bio, BIO_WORKINGSET);
838 }
839 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_add_page);
840
841 /**
842  *      bio_add_page    -       attempt to add page(s) to bio
843  *      @bio: destination bio
844  *      @page: start page to add
845  *      @len: vec entry length, may cross pages
846  *      @offset: vec entry offset relative to @page, may cross pages
847  *
848  *      Attempt to add page(s) to the bio_vec maplist. This will only fail
849  *      if either bio->bi_vcnt == bio->bi_max_vecs or it's a cloned bio.
850  */
851 int bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
852                  unsigned int len, unsigned int offset)
853 {
854         bool same_page = false;
855
856         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
857                 if (bio_full(bio, len))
858                         return 0;
859                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
860         }
861         return len;
862 }
863 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
864
865 void bio_release_pages(struct bio *bio, bool mark_dirty)
866 {
867         struct bvec_iter_all iter_all;
868         struct bio_vec *bvec;
869
870         if (bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
871                 return;
872
873         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
874                 if (mark_dirty && !PageCompound(bvec->bv_page))
875                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
876                 put_page(bvec->bv_page);
877         }
878 }
879
880 static int __bio_iov_bvec_add_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
881 {
882         const struct bio_vec *bv = iter->bvec;
883         unsigned int len;
884         size_t size;
885
886         if (WARN_ON_ONCE(iter->iov_offset > bv->bv_len))
887                 return -EINVAL;
888
889         len = min_t(size_t, bv->bv_len - iter->iov_offset, iter->count);
890         size = bio_add_page(bio, bv->bv_page, len,
891                                 bv->bv_offset + iter->iov_offset);
892         if (unlikely(size != len))
893                 return -EINVAL;
894         iov_iter_advance(iter, size);
895         return 0;
896 }
897
898 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
899
900 /**
901  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
902  * @bio: bio to add pages to
903  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
904  *
905  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
906  * pages will have to be released using put_page() when done.
907  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
908  * the next non-empty segment of the iov iterator.
909  */
910 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
911 {
912         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
913         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
914         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
915         struct page **pages = (struct page **)bv;
916         bool same_page = false;
917         ssize_t size, left;
918         unsigned len, i;
919         size_t offset;
920
921         /*
922          * Move page array up in the allocated memory for the bio vecs as far as
923          * possible so that we can start filling biovecs from the beginning
924          * without overwriting the temporary page array.
925         */
926         BUILD_BUG_ON(PAGE_PTRS_PER_BVEC < 2);
927         pages += entries_left * (PAGE_PTRS_PER_BVEC - 1);
928
929         size = iov_iter_get_pages(iter, pages, LONG_MAX, nr_pages, &offset);
930         if (unlikely(size <= 0))
931                 return size ? size : -EFAULT;
932
933         for (left = size, i = 0; left > 0; left -= len, i++) {
934                 struct page *page = pages[i];
935
936                 len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, left);
937
938                 if (__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, &same_page)) {
939                         if (same_page)
940                                 put_page(page);
941                 } else {
942                         if (WARN_ON_ONCE(bio_full(bio, len)))
943                                 return -EINVAL;
944                         __bio_add_page(bio, page, len, offset);
945                 }
946                 offset = 0;
947         }
948
949         iov_iter_advance(iter, size);
950         return 0;
951 }
952
953 /**
954  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
955  * @bio: bio to add pages to
956  * @iter: iov iterator describing the region to be added
957  *
958  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
959  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
960  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
961  * pages. If we're adding kernel pages, and the caller told us it's safe to
962  * do so, we just have to add the pages to the bio directly. We don't grab an
963  * extra reference to those pages (the user should already have that), and we
964  * don't put the page on IO completion. The caller needs to check if the bio is
965  * flagged BIO_NO_PAGE_REF on IO completion. If it isn't, then pages should be
966  * released.
967  *
968  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
969  * fit into the bio, or are requested in *iter, whatever is smaller. If
970  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
971  * is returned only if 0 pages could be pinned.
972  */
973 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
974 {
975         const bool is_bvec = iov_iter_is_bvec(iter);
976         int ret;
977
978         if (WARN_ON_ONCE(bio->bi_vcnt))
979                 return -EINVAL;
980
981         do {
982                 if (is_bvec)
983                         ret = __bio_iov_bvec_add_pages(bio, iter);
984                 else
985                         ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
986         } while (!ret && iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio, 0));
987
988         if (is_bvec)
989                 bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
990         return bio->bi_vcnt ? 0 : ret;
991 }
992
993 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
994 {
995         complete(bio->bi_private);
996 }
997
998 /**
999  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
1000  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1001  *
1002  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
1003  * bio_endio() on failure.
1004  *
1005  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
1006  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
1007  * on his own.
1008  */
1009 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1010 {
1011         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
1012
1013         bio->bi_private = &done;
1014         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1015         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1016         submit_bio(bio);
1017         wait_for_completion_io(&done);
1018
1019         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1020 }
1021 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1022
1023 /**
1024  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1025  * @bio:        bio to advance
1026  * @bytes:      number of bytes to complete
1027  *
1028  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1029  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1030  * be updated on the last bvec as well.
1031  *
1032  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1033  */
1034 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1035 {
1036         if (bio_integrity(bio))
1037                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1038
1039         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1042
1043 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1044                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1045 {
1046         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1047         void *src_p, *dst_p;
1048         unsigned bytes;
1049
1050         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1051                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1052                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1053
1054                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1055
1056                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1057                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1058
1059                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1060                        src_p + src_bv.bv_offset,
1061                        bytes);
1062
1063                 kunmap_atomic(dst_p);
1064                 kunmap_atomic(src_p);
1065
1066                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1067
1068                 bio_advance_iter(src, src_iter, bytes);
1069                 bio_advance_iter(dst, dst_iter, bytes);
1070         }
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1073
1074 /**
1075  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1076  * @src: source bio
1077  * @dst: destination bio
1078  *
1079  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1080  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1081  */
1082 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1083 {
1084         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1085         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1086
1087         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1088 }
1089 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1090
1091 /**
1092  * bio_list_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1093  * another
1094  * @src: source bio list
1095  * @dst: destination bio list
1096  *
1097  * Stops when it reaches the end of either the @src list or @dst list - that is,
1098  * copies min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of
1099  * bios).
1100  */
1101 void bio_list_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1102 {
1103         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1104         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1105
1106         while (1) {
1107                 if (!src_iter.bi_size) {
1108                         src = src->bi_next;
1109                         if (!src)
1110                                 break;
1111
1112                         src_iter = src->bi_iter;
1113                 }
1114
1115                 if (!dst_iter.bi_size) {
1116                         dst = dst->bi_next;
1117                         if (!dst)
1118                                 break;
1119
1120                         dst_iter = dst->bi_iter;
1121                 }
1122
1123                 bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1124         }
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL(bio_list_copy_data);
1127
1128 struct bio_map_data {
1129         int is_our_pages;
1130         struct iov_iter iter;
1131         struct iovec iov[];
1132 };
1133
1134 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(struct iov_iter *data,
1135                                                gfp_t gfp_mask)
1136 {
1137         struct bio_map_data *bmd;
1138         if (data->nr_segs > UIO_MAXIOV)
1139                 return NULL;
1140
1141         bmd = kmalloc(struct_size(bmd, iov, data->nr_segs), gfp_mask);
1142         if (!bmd)
1143                 return NULL;
1144         memcpy(bmd->iov, data->iov, sizeof(struct iovec) * data->nr_segs);
1145         bmd->iter = *data;
1146         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1147         return bmd;
1148 }
1149
1150 /**
1151  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1152  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1153  * @iter: iov_iter as source
1154  *
1155  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1156  * Returns 0 on success, or error on failure.
1157  */
1158 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1159 {
1160         struct bio_vec *bvec;
1161         struct bvec_iter_all iter_all;
1162
1163         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1164                 ssize_t ret;
1165
1166                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1167                                           bvec->bv_offset,
1168                                           bvec->bv_len,
1169                                           iter);
1170
1171                 if (!iov_iter_count(iter))
1172                         break;
1173
1174                 if (ret < bvec->bv_len)
1175                         return -EFAULT;
1176         }
1177
1178         return 0;
1179 }
1180
1181 /**
1182  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1183  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1184  * @iter: iov_iter as destination
1185  *
1186  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1187  * Returns 0 on success, or error on failure.
1188  */
1189 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1190 {
1191         struct bio_vec *bvec;
1192         struct bvec_iter_all iter_all;
1193
1194         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1195                 ssize_t ret;
1196
1197                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1198                                         bvec->bv_offset,
1199                                         bvec->bv_len,
1200                                         &iter);
1201
1202                 if (!iov_iter_count(&iter))
1203                         break;
1204
1205                 if (ret < bvec->bv_len)
1206                         return -EFAULT;
1207         }
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1213 {
1214         struct bio_vec *bvec;
1215         struct bvec_iter_all iter_all;
1216
1217         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1218                 __free_page(bvec->bv_page);
1219 }
1220 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1221
1222 /**
1223  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1224  *      @bio: bio being terminated
1225  *
1226  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1227  *      to user space in case of a read.
1228  */
1229 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1230 {
1231         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1232         int ret = 0;
1233
1234         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1235                 /*
1236                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1237                  * don't copy into a random user address space, just free
1238                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1239                  */
1240                 if (!current->mm)
1241                         ret = -EINTR;
1242                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1243                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1244                 if (bmd->is_our_pages)
1245                         bio_free_pages(bio);
1246         }
1247         kfree(bmd);
1248         bio_put(bio);
1249         return ret;
1250 }
1251
1252 /**
1253  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1254  *      @q:             destination block queue
1255  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1256  *      @iter:          iovec iterator
1257  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1258  *
1259  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1260  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1261  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1262  */
1263 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1264                               struct rq_map_data *map_data,
1265                               struct iov_iter *iter,
1266                               gfp_t gfp_mask)
1267 {
1268         struct bio_map_data *bmd;
1269         struct page *page;
1270         struct bio *bio;
1271         int i = 0, ret;
1272         int nr_pages;
1273         unsigned int len = iter->count;
1274         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1275
1276         bmd = bio_alloc_map_data(iter, gfp_mask);
1277         if (!bmd)
1278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1279
1280         /*
1281          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1282          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1283          * shortlived one.
1284          */
1285         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1286
1287         nr_pages = DIV_ROUND_UP(offset + len, PAGE_SIZE);
1288         if (nr_pages > BIO_MAX_PAGES)
1289                 nr_pages = BIO_MAX_PAGES;
1290
1291         ret = -ENOMEM;
1292         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1293         if (!bio)
1294                 goto out_bmd;
1295
1296         ret = 0;
1297
1298         if (map_data) {
1299                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1300                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1301         }
1302         while (len) {
1303                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1304
1305                 bytes -= offset;
1306
1307                 if (bytes > len)
1308                         bytes = len;
1309
1310                 if (map_data) {
1311                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1312                                 ret = -ENOMEM;
1313                                 break;
1314                         }
1315
1316                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1317                         page += (i % nr_pages);
1318
1319                         i++;
1320                 } else {
1321                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1322                         if (!page) {
1323                                 ret = -ENOMEM;
1324                                 break;
1325                         }
1326                 }
1327
1328                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes) {
1329                         if (!map_data)
1330                                 __free_page(page);
1331                         break;
1332                 }
1333
1334                 len -= bytes;
1335                 offset = 0;
1336         }
1337
1338         if (ret)
1339                 goto cleanup;
1340
1341         if (map_data)
1342                 map_data->offset += bio->bi_iter.bi_size;
1343
1344         /*
1345          * success
1346          */
1347         if ((iov_iter_rw(iter) == WRITE && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1348             (map_data && map_data->from_user)) {
1349                 ret = bio_copy_from_iter(bio, iter);
1350                 if (ret)
1351                         goto cleanup;
1352         } else {
1353                 if (bmd->is_our_pages)
1354                         zero_fill_bio(bio);
1355                 iov_iter_advance(iter, bio->bi_iter.bi_size);
1356         }
1357
1358         bio->bi_private = bmd;
1359         if (map_data && map_data->null_mapped)
1360                 bio_set_flag(bio, BIO_NULL_MAPPED);
1361         return bio;
1362 cleanup:
1363         if (!map_data)
1364                 bio_free_pages(bio);
1365         bio_put(bio);
1366 out_bmd:
1367         kfree(bmd);
1368         return ERR_PTR(ret);
1369 }
1370
1371 /**
1372  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1373  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1374  *      @iter:          iovec iterator
1375  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1376  *
1377  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1378  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1379  */
1380 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1381                              struct iov_iter *iter,
1382                              gfp_t gfp_mask)
1383 {
1384         int j;
1385         struct bio *bio;
1386         int ret;
1387
1388         if (!iov_iter_count(iter))
1389                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1390
1391         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES));
1392         if (!bio)
1393                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1394
1395         while (iov_iter_count(iter)) {
1396                 struct page **pages;
1397                 ssize_t bytes;
1398                 size_t offs, added = 0;
1399                 int npages;
1400
1401                 bytes = iov_iter_get_pages_alloc(iter, &pages, LONG_MAX, &offs);
1402                 if (unlikely(bytes <= 0)) {
1403                         ret = bytes ? bytes : -EFAULT;
1404                         goto out_unmap;
1405                 }
1406
1407                 npages = DIV_ROUND_UP(offs + bytes, PAGE_SIZE);
1408
1409                 if (unlikely(offs & queue_dma_alignment(q))) {
1410                         ret = -EINVAL;
1411                         j = 0;
1412                 } else {
1413                         for (j = 0; j < npages; j++) {
1414                                 struct page *page = pages[j];
1415                                 unsigned int n = PAGE_SIZE - offs;
1416                                 bool same_page = false;
1417
1418                                 if (n > bytes)
1419                                         n = bytes;
1420
1421                                 if (!__bio_add_pc_page(q, bio, page, n, offs,
1422                                                 &same_page)) {
1423                                         if (same_page)
1424                                                 put_page(page);
1425                                         break;
1426                                 }
1427
1428                                 added += n;
1429                                 bytes -= n;
1430                                 offs = 0;
1431                         }
1432                         iov_iter_advance(iter, added);
1433                 }
1434                 /*
1435                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1436                  */
1437                 while (j < npages)
1438                         put_page(pages[j++]);
1439                 kvfree(pages);
1440                 /* couldn't stuff something into bio? */
1441                 if (bytes)
1442                         break;
1443         }
1444
1445         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1446
1447         /*
1448          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1449          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1450          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1451          * reference to it
1452          */
1453         bio_get(bio);
1454         return bio;
1455
1456  out_unmap:
1457         bio_release_pages(bio, false);
1458         bio_put(bio);
1459         return ERR_PTR(ret);
1460 }
1461
1462 /**
1463  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1464  *      @bio:           the bio being unmapped
1465  *
1466  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1467  *      process context.
1468  *
1469  *      bio_unmap_user() may sleep.
1470  */
1471 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1472 {
1473         bio_release_pages(bio, bio_data_dir(bio) == READ);
1474         bio_put(bio);
1475         bio_put(bio);
1476 }
1477
1478 static void bio_invalidate_vmalloc_pages(struct bio *bio)
1479 {
1480 #ifdef ARCH_HAS_FLUSH_KERNEL_DCACHE_PAGE
1481         if (bio->bi_private && !op_is_write(bio_op(bio))) {
1482                 unsigned long i, len = 0;
1483
1484                 for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++)
1485                         len += bio->bi_io_vec[i].bv_len;
1486                 invalidate_kernel_vmap_range(bio->bi_private, len);
1487         }
1488 #endif
1489 }
1490
1491 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1492 {
1493         bio_invalidate_vmalloc_pages(bio);
1494         bio_put(bio);
1495 }
1496
1497 /**
1498  *      bio_map_kern    -       map kernel address into bio
1499  *      @q: the struct request_queue for the bio
1500  *      @data: pointer to buffer to map
1501  *      @len: length in bytes
1502  *      @gfp_mask: allocation flags for bio allocation
1503  *
1504  *      Map the kernel address into a bio suitable for io to a block
1505  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1506  */
1507 struct bio *bio_map_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1508                          gfp_t gfp_mask)
1509 {
1510         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1511         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1512         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1513         const int nr_pages = end - start;
1514         bool is_vmalloc = is_vmalloc_addr(data);
1515         struct page *page;
1516         int offset, i;
1517         struct bio *bio;
1518
1519         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1520         if (!bio)
1521                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1522
1523         if (is_vmalloc) {
1524                 flush_kernel_vmap_range(data, len);
1525                 bio->bi_private = data;
1526         }
1527
1528         offset = offset_in_page(kaddr);
1529         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1530                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1531
1532                 if (len <= 0)
1533                         break;
1534
1535                 if (bytes > len)
1536                         bytes = len;
1537
1538                 if (!is_vmalloc)
1539                         page = virt_to_page(data);
1540                 else
1541                         page = vmalloc_to_page(data);
1542                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes,
1543                                     offset) < bytes) {
1544                         /* we don't support partial mappings */
1545                         bio_put(bio);
1546                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1547                 }
1548
1549                 data += bytes;
1550                 len -= bytes;
1551                 offset = 0;
1552         }
1553
1554         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1555         return bio;
1556 }
1557
1558 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1559 {
1560         bio_free_pages(bio);
1561         bio_put(bio);
1562 }
1563
1564 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1565 {
1566         char *p = bio->bi_private;
1567         struct bio_vec *bvec;
1568         struct bvec_iter_all iter_all;
1569
1570         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1571                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1572                 p += bvec->bv_len;
1573         }
1574
1575         bio_copy_kern_endio(bio);
1576 }
1577
1578 /**
1579  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1580  *      @q: the struct request_queue for the bio
1581  *      @data: pointer to buffer to copy
1582  *      @len: length in bytes
1583  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1584  *      @reading: data direction is READ
1585  *
1586  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1587  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1588  */
1589 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1590                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1591 {
1592         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1593         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1594         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1595         struct bio *bio;
1596         void *p = data;
1597         int nr_pages = 0;
1598
1599         /*
1600          * Overflow, abort
1601          */
1602         if (end < start)
1603                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1604
1605         nr_pages = end - start;
1606         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1607         if (!bio)
1608                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1609
1610         while (len) {
1611                 struct page *page;
1612                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1613
1614                 if (bytes > len)
1615                         bytes = len;
1616
1617                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1618                 if (!page)
1619                         goto cleanup;
1620
1621                 if (!reading)
1622                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1623
1624                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1625                         break;
1626
1627                 len -= bytes;
1628                 p += bytes;
1629         }
1630
1631         if (reading) {
1632                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1633                 bio->bi_private = data;
1634         } else {
1635                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1636         }
1637
1638         return bio;
1639
1640 cleanup:
1641         bio_free_pages(bio);
1642         bio_put(bio);
1643         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1648  * for performing direct-IO in BIOs.
1649  *
1650  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1651  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1652  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1653  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1654  * in process context.
1655  *
1656  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1657  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1658  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1659  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1660  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1661  *
1662  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1663  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1664  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1665  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1666  * pagecache.
1667  *
1668  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1669  * deferred bio dirtying paths.
1670  */
1671
1672 /*
1673  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1674  */
1675 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1676 {
1677         struct bio_vec *bvec;
1678         struct bvec_iter_all iter_all;
1679
1680         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1681                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1682                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1683         }
1684 }
1685
1686 /*
1687  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1688  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1689  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1690  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1691  *
1692  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1693  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1694  * bio_put() against the BIO.
1695  */
1696
1697 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1698
1699 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1700 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1701 static struct bio *bio_dirty_list;
1702
1703 /*
1704  * This runs in process context
1705  */
1706 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1707 {
1708         struct bio *bio, *next;
1709
1710         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1711         next = bio_dirty_list;
1712         bio_dirty_list = NULL;
1713         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1714
1715         while ((bio = next) != NULL) {
1716                 next = bio->bi_private;
1717
1718                 bio_release_pages(bio, true);
1719                 bio_put(bio);
1720         }
1721 }
1722
1723 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1724 {
1725         struct bio_vec *bvec;
1726         unsigned long flags;
1727         struct bvec_iter_all iter_all;
1728
1729         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1730                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1731                         goto defer;
1732         }
1733
1734         bio_release_pages(bio, false);
1735         bio_put(bio);
1736         return;
1737 defer:
1738         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1739         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1740         bio_dirty_list = bio;
1741         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1742         schedule_work(&bio_dirty_work);
1743 }
1744
1745 void update_io_ticks(struct hd_struct *part, unsigned long now)
1746 {
1747         unsigned long stamp;
1748 again:
1749         stamp = READ_ONCE(part->stamp);
1750         if (unlikely(stamp != now)) {
1751                 if (likely(cmpxchg(&part->stamp, stamp, now) == stamp)) {
1752                         __part_stat_add(part, io_ticks, 1);
1753                 }
1754         }
1755         if (part->partno) {
1756                 part = &part_to_disk(part)->part0;
1757                 goto again;
1758         }
1759 }
1760
1761 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int op,
1762                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1763 {
1764         const int sgrp = op_stat_group(op);
1765
1766         part_stat_lock();
1767
1768         update_io_ticks(part, jiffies);
1769         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1770         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1771         part_inc_in_flight(q, part, op_is_write(op));
1772
1773         part_stat_unlock();
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1776
1777 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int req_op,
1778                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1779 {
1780         unsigned long now = jiffies;
1781         unsigned long duration = now - start_time;
1782         const int sgrp = op_stat_group(req_op);
1783
1784         part_stat_lock();
1785
1786         update_io_ticks(part, now);
1787         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1788         part_stat_add(part, time_in_queue, duration);
1789         part_dec_in_flight(q, part, op_is_write(req_op));
1790
1791         part_stat_unlock();
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1794
1795 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1796 {
1797         /*
1798          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1799          * we always end io on the first invocation.
1800          */
1801         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1802                 return true;
1803
1804         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1805
1806         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1807                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1808                 return true;
1809         }
1810
1811         return false;
1812 }
1813
1814 /**
1815  * bio_endio - end I/O on a bio
1816  * @bio:        bio
1817  *
1818  * Description:
1819  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1820  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1821  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1822  *
1823  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1824  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1825  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1826  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1827  **/
1828 void bio_endio(struct bio *bio)
1829 {
1830 again:
1831         if (!bio_remaining_done(bio))
1832                 return;
1833         if (!bio_integrity_endio(bio))
1834                 return;
1835
1836         if (bio->bi_disk)
1837                 rq_qos_done_bio(bio->bi_disk->queue, bio);
1838
1839         /*
1840          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1841          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1842          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1843          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1844          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1845          * gcc's sibling call optimization.
1846          */
1847         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1848                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1849                 goto again;
1850         }
1851
1852         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1853                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1854                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1855                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1856         }
1857
1858         blk_throtl_bio_endio(bio);
1859         /* release cgroup info */
1860         bio_uninit(bio);
1861         if (bio->bi_end_io)
1862                 bio->bi_end_io(bio);
1863 }
1864 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1865
1866 /**
1867  * bio_split - split a bio
1868  * @bio:        bio to split
1869  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1870  * @gfp:        gfp mask
1871  * @bs:         bio set to allocate from
1872  *
1873  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1874  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1875  *
1876  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1877  * to @bio's bi_io_vec. It is the caller's responsibility to ensure that
1878  * neither @bio nor @bs are freed before the split bio.
1879  */
1880 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1881                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1882 {
1883         struct bio *split;
1884
1885         BUG_ON(sectors <= 0);
1886         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1887
1888         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1889         if (!split)
1890                 return NULL;
1891
1892         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1893
1894         if (bio_integrity(split))
1895                 bio_integrity_trim(split);
1896
1897         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1898
1899         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1900                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1901
1902         return split;
1903 }
1904 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1905
1906 /**
1907  * bio_trim - trim a bio
1908  * @bio:        bio to trim
1909  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1910  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1911  */
1912 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1913 {
1914         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1915          * the given offset and size.
1916          */
1917
1918         size <<= 9;
1919         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1920                 return;
1921
1922         bio_advance(bio, offset << 9);
1923         bio->bi_iter.bi_size = size;
1924
1925         if (bio_integrity(bio))
1926                 bio_integrity_trim(bio);
1927
1928 }
1929 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1930
1931 /*
1932  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1933  * use the global biovec slabs created for general use.
1934  */
1935 int biovec_init_pool(mempool_t *pool, int pool_entries)
1936 {
1937         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1938
1939         return mempool_init_slab_pool(pool, pool_entries, bp->slab);
1940 }
1941
1942 /*
1943  * bioset_exit - exit a bioset initialized with bioset_init()
1944  *
1945  * May be called on a zeroed but uninitialized bioset (i.e. allocated with
1946  * kzalloc()).
1947  */
1948 void bioset_exit(struct bio_set *bs)
1949 {
1950         if (bs->rescue_workqueue)
1951                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1952         bs->rescue_workqueue = NULL;
1953
1954         mempool_exit(&bs->bio_pool);
1955         mempool_exit(&bs->bvec_pool);
1956
1957         bioset_integrity_free(bs);
1958         if (bs->bio_slab)
1959                 bio_put_slab(bs);
1960         bs->bio_slab = NULL;
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL(bioset_exit);
1963
1964 /**
1965  * bioset_init - Initialize a bio_set
1966  * @bs:         pool to initialize
1967  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1968  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1969  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1970  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1971  *
1972  * Description:
1973  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1974  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1975  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1976  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1977  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1978  *    or things will break badly.
1979  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1980  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1981  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1982  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1983  *
1984  */
1985 int bioset_init(struct bio_set *bs,
1986                 unsigned int pool_size,
1987                 unsigned int front_pad,
1988                 int flags)
1989 {
1990         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1991
1992         bs->front_pad = front_pad;
1993
1994         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
1995         bio_list_init(&bs->rescue_list);
1996         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
1997
1998         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
1999         if (!bs->bio_slab)
2000                 return -ENOMEM;
2001
2002         if (mempool_init_slab_pool(&bs->bio_pool, pool_size, bs->bio_slab))
2003                 goto bad;
2004
2005         if ((flags & BIOSET_NEED_BVECS) &&
2006             biovec_init_pool(&bs->bvec_pool, pool_size))
2007                 goto bad;
2008
2009         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
2010                 return 0;
2011
2012         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2013         if (!bs->rescue_workqueue)
2014                 goto bad;
2015
2016         return 0;
2017 bad:
2018         bioset_exit(bs);
2019         return -ENOMEM;
2020 }
2021 EXPORT_SYMBOL(bioset_init);
2022
2023 /*
2024  * Initialize and setup a new bio_set, based on the settings from
2025  * another bio_set.
2026  */
2027 int bioset_init_from_src(struct bio_set *bs, struct bio_set *src)
2028 {
2029         int flags;
2030
2031         flags = 0;
2032         if (src->bvec_pool.min_nr)
2033                 flags |= BIOSET_NEED_BVECS;
2034         if (src->rescue_workqueue)
2035                 flags |= BIOSET_NEED_RESCUER;
2036
2037         return bioset_init(bs, src->bio_pool.min_nr, src->front_pad, flags);
2038 }
2039 EXPORT_SYMBOL(bioset_init_from_src);
2040
2041 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2042
2043 /**
2044  * bio_disassociate_blkg - puts back the blkg reference if associated
2045  * @bio: target bio
2046  *
2047  * Helper to disassociate the blkg from @bio if a blkg is associated.
2048  */
2049 void bio_disassociate_blkg(struct bio *bio)
2050 {
2051         if (bio->bi_blkg) {
2052                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2053                 bio->bi_blkg = NULL;
2054         }
2055 }
2056 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_disassociate_blkg);
2057
2058 /**
2059  * __bio_associate_blkg - associate a bio with the a blkg
2060  * @bio: target bio
2061  * @blkg: the blkg to associate
2062  *
2063  * This tries to associate @bio with the specified @blkg.  Association failure
2064  * is handled by walking up the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can
2065  * be anything between @blkg and the root_blkg.  This situation only happens
2066  * when a cgroup is dying and then the remaining bios will spill to the closest
2067  * alive blkg.
2068  *
2069  * A reference will be taken on the @blkg and will be released when @bio is
2070  * freed.
2071  */
2072 static void __bio_associate_blkg(struct bio *bio, struct blkcg_gq *blkg)
2073 {
2074         bio_disassociate_blkg(bio);
2075
2076         bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(blkg);
2077 }
2078
2079 /**
2080  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2081  * @bio: target bio
2082  * @css: target css
2083  *
2084  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2085  * request_queue of the @bio.  This falls back to the queue's root_blkg if
2086  * the association fails with the css.
2087  */
2088 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2089                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2090 {
2091         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2092         struct blkcg_gq *blkg;
2093
2094         rcu_read_lock();
2095
2096         if (!css || !css->parent)
2097                 blkg = q->root_blkg;
2098         else
2099                 blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), q);
2100
2101         __bio_associate_blkg(bio, blkg);
2102
2103         rcu_read_unlock();
2104 }
2105 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2106
2107 #ifdef CONFIG_MEMCG
2108 /**
2109  * bio_associate_blkg_from_page - associate a bio with the page's blkg
2110  * @bio: target bio
2111  * @page: the page to lookup the blkcg from
2112  *
2113  * Associate @bio with the blkg from @page's owning memcg and the respective
2114  * request_queue.  If cgroup_e_css returns %NULL, fall back to the queue's
2115  * root_blkg.
2116  */
2117 void bio_associate_blkg_from_page(struct bio *bio, struct page *page)
2118 {
2119         struct cgroup_subsys_state *css;
2120
2121         if (!page->mem_cgroup)
2122                 return;
2123
2124         rcu_read_lock();
2125
2126         css = cgroup_e_css(page->mem_cgroup->css.cgroup, &io_cgrp_subsys);
2127         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2128
2129         rcu_read_unlock();
2130 }
2131 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2132
2133 /**
2134  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2135  * @bio: target bio
2136  *
2137  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2138  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2139  * already associated, the css is reused and association redone as the
2140  * request_queue may have changed.
2141  */
2142 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2143 {
2144         struct cgroup_subsys_state *css;
2145
2146         rcu_read_lock();
2147
2148         if (bio->bi_blkg)
2149                 css = &bio_blkcg(bio)->css;
2150         else
2151                 css = blkcg_css();
2152
2153         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2154
2155         rcu_read_unlock();
2156 }
2157 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2158
2159 /**
2160  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2161  * @dst: destination bio
2162  * @src: source bio
2163  */
2164 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2165 {
2166         rcu_read_lock();
2167
2168         if (src->bi_blkg)
2169                 __bio_associate_blkg(dst, src->bi_blkg);
2170
2171         rcu_read_unlock();
2172 }
2173 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2174 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2175
2176 static void __init biovec_init_slabs(void)
2177 {
2178         int i;
2179
2180         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2181                 int size;
2182                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2183
2184                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2185                         bvs->slab = NULL;
2186                         continue;
2187                 }
2188
2189                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2190                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2191                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2192         }
2193 }
2194
2195 static int __init init_bio(void)
2196 {
2197         bio_slab_max = 2;
2198         bio_slab_nr = 0;
2199         bio_slabs = kcalloc(bio_slab_max, sizeof(struct bio_slab),
2200                             GFP_KERNEL);
2201
2202         BUILD_BUG_ON(BIO_FLAG_LAST > BVEC_POOL_OFFSET);
2203
2204         if (!bio_slabs)
2205                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2206
2207         bio_integrity_init();
2208         biovec_init_slabs();
2209
2210         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
2211                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2212
2213         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2214                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2215
2216         return 0;
2217 }
2218 subsys_initcall(init_bio);