de26dc18bceb0153066872cbcf6918c570bb6772
[linux-2.6-block.git] / block / bio.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public Licens
14  * along with this program; if not, write to the Free Software
15  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-
16  *
17  */
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/bio.h>
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/iocontext.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/mempool.h>
29 #include <linux/workqueue.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/blk-cgroup.h>
32
33 #include <trace/events/block.h>
34 #include "blk.h"
35 #include "blk-rq-qos.h"
36
37 /*
38  * Test patch to inline a certain number of bi_io_vec's inside the bio
39  * itself, to shrink a bio data allocation from two mempool calls to one
40  */
41 #define BIO_INLINE_VECS         4
42
43 /*
44  * if you change this list, also change bvec_alloc or things will
45  * break badly! cannot be bigger than what you can fit into an
46  * unsigned short
47  */
48 #define BV(x, n) { .nr_vecs = x, .name = "biovec-"#n }
49 static struct biovec_slab bvec_slabs[BVEC_POOL_NR] __read_mostly = {
50         BV(1, 1), BV(4, 4), BV(16, 16), BV(64, 64), BV(128, 128), BV(BIO_MAX_PAGES, max),
51 };
52 #undef BV
53
54 /*
55  * fs_bio_set is the bio_set containing bio and iovec memory pools used by
56  * IO code that does not need private memory pools.
57  */
58 struct bio_set fs_bio_set;
59 EXPORT_SYMBOL(fs_bio_set);
60
61 /*
62  * Our slab pool management
63  */
64 struct bio_slab {
65         struct kmem_cache *slab;
66         unsigned int slab_ref;
67         unsigned int slab_size;
68         char name[8];
69 };
70 static DEFINE_MUTEX(bio_slab_lock);
71 static struct bio_slab *bio_slabs;
72 static unsigned int bio_slab_nr, bio_slab_max;
73
74 static struct kmem_cache *bio_find_or_create_slab(unsigned int extra_size)
75 {
76         unsigned int sz = sizeof(struct bio) + extra_size;
77         struct kmem_cache *slab = NULL;
78         struct bio_slab *bslab, *new_bio_slabs;
79         unsigned int new_bio_slab_max;
80         unsigned int i, entry = -1;
81
82         mutex_lock(&bio_slab_lock);
83
84         i = 0;
85         while (i < bio_slab_nr) {
86                 bslab = &bio_slabs[i];
87
88                 if (!bslab->slab && entry == -1)
89                         entry = i;
90                 else if (bslab->slab_size == sz) {
91                         slab = bslab->slab;
92                         bslab->slab_ref++;
93                         break;
94                 }
95                 i++;
96         }
97
98         if (slab)
99                 goto out_unlock;
100
101         if (bio_slab_nr == bio_slab_max && entry == -1) {
102                 new_bio_slab_max = bio_slab_max << 1;
103                 new_bio_slabs = krealloc(bio_slabs,
104                                          new_bio_slab_max * sizeof(struct bio_slab),
105                                          GFP_KERNEL);
106                 if (!new_bio_slabs)
107                         goto out_unlock;
108                 bio_slab_max = new_bio_slab_max;
109                 bio_slabs = new_bio_slabs;
110         }
111         if (entry == -1)
112                 entry = bio_slab_nr++;
113
114         bslab = &bio_slabs[entry];
115
116         snprintf(bslab->name, sizeof(bslab->name), "bio-%d", entry);
117         slab = kmem_cache_create(bslab->name, sz, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
118                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
119         if (!slab)
120                 goto out_unlock;
121
122         bslab->slab = slab;
123         bslab->slab_ref = 1;
124         bslab->slab_size = sz;
125 out_unlock:
126         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
127         return slab;
128 }
129
130 static void bio_put_slab(struct bio_set *bs)
131 {
132         struct bio_slab *bslab = NULL;
133         unsigned int i;
134
135         mutex_lock(&bio_slab_lock);
136
137         for (i = 0; i < bio_slab_nr; i++) {
138                 if (bs->bio_slab == bio_slabs[i].slab) {
139                         bslab = &bio_slabs[i];
140                         break;
141                 }
142         }
143
144         if (WARN(!bslab, KERN_ERR "bio: unable to find slab!\n"))
145                 goto out;
146
147         WARN_ON(!bslab->slab_ref);
148
149         if (--bslab->slab_ref)
150                 goto out;
151
152         kmem_cache_destroy(bslab->slab);
153         bslab->slab = NULL;
154
155 out:
156         mutex_unlock(&bio_slab_lock);
157 }
158
159 unsigned int bvec_nr_vecs(unsigned short idx)
160 {
161         return bvec_slabs[--idx].nr_vecs;
162 }
163
164 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned int idx)
165 {
166         if (!idx)
167                 return;
168         idx--;
169
170         BIO_BUG_ON(idx >= BVEC_POOL_NR);
171
172         if (idx == BVEC_POOL_MAX) {
173                 mempool_free(bv, pool);
174         } else {
175                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + idx;
176
177                 kmem_cache_free(bvs->slab, bv);
178         }
179 }
180
181 struct bio_vec *bvec_alloc(gfp_t gfp_mask, int nr, unsigned long *idx,
182                            mempool_t *pool)
183 {
184         struct bio_vec *bvl;
185
186         /*
187          * see comment near bvec_array define!
188          */
189         switch (nr) {
190         case 1:
191                 *idx = 0;
192                 break;
193         case 2 ... 4:
194                 *idx = 1;
195                 break;
196         case 5 ... 16:
197                 *idx = 2;
198                 break;
199         case 17 ... 64:
200                 *idx = 3;
201                 break;
202         case 65 ... 128:
203                 *idx = 4;
204                 break;
205         case 129 ... BIO_MAX_PAGES:
206                 *idx = 5;
207                 break;
208         default:
209                 return NULL;
210         }
211
212         /*
213          * idx now points to the pool we want to allocate from. only the
214          * 1-vec entry pool is mempool backed.
215          */
216         if (*idx == BVEC_POOL_MAX) {
217 fallback:
218                 bvl = mempool_alloc(pool, gfp_mask);
219         } else {
220                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + *idx;
221                 gfp_t __gfp_mask = gfp_mask & ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_IO);
222
223                 /*
224                  * Make this allocation restricted and don't dump info on
225                  * allocation failures, since we'll fallback to the mempool
226                  * in case of failure.
227                  */
228                 __gfp_mask |= __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
229
230                 /*
231                  * Try a slab allocation. If this fails and __GFP_DIRECT_RECLAIM
232                  * is set, retry with the 1-entry mempool
233                  */
234                 bvl = kmem_cache_alloc(bvs->slab, __gfp_mask);
235                 if (unlikely(!bvl && (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))) {
236                         *idx = BVEC_POOL_MAX;
237                         goto fallback;
238                 }
239         }
240
241         (*idx)++;
242         return bvl;
243 }
244
245 void bio_uninit(struct bio *bio)
246 {
247         bio_disassociate_blkg(bio);
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(bio_uninit);
250
251 static void bio_free(struct bio *bio)
252 {
253         struct bio_set *bs = bio->bi_pool;
254         void *p;
255
256         bio_uninit(bio);
257
258         if (bs) {
259                 bvec_free(&bs->bvec_pool, bio->bi_io_vec, BVEC_POOL_IDX(bio));
260
261                 /*
262                  * If we have front padding, adjust the bio pointer before freeing
263                  */
264                 p = bio;
265                 p -= bs->front_pad;
266
267                 mempool_free(p, &bs->bio_pool);
268         } else {
269                 /* Bio was allocated by bio_kmalloc() */
270                 kfree(bio);
271         }
272 }
273
274 /*
275  * Users of this function have their own bio allocation. Subsequently,
276  * they must remember to pair any call to bio_init() with bio_uninit()
277  * when IO has completed, or when the bio is released.
278  */
279 void bio_init(struct bio *bio, struct bio_vec *table,
280               unsigned short max_vecs)
281 {
282         memset(bio, 0, sizeof(*bio));
283         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
284         atomic_set(&bio->__bi_cnt, 1);
285
286         bio->bi_io_vec = table;
287         bio->bi_max_vecs = max_vecs;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL(bio_init);
290
291 /**
292  * bio_reset - reinitialize a bio
293  * @bio:        bio to reset
294  *
295  * Description:
296  *   After calling bio_reset(), @bio will be in the same state as a freshly
297  *   allocated bio returned bio bio_alloc_bioset() - the only fields that are
298  *   preserved are the ones that are initialized by bio_alloc_bioset(). See
299  *   comment in struct bio.
300  */
301 void bio_reset(struct bio *bio)
302 {
303         unsigned long flags = bio->bi_flags & (~0UL << BIO_RESET_BITS);
304
305         bio_uninit(bio);
306
307         memset(bio, 0, BIO_RESET_BYTES);
308         bio->bi_flags = flags;
309         atomic_set(&bio->__bi_remaining, 1);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(bio_reset);
312
313 static struct bio *__bio_chain_endio(struct bio *bio)
314 {
315         struct bio *parent = bio->bi_private;
316
317         if (!parent->bi_status)
318                 parent->bi_status = bio->bi_status;
319         bio_put(bio);
320         return parent;
321 }
322
323 static void bio_chain_endio(struct bio *bio)
324 {
325         bio_endio(__bio_chain_endio(bio));
326 }
327
328 /**
329  * bio_chain - chain bio completions
330  * @bio: the target bio
331  * @parent: the @bio's parent bio
332  *
333  * The caller won't have a bi_end_io called when @bio completes - instead,
334  * @parent's bi_end_io won't be called until both @parent and @bio have
335  * completed; the chained bio will also be freed when it completes.
336  *
337  * The caller must not set bi_private or bi_end_io in @bio.
338  */
339 void bio_chain(struct bio *bio, struct bio *parent)
340 {
341         BUG_ON(bio->bi_private || bio->bi_end_io);
342
343         bio->bi_private = parent;
344         bio->bi_end_io  = bio_chain_endio;
345         bio_inc_remaining(parent);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(bio_chain);
348
349 static void bio_alloc_rescue(struct work_struct *work)
350 {
351         struct bio_set *bs = container_of(work, struct bio_set, rescue_work);
352         struct bio *bio;
353
354         while (1) {
355                 spin_lock(&bs->rescue_lock);
356                 bio = bio_list_pop(&bs->rescue_list);
357                 spin_unlock(&bs->rescue_lock);
358
359                 if (!bio)
360                         break;
361
362                 generic_make_request(bio);
363         }
364 }
365
366 static void punt_bios_to_rescuer(struct bio_set *bs)
367 {
368         struct bio_list punt, nopunt;
369         struct bio *bio;
370
371         if (WARN_ON_ONCE(!bs->rescue_workqueue))
372                 return;
373         /*
374          * In order to guarantee forward progress we must punt only bios that
375          * were allocated from this bio_set; otherwise, if there was a bio on
376          * there for a stacking driver higher up in the stack, processing it
377          * could require allocating bios from this bio_set, and doing that from
378          * our own rescuer would be bad.
379          *
380          * Since bio lists are singly linked, pop them all instead of trying to
381          * remove from the middle of the list:
382          */
383
384         bio_list_init(&punt);
385         bio_list_init(&nopunt);
386
387         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[0])))
388                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
389         current->bio_list[0] = nopunt;
390
391         bio_list_init(&nopunt);
392         while ((bio = bio_list_pop(&current->bio_list[1])))
393                 bio_list_add(bio->bi_pool == bs ? &punt : &nopunt, bio);
394         current->bio_list[1] = nopunt;
395
396         spin_lock(&bs->rescue_lock);
397         bio_list_merge(&bs->rescue_list, &punt);
398         spin_unlock(&bs->rescue_lock);
399
400         queue_work(bs->rescue_workqueue, &bs->rescue_work);
401 }
402
403 /**
404  * bio_alloc_bioset - allocate a bio for I/O
405  * @gfp_mask:   the GFP_* mask given to the slab allocator
406  * @nr_iovecs:  number of iovecs to pre-allocate
407  * @bs:         the bio_set to allocate from.
408  *
409  * Description:
410  *   If @bs is NULL, uses kmalloc() to allocate the bio; else the allocation is
411  *   backed by the @bs's mempool.
412  *
413  *   When @bs is not NULL, if %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set then bio_alloc will
414  *   always be able to allocate a bio. This is due to the mempool guarantees.
415  *   To make this work, callers must never allocate more than 1 bio at a time
416  *   from this pool. Callers that need to allocate more than 1 bio must always
417  *   submit the previously allocated bio for IO before attempting to allocate
418  *   a new one. Failure to do so can cause deadlocks under memory pressure.
419  *
420  *   Note that when running under generic_make_request() (i.e. any block
421  *   driver), bios are not submitted until after you return - see the code in
422  *   generic_make_request() that converts recursion into iteration, to prevent
423  *   stack overflows.
424  *
425  *   This would normally mean allocating multiple bios under
426  *   generic_make_request() would be susceptible to deadlocks, but we have
427  *   deadlock avoidance code that resubmits any blocked bios from a rescuer
428  *   thread.
429  *
430  *   However, we do not guarantee forward progress for allocations from other
431  *   mempools. Doing multiple allocations from the same mempool under
432  *   generic_make_request() should be avoided - instead, use bio_set's front_pad
433  *   for per bio allocations.
434  *
435  *   RETURNS:
436  *   Pointer to new bio on success, NULL on failure.
437  */
438 struct bio *bio_alloc_bioset(gfp_t gfp_mask, unsigned int nr_iovecs,
439                              struct bio_set *bs)
440 {
441         gfp_t saved_gfp = gfp_mask;
442         unsigned front_pad;
443         unsigned inline_vecs;
444         struct bio_vec *bvl = NULL;
445         struct bio *bio;
446         void *p;
447
448         if (!bs) {
449                 if (nr_iovecs > UIO_MAXIOV)
450                         return NULL;
451
452                 p = kmalloc(sizeof(struct bio) +
453                             nr_iovecs * sizeof(struct bio_vec),
454                             gfp_mask);
455                 front_pad = 0;
456                 inline_vecs = nr_iovecs;
457         } else {
458                 /* should not use nobvec bioset for nr_iovecs > 0 */
459                 if (WARN_ON_ONCE(!mempool_initialized(&bs->bvec_pool) &&
460                                  nr_iovecs > 0))
461                         return NULL;
462                 /*
463                  * generic_make_request() converts recursion to iteration; this
464                  * means if we're running beneath it, any bios we allocate and
465                  * submit will not be submitted (and thus freed) until after we
466                  * return.
467                  *
468                  * This exposes us to a potential deadlock if we allocate
469                  * multiple bios from the same bio_set() while running
470                  * underneath generic_make_request(). If we were to allocate
471                  * multiple bios (say a stacking block driver that was splitting
472                  * bios), we would deadlock if we exhausted the mempool's
473                  * reserve.
474                  *
475                  * We solve this, and guarantee forward progress, with a rescuer
476                  * workqueue per bio_set. If we go to allocate and there are
477                  * bios on current->bio_list, we first try the allocation
478                  * without __GFP_DIRECT_RECLAIM; if that fails, we punt those
479                  * bios we would be blocking to the rescuer workqueue before
480                  * we retry with the original gfp_flags.
481                  */
482
483                 if (current->bio_list &&
484                     (!bio_list_empty(&current->bio_list[0]) ||
485                      !bio_list_empty(&current->bio_list[1])) &&
486                     bs->rescue_workqueue)
487                         gfp_mask &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
488
489                 p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
490                 if (!p && gfp_mask != saved_gfp) {
491                         punt_bios_to_rescuer(bs);
492                         gfp_mask = saved_gfp;
493                         p = mempool_alloc(&bs->bio_pool, gfp_mask);
494                 }
495
496                 front_pad = bs->front_pad;
497                 inline_vecs = BIO_INLINE_VECS;
498         }
499
500         if (unlikely(!p))
501                 return NULL;
502
503         bio = p + front_pad;
504         bio_init(bio, NULL, 0);
505
506         if (nr_iovecs > inline_vecs) {
507                 unsigned long idx = 0;
508
509                 bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
510                 if (!bvl && gfp_mask != saved_gfp) {
511                         punt_bios_to_rescuer(bs);
512                         gfp_mask = saved_gfp;
513                         bvl = bvec_alloc(gfp_mask, nr_iovecs, &idx, &bs->bvec_pool);
514                 }
515
516                 if (unlikely(!bvl))
517                         goto err_free;
518
519                 bio->bi_flags |= idx << BVEC_POOL_OFFSET;
520         } else if (nr_iovecs) {
521                 bvl = bio->bi_inline_vecs;
522         }
523
524         bio->bi_pool = bs;
525         bio->bi_max_vecs = nr_iovecs;
526         bio->bi_io_vec = bvl;
527         return bio;
528
529 err_free:
530         mempool_free(p, &bs->bio_pool);
531         return NULL;
532 }
533 EXPORT_SYMBOL(bio_alloc_bioset);
534
535 void zero_fill_bio_iter(struct bio *bio, struct bvec_iter start)
536 {
537         unsigned long flags;
538         struct bio_vec bv;
539         struct bvec_iter iter;
540
541         __bio_for_each_segment(bv, bio, iter, start) {
542                 char *data = bvec_kmap_irq(&bv, &flags);
543                 memset(data, 0, bv.bv_len);
544                 flush_dcache_page(bv.bv_page);
545                 bvec_kunmap_irq(data, &flags);
546         }
547 }
548 EXPORT_SYMBOL(zero_fill_bio_iter);
549
550 /**
551  * bio_put - release a reference to a bio
552  * @bio:   bio to release reference to
553  *
554  * Description:
555  *   Put a reference to a &struct bio, either one you have gotten with
556  *   bio_alloc, bio_get or bio_clone_*. The last put of a bio will free it.
557  **/
558 void bio_put(struct bio *bio)
559 {
560         if (!bio_flagged(bio, BIO_REFFED))
561                 bio_free(bio);
562         else {
563                 BIO_BUG_ON(!atomic_read(&bio->__bi_cnt));
564
565                 /*
566                  * last put frees it
567                  */
568                 if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_cnt))
569                         bio_free(bio);
570         }
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(bio_put);
573
574 int bio_phys_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
575 {
576         if (unlikely(!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID)))
577                 blk_recount_segments(q, bio);
578
579         return bio->bi_phys_segments;
580 }
581
582 /**
583  *      __bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
584  *      @bio: destination bio
585  *      @bio_src: bio to clone
586  *
587  *      Clone a &bio. Caller will own the returned bio, but not
588  *      the actual data it points to. Reference count of returned
589  *      bio will be one.
590  *
591  *      Caller must ensure that @bio_src is not freed before @bio.
592  */
593 void __bio_clone_fast(struct bio *bio, struct bio *bio_src)
594 {
595         BUG_ON(bio->bi_pool && BVEC_POOL_IDX(bio));
596
597         /*
598          * most users will be overriding ->bi_disk with a new target,
599          * so we don't set nor calculate new physical/hw segment counts here
600          */
601         bio->bi_disk = bio_src->bi_disk;
602         bio->bi_partno = bio_src->bi_partno;
603         bio_set_flag(bio, BIO_CLONED);
604         if (bio_flagged(bio_src, BIO_THROTTLED))
605                 bio_set_flag(bio, BIO_THROTTLED);
606         bio->bi_opf = bio_src->bi_opf;
607         bio->bi_ioprio = bio_src->bi_ioprio;
608         bio->bi_write_hint = bio_src->bi_write_hint;
609         bio->bi_iter = bio_src->bi_iter;
610         bio->bi_io_vec = bio_src->bi_io_vec;
611
612         bio_clone_blkg_association(bio, bio_src);
613         blkcg_bio_issue_init(bio);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(__bio_clone_fast);
616
617 /**
618  *      bio_clone_fast - clone a bio that shares the original bio's biovec
619  *      @bio: bio to clone
620  *      @gfp_mask: allocation priority
621  *      @bs: bio_set to allocate from
622  *
623  *      Like __bio_clone_fast, only also allocates the returned bio
624  */
625 struct bio *bio_clone_fast(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask, struct bio_set *bs)
626 {
627         struct bio *b;
628
629         b = bio_alloc_bioset(gfp_mask, 0, bs);
630         if (!b)
631                 return NULL;
632
633         __bio_clone_fast(b, bio);
634
635         if (bio_integrity(bio)) {
636                 int ret;
637
638                 ret = bio_integrity_clone(b, bio, gfp_mask);
639
640                 if (ret < 0) {
641                         bio_put(b);
642                         return NULL;
643                 }
644         }
645
646         return b;
647 }
648 EXPORT_SYMBOL(bio_clone_fast);
649
650 static inline bool page_is_mergeable(const struct bio_vec *bv,
651                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int off,
652                 bool same_page)
653 {
654         phys_addr_t vec_end_addr = page_to_phys(bv->bv_page) +
655                 bv->bv_offset + bv->bv_len - 1;
656         phys_addr_t page_addr = page_to_phys(page);
657
658         if (vec_end_addr + 1 != page_addr + off)
659                 return false;
660         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(bv, page))
661                 return false;
662
663         if ((vec_end_addr & PAGE_MASK) != page_addr) {
664                 if (same_page)
665                         return false;
666                 if (pfn_to_page(PFN_DOWN(vec_end_addr)) + 1 != page)
667                         return false;
668         }
669
670         WARN_ON_ONCE(same_page && (len + off) > PAGE_SIZE);
671
672         return true;
673 }
674
675 /*
676  * Check if the @page can be added to the current segment(@bv), and make
677  * sure to call it only if page_is_mergeable(@bv, @page) is true
678  */
679 static bool can_add_page_to_seg(struct request_queue *q,
680                 struct bio_vec *bv, struct page *page, unsigned len,
681                 unsigned offset)
682 {
683         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
684         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
685         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(page) + offset + len - 1;
686
687         if ((addr1 | mask) != (addr2 | mask))
688                 return false;
689
690         if (bv->bv_len + len > queue_max_segment_size(q))
691                 return false;
692
693         return true;
694 }
695
696 /**
697  *      __bio_add_pc_page       - attempt to add page to passthrough bio
698  *      @q: the target queue
699  *      @bio: destination bio
700  *      @page: page to add
701  *      @len: vec entry length
702  *      @offset: vec entry offset
703  *      @put_same_page: put the page if it is same with last added page
704  *
705  *      Attempt to add a page to the bio_vec maplist. This can fail for a
706  *      number of reasons, such as the bio being full or target block device
707  *      limitations. The target block device must allow bio's up to PAGE_SIZE,
708  *      so it is always possible to add a single page to an empty bio.
709  *
710  *      This should only be used by passthrough bios.
711  */
712 static int __bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
713                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
714                 bool put_same_page)
715 {
716         struct bio_vec *bvec;
717
718         /*
719          * cloned bio must not modify vec list
720          */
721         if (unlikely(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
722                 return 0;
723
724         if (((bio->bi_iter.bi_size + len) >> 9) > queue_max_hw_sectors(q))
725                 return 0;
726
727         if (bio->bi_vcnt > 0) {
728                 bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
729
730                 if (page == bvec->bv_page &&
731                     offset == bvec->bv_offset + bvec->bv_len) {
732                         if (put_same_page)
733                                 put_page(page);
734  bvec_merge:
735                         bvec->bv_len += len;
736                         bio->bi_iter.bi_size += len;
737                         goto done;
738                 }
739
740                 /*
741                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
742                  * offset would create a gap, disallow it.
743                  */
744                 if (bvec_gap_to_prev(q, bvec, offset))
745                         return 0;
746
747                 if (page_is_mergeable(bvec, page, len, offset, false) &&
748                                 can_add_page_to_seg(q, bvec, page, len, offset))
749                         goto bvec_merge;
750         }
751
752         if (bio_full(bio))
753                 return 0;
754
755         if (bio->bi_phys_segments >= queue_max_segments(q))
756                 return 0;
757
758         bvec = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
759         bvec->bv_page = page;
760         bvec->bv_len = len;
761         bvec->bv_offset = offset;
762         bio->bi_vcnt++;
763         bio->bi_iter.bi_size += len;
764
765  done:
766         bio->bi_phys_segments = bio->bi_vcnt;
767         bio_set_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
768         return len;
769 }
770
771 int bio_add_pc_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
772                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset)
773 {
774         return __bio_add_pc_page(q, bio, page, len, offset, false);
775 }
776 EXPORT_SYMBOL(bio_add_pc_page);
777
778 /**
779  * __bio_try_merge_page - try appending data to an existing bvec.
780  * @bio: destination bio
781  * @page: start page to add
782  * @len: length of the data to add
783  * @off: offset of the data relative to @page
784  * @same_page: if %true only merge if the new data is in the same physical
785  *              page as the last segment of the bio.
786  *
787  * Try to add the data at @page + @off to the last bvec of @bio.  This is a
788  * a useful optimisation for file systems with a block size smaller than the
789  * page size.
790  *
791  * Warn if (@len, @off) crosses pages in case that @same_page is true.
792  *
793  * Return %true on success or %false on failure.
794  */
795 bool __bio_try_merge_page(struct bio *bio, struct page *page,
796                 unsigned int len, unsigned int off, bool same_page)
797 {
798         if (WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED)))
799                 return false;
800
801         if (bio->bi_vcnt > 0) {
802                 struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt - 1];
803
804                 if (page_is_mergeable(bv, page, len, off, same_page)) {
805                         bv->bv_len += len;
806                         bio->bi_iter.bi_size += len;
807                         return true;
808                 }
809         }
810         return false;
811 }
812 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bio_try_merge_page);
813
814 /**
815  * __bio_add_page - add page(s) to a bio in a new segment
816  * @bio: destination bio
817  * @page: start page to add
818  * @len: length of the data to add, may cross pages
819  * @off: offset of the data relative to @page, may cross pages
820  *
821  * Add the data at @page + @off to @bio as a new bvec.  The caller must ensure
822  * that @bio has space for another bvec.
823  */
824 void __bio_add_page(struct bio *bio, struct page *page,
825                 unsigned int len, unsigned int off)
826 {
827         struct bio_vec *bv = &bio->bi_io_vec[bio->bi_vcnt];
828
829         WARN_ON_ONCE(bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
830         WARN_ON_ONCE(bio_full(bio));
831
832         bv->bv_page = page;
833         bv->bv_offset = off;
834         bv->bv_len = len;
835
836         bio->bi_iter.bi_size += len;
837         bio->bi_vcnt++;
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         if (!__bio_try_merge_page(bio, page, len, offset, false)) {
855                 if (bio_full(bio))
856                         return 0;
857                 __bio_add_page(bio, page, len, offset);
858         }
859         return len;
860 }
861 EXPORT_SYMBOL(bio_add_page);
862
863 static void bio_get_pages(struct bio *bio)
864 {
865         struct bvec_iter_all iter_all;
866         struct bio_vec *bvec;
867
868         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
869                 get_page(bvec->bv_page);
870 }
871
872 static void bio_release_pages(struct bio *bio)
873 {
874         struct bvec_iter_all iter_all;
875         struct bio_vec *bvec;
876
877         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
878                 put_page(bvec->bv_page);
879 }
880
881 static int __bio_iov_bvec_add_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
882 {
883         const struct bio_vec *bv = iter->bvec;
884         unsigned int len;
885         size_t size;
886
887         if (WARN_ON_ONCE(iter->iov_offset > bv->bv_len))
888                 return -EINVAL;
889
890         len = min_t(size_t, bv->bv_len - iter->iov_offset, iter->count);
891         size = bio_add_page(bio, bv->bv_page, len,
892                                 bv->bv_offset + iter->iov_offset);
893         if (unlikely(size != len))
894                 return -EINVAL;
895         iov_iter_advance(iter, size);
896         return 0;
897 }
898
899 #define PAGE_PTRS_PER_BVEC     (sizeof(struct bio_vec) / sizeof(struct page *))
900
901 /**
902  * __bio_iov_iter_get_pages - pin user or kernel pages and add them to a bio
903  * @bio: bio to add pages to
904  * @iter: iov iterator describing the region to be mapped
905  *
906  * Pins pages from *iter and appends them to @bio's bvec array. The
907  * pages will have to be released using put_page() when done.
908  * For multi-segment *iter, this function only adds pages from the
909  * the next non-empty segment of the iov iterator.
910  */
911 static int __bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
912 {
913         unsigned short nr_pages = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
914         unsigned short entries_left = bio->bi_max_vecs - bio->bi_vcnt;
915         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec + bio->bi_vcnt;
916         struct page **pages = (struct page **)bv;
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                 if (WARN_ON_ONCE(bio_add_page(bio, page, len, offset) != len))
938                         return -EINVAL;
939                 offset = 0;
940         }
941
942         iov_iter_advance(iter, size);
943         return 0;
944 }
945
946 /**
947  * bio_iov_iter_get_pages - add user or kernel pages to a bio
948  * @bio: bio to add pages to
949  * @iter: iov iterator describing the region to be added
950  *
951  * This takes either an iterator pointing to user memory, or one pointing to
952  * kernel pages (BVEC iterator). If we're adding user pages, we pin them and
953  * map them into the kernel. On IO completion, the caller should put those
954  * pages. If we're adding kernel pages, and the caller told us it's safe to
955  * do so, we just have to add the pages to the bio directly. We don't grab an
956  * extra reference to those pages (the user should already have that), and we
957  * don't put the page on IO completion. The caller needs to check if the bio is
958  * flagged BIO_NO_PAGE_REF on IO completion. If it isn't, then pages should be
959  * released.
960  *
961  * The function tries, but does not guarantee, to pin as many pages as
962  * fit into the bio, or are requested in *iter, whatever is smaller. If
963  * MM encounters an error pinning the requested pages, it stops. Error
964  * is returned only if 0 pages could be pinned.
965  */
966 int bio_iov_iter_get_pages(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
967 {
968         const bool is_bvec = iov_iter_is_bvec(iter);
969         int ret;
970
971         if (WARN_ON_ONCE(bio->bi_vcnt))
972                 return -EINVAL;
973
974         do {
975                 if (is_bvec)
976                         ret = __bio_iov_bvec_add_pages(bio, iter);
977                 else
978                         ret = __bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
979         } while (!ret && iov_iter_count(iter) && !bio_full(bio));
980
981         if (iov_iter_bvec_no_ref(iter))
982                 bio_set_flag(bio, BIO_NO_PAGE_REF);
983         else if (is_bvec)
984                 bio_get_pages(bio);
985
986         return bio->bi_vcnt ? 0 : ret;
987 }
988
989 static void submit_bio_wait_endio(struct bio *bio)
990 {
991         complete(bio->bi_private);
992 }
993
994 /**
995  * submit_bio_wait - submit a bio, and wait until it completes
996  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
997  *
998  * Simple wrapper around submit_bio(). Returns 0 on success, or the error from
999  * bio_endio() on failure.
1000  *
1001  * WARNING: Unlike to how submit_bio() is usually used, this function does not
1002  * result in bio reference to be consumed. The caller must drop the reference
1003  * on his own.
1004  */
1005 int submit_bio_wait(struct bio *bio)
1006 {
1007         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK_MAP(done, bio->bi_disk->lockdep_map);
1008
1009         bio->bi_private = &done;
1010         bio->bi_end_io = submit_bio_wait_endio;
1011         bio->bi_opf |= REQ_SYNC;
1012         submit_bio(bio);
1013         wait_for_completion_io(&done);
1014
1015         return blk_status_to_errno(bio->bi_status);
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_wait);
1018
1019 /**
1020  * bio_advance - increment/complete a bio by some number of bytes
1021  * @bio:        bio to advance
1022  * @bytes:      number of bytes to complete
1023  *
1024  * This updates bi_sector, bi_size and bi_idx; if the number of bytes to
1025  * complete doesn't align with a bvec boundary, then bv_len and bv_offset will
1026  * be updated on the last bvec as well.
1027  *
1028  * @bio will then represent the remaining, uncompleted portion of the io.
1029  */
1030 void bio_advance(struct bio *bio, unsigned bytes)
1031 {
1032         if (bio_integrity(bio))
1033                 bio_integrity_advance(bio, bytes);
1034
1035         bio_advance_iter(bio, &bio->bi_iter, bytes);
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL(bio_advance);
1038
1039 void bio_copy_data_iter(struct bio *dst, struct bvec_iter *dst_iter,
1040                         struct bio *src, struct bvec_iter *src_iter)
1041 {
1042         struct bio_vec src_bv, dst_bv;
1043         void *src_p, *dst_p;
1044         unsigned bytes;
1045
1046         while (src_iter->bi_size && dst_iter->bi_size) {
1047                 src_bv = bio_iter_iovec(src, *src_iter);
1048                 dst_bv = bio_iter_iovec(dst, *dst_iter);
1049
1050                 bytes = min(src_bv.bv_len, dst_bv.bv_len);
1051
1052                 src_p = kmap_atomic(src_bv.bv_page);
1053                 dst_p = kmap_atomic(dst_bv.bv_page);
1054
1055                 memcpy(dst_p + dst_bv.bv_offset,
1056                        src_p + src_bv.bv_offset,
1057                        bytes);
1058
1059                 kunmap_atomic(dst_p);
1060                 kunmap_atomic(src_p);
1061
1062                 flush_dcache_page(dst_bv.bv_page);
1063
1064                 bio_advance_iter(src, src_iter, bytes);
1065                 bio_advance_iter(dst, dst_iter, bytes);
1066         }
1067 }
1068 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data_iter);
1069
1070 /**
1071  * bio_copy_data - copy contents of data buffers from one bio to another
1072  * @src: source bio
1073  * @dst: destination bio
1074  *
1075  * Stops when it reaches the end of either @src or @dst - that is, copies
1076  * min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of bios).
1077  */
1078 void bio_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1079 {
1080         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1081         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1082
1083         bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1084 }
1085 EXPORT_SYMBOL(bio_copy_data);
1086
1087 /**
1088  * bio_list_copy_data - copy contents of data buffers from one chain of bios to
1089  * another
1090  * @src: source bio list
1091  * @dst: destination bio list
1092  *
1093  * Stops when it reaches the end of either the @src list or @dst list - that is,
1094  * copies min(src->bi_size, dst->bi_size) bytes (or the equivalent for lists of
1095  * bios).
1096  */
1097 void bio_list_copy_data(struct bio *dst, struct bio *src)
1098 {
1099         struct bvec_iter src_iter = src->bi_iter;
1100         struct bvec_iter dst_iter = dst->bi_iter;
1101
1102         while (1) {
1103                 if (!src_iter.bi_size) {
1104                         src = src->bi_next;
1105                         if (!src)
1106                                 break;
1107
1108                         src_iter = src->bi_iter;
1109                 }
1110
1111                 if (!dst_iter.bi_size) {
1112                         dst = dst->bi_next;
1113                         if (!dst)
1114                                 break;
1115
1116                         dst_iter = dst->bi_iter;
1117                 }
1118
1119                 bio_copy_data_iter(dst, &dst_iter, src, &src_iter);
1120         }
1121 }
1122 EXPORT_SYMBOL(bio_list_copy_data);
1123
1124 struct bio_map_data {
1125         int is_our_pages;
1126         struct iov_iter iter;
1127         struct iovec iov[];
1128 };
1129
1130 static struct bio_map_data *bio_alloc_map_data(struct iov_iter *data,
1131                                                gfp_t gfp_mask)
1132 {
1133         struct bio_map_data *bmd;
1134         if (data->nr_segs > UIO_MAXIOV)
1135                 return NULL;
1136
1137         bmd = kmalloc(sizeof(struct bio_map_data) +
1138                        sizeof(struct iovec) * data->nr_segs, gfp_mask);
1139         if (!bmd)
1140                 return NULL;
1141         memcpy(bmd->iov, data->iov, sizeof(struct iovec) * data->nr_segs);
1142         bmd->iter = *data;
1143         bmd->iter.iov = bmd->iov;
1144         return bmd;
1145 }
1146
1147 /**
1148  * bio_copy_from_iter - copy all pages from iov_iter to bio
1149  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as destination
1150  * @iter: iov_iter as source
1151  *
1152  * Copy all pages from iov_iter to bio.
1153  * Returns 0 on success, or error on failure.
1154  */
1155 static int bio_copy_from_iter(struct bio *bio, struct iov_iter *iter)
1156 {
1157         struct bio_vec *bvec;
1158         struct bvec_iter_all iter_all;
1159
1160         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1161                 ssize_t ret;
1162
1163                 ret = copy_page_from_iter(bvec->bv_page,
1164                                           bvec->bv_offset,
1165                                           bvec->bv_len,
1166                                           iter);
1167
1168                 if (!iov_iter_count(iter))
1169                         break;
1170
1171                 if (ret < bvec->bv_len)
1172                         return -EFAULT;
1173         }
1174
1175         return 0;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * bio_copy_to_iter - copy all pages from bio to iov_iter
1180  * @bio: The &struct bio which describes the I/O as source
1181  * @iter: iov_iter as destination
1182  *
1183  * Copy all pages from bio to iov_iter.
1184  * Returns 0 on success, or error on failure.
1185  */
1186 static int bio_copy_to_iter(struct bio *bio, struct iov_iter iter)
1187 {
1188         struct bio_vec *bvec;
1189         struct bvec_iter_all iter_all;
1190
1191         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1192                 ssize_t ret;
1193
1194                 ret = copy_page_to_iter(bvec->bv_page,
1195                                         bvec->bv_offset,
1196                                         bvec->bv_len,
1197                                         &iter);
1198
1199                 if (!iov_iter_count(&iter))
1200                         break;
1201
1202                 if (ret < bvec->bv_len)
1203                         return -EFAULT;
1204         }
1205
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 void bio_free_pages(struct bio *bio)
1210 {
1211         struct bio_vec *bvec;
1212         struct bvec_iter_all iter_all;
1213
1214         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1215                 __free_page(bvec->bv_page);
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL(bio_free_pages);
1218
1219 /**
1220  *      bio_uncopy_user -       finish previously mapped bio
1221  *      @bio: bio being terminated
1222  *
1223  *      Free pages allocated from bio_copy_user_iov() and write back data
1224  *      to user space in case of a read.
1225  */
1226 int bio_uncopy_user(struct bio *bio)
1227 {
1228         struct bio_map_data *bmd = bio->bi_private;
1229         int ret = 0;
1230
1231         if (!bio_flagged(bio, BIO_NULL_MAPPED)) {
1232                 /*
1233                  * if we're in a workqueue, the request is orphaned, so
1234                  * don't copy into a random user address space, just free
1235                  * and return -EINTR so user space doesn't expect any data.
1236                  */
1237                 if (!current->mm)
1238                         ret = -EINTR;
1239                 else if (bio_data_dir(bio) == READ)
1240                         ret = bio_copy_to_iter(bio, bmd->iter);
1241                 if (bmd->is_our_pages)
1242                         bio_free_pages(bio);
1243         }
1244         kfree(bmd);
1245         bio_put(bio);
1246         return ret;
1247 }
1248
1249 /**
1250  *      bio_copy_user_iov       -       copy user data to bio
1251  *      @q:             destination block queue
1252  *      @map_data:      pointer to the rq_map_data holding pages (if necessary)
1253  *      @iter:          iovec iterator
1254  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1255  *
1256  *      Prepares and returns a bio for indirect user io, bouncing data
1257  *      to/from kernel pages as necessary. Must be paired with
1258  *      call bio_uncopy_user() on io completion.
1259  */
1260 struct bio *bio_copy_user_iov(struct request_queue *q,
1261                               struct rq_map_data *map_data,
1262                               struct iov_iter *iter,
1263                               gfp_t gfp_mask)
1264 {
1265         struct bio_map_data *bmd;
1266         struct page *page;
1267         struct bio *bio;
1268         int i = 0, ret;
1269         int nr_pages;
1270         unsigned int len = iter->count;
1271         unsigned int offset = map_data ? offset_in_page(map_data->offset) : 0;
1272
1273         bmd = bio_alloc_map_data(iter, gfp_mask);
1274         if (!bmd)
1275                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1276
1277         /*
1278          * We need to do a deep copy of the iov_iter including the iovecs.
1279          * The caller provided iov might point to an on-stack or otherwise
1280          * shortlived one.
1281          */
1282         bmd->is_our_pages = map_data ? 0 : 1;
1283
1284         nr_pages = DIV_ROUND_UP(offset + len, PAGE_SIZE);
1285         if (nr_pages > BIO_MAX_PAGES)
1286                 nr_pages = BIO_MAX_PAGES;
1287
1288         ret = -ENOMEM;
1289         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1290         if (!bio)
1291                 goto out_bmd;
1292
1293         ret = 0;
1294
1295         if (map_data) {
1296                 nr_pages = 1 << map_data->page_order;
1297                 i = map_data->offset / PAGE_SIZE;
1298         }
1299         while (len) {
1300                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1301
1302                 bytes -= offset;
1303
1304                 if (bytes > len)
1305                         bytes = len;
1306
1307                 if (map_data) {
1308                         if (i == map_data->nr_entries * nr_pages) {
1309                                 ret = -ENOMEM;
1310                                 break;
1311                         }
1312
1313                         page = map_data->pages[i / nr_pages];
1314                         page += (i % nr_pages);
1315
1316                         i++;
1317                 } else {
1318                         page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1319                         if (!page) {
1320                                 ret = -ENOMEM;
1321                                 break;
1322                         }
1323                 }
1324
1325                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, offset) < bytes) {
1326                         if (!map_data)
1327                                 __free_page(page);
1328                         break;
1329                 }
1330
1331                 len -= bytes;
1332                 offset = 0;
1333         }
1334
1335         if (ret)
1336                 goto cleanup;
1337
1338         if (map_data)
1339                 map_data->offset += bio->bi_iter.bi_size;
1340
1341         /*
1342          * success
1343          */
1344         if ((iov_iter_rw(iter) == WRITE && (!map_data || !map_data->null_mapped)) ||
1345             (map_data && map_data->from_user)) {
1346                 ret = bio_copy_from_iter(bio, iter);
1347                 if (ret)
1348                         goto cleanup;
1349         } else {
1350                 if (bmd->is_our_pages)
1351                         zero_fill_bio(bio);
1352                 iov_iter_advance(iter, bio->bi_iter.bi_size);
1353         }
1354
1355         bio->bi_private = bmd;
1356         if (map_data && map_data->null_mapped)
1357                 bio_set_flag(bio, BIO_NULL_MAPPED);
1358         return bio;
1359 cleanup:
1360         if (!map_data)
1361                 bio_free_pages(bio);
1362         bio_put(bio);
1363 out_bmd:
1364         kfree(bmd);
1365         return ERR_PTR(ret);
1366 }
1367
1368 /**
1369  *      bio_map_user_iov - map user iovec into bio
1370  *      @q:             the struct request_queue for the bio
1371  *      @iter:          iovec iterator
1372  *      @gfp_mask:      memory allocation flags
1373  *
1374  *      Map the user space address into a bio suitable for io to a block
1375  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1376  */
1377 struct bio *bio_map_user_iov(struct request_queue *q,
1378                              struct iov_iter *iter,
1379                              gfp_t gfp_mask)
1380 {
1381         int j;
1382         struct bio *bio;
1383         int ret;
1384         struct bio_vec *bvec;
1385         struct bvec_iter_all iter_all;
1386
1387         if (!iov_iter_count(iter))
1388                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1389
1390         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES));
1391         if (!bio)
1392                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1393
1394         while (iov_iter_count(iter)) {
1395                 struct page **pages;
1396                 ssize_t bytes;
1397                 size_t offs, added = 0;
1398                 int npages;
1399
1400                 bytes = iov_iter_get_pages_alloc(iter, &pages, LONG_MAX, &offs);
1401                 if (unlikely(bytes <= 0)) {
1402                         ret = bytes ? bytes : -EFAULT;
1403                         goto out_unmap;
1404                 }
1405
1406                 npages = DIV_ROUND_UP(offs + bytes, PAGE_SIZE);
1407
1408                 if (unlikely(offs & queue_dma_alignment(q))) {
1409                         ret = -EINVAL;
1410                         j = 0;
1411                 } else {
1412                         for (j = 0; j < npages; j++) {
1413                                 struct page *page = pages[j];
1414                                 unsigned int n = PAGE_SIZE - offs;
1415
1416                                 if (n > bytes)
1417                                         n = bytes;
1418
1419                                 if (!__bio_add_pc_page(q, bio, page, n, offs,
1420                                                         true))
1421                                         break;
1422
1423                                 added += n;
1424                                 bytes -= n;
1425                                 offs = 0;
1426                         }
1427                         iov_iter_advance(iter, added);
1428                 }
1429                 /*
1430                  * release the pages we didn't map into the bio, if any
1431                  */
1432                 while (j < npages)
1433                         put_page(pages[j++]);
1434                 kvfree(pages);
1435                 /* couldn't stuff something into bio? */
1436                 if (bytes)
1437                         break;
1438         }
1439
1440         bio_set_flag(bio, BIO_USER_MAPPED);
1441
1442         /*
1443          * subtle -- if bio_map_user_iov() ended up bouncing a bio,
1444          * it would normally disappear when its bi_end_io is run.
1445          * however, we need it for the unmap, so grab an extra
1446          * reference to it
1447          */
1448         bio_get(bio);
1449         return bio;
1450
1451  out_unmap:
1452         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1453                 put_page(bvec->bv_page);
1454         }
1455         bio_put(bio);
1456         return ERR_PTR(ret);
1457 }
1458
1459 static void __bio_unmap_user(struct bio *bio)
1460 {
1461         struct bio_vec *bvec;
1462         struct bvec_iter_all iter_all;
1463
1464         /*
1465          * make sure we dirty pages we wrote to
1466          */
1467         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1468                 if (bio_data_dir(bio) == READ)
1469                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1470
1471                 put_page(bvec->bv_page);
1472         }
1473
1474         bio_put(bio);
1475 }
1476
1477 /**
1478  *      bio_unmap_user  -       unmap a bio
1479  *      @bio:           the bio being unmapped
1480  *
1481  *      Unmap a bio previously mapped by bio_map_user_iov(). Must be called from
1482  *      process context.
1483  *
1484  *      bio_unmap_user() may sleep.
1485  */
1486 void bio_unmap_user(struct bio *bio)
1487 {
1488         __bio_unmap_user(bio);
1489         bio_put(bio);
1490 }
1491
1492 static void bio_map_kern_endio(struct bio *bio)
1493 {
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         int offset, i;
1515         struct bio *bio;
1516
1517         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1518         if (!bio)
1519                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1520
1521         offset = offset_in_page(kaddr);
1522         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1523                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE - offset;
1524
1525                 if (len <= 0)
1526                         break;
1527
1528                 if (bytes > len)
1529                         bytes = len;
1530
1531                 if (bio_add_pc_page(q, bio, virt_to_page(data), bytes,
1532                                     offset) < bytes) {
1533                         /* we don't support partial mappings */
1534                         bio_put(bio);
1535                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1536                 }
1537
1538                 data += bytes;
1539                 len -= bytes;
1540                 offset = 0;
1541         }
1542
1543         bio->bi_end_io = bio_map_kern_endio;
1544         return bio;
1545 }
1546 EXPORT_SYMBOL(bio_map_kern);
1547
1548 static void bio_copy_kern_endio(struct bio *bio)
1549 {
1550         bio_free_pages(bio);
1551         bio_put(bio);
1552 }
1553
1554 static void bio_copy_kern_endio_read(struct bio *bio)
1555 {
1556         char *p = bio->bi_private;
1557         struct bio_vec *bvec;
1558         struct bvec_iter_all iter_all;
1559
1560         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1561                 memcpy(p, page_address(bvec->bv_page), bvec->bv_len);
1562                 p += bvec->bv_len;
1563         }
1564
1565         bio_copy_kern_endio(bio);
1566 }
1567
1568 /**
1569  *      bio_copy_kern   -       copy kernel address into bio
1570  *      @q: the struct request_queue for the bio
1571  *      @data: pointer to buffer to copy
1572  *      @len: length in bytes
1573  *      @gfp_mask: allocation flags for bio and page allocation
1574  *      @reading: data direction is READ
1575  *
1576  *      copy the kernel address into a bio suitable for io to a block
1577  *      device. Returns an error pointer in case of error.
1578  */
1579 struct bio *bio_copy_kern(struct request_queue *q, void *data, unsigned int len,
1580                           gfp_t gfp_mask, int reading)
1581 {
1582         unsigned long kaddr = (unsigned long)data;
1583         unsigned long end = (kaddr + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1584         unsigned long start = kaddr >> PAGE_SHIFT;
1585         struct bio *bio;
1586         void *p = data;
1587         int nr_pages = 0;
1588
1589         /*
1590          * Overflow, abort
1591          */
1592         if (end < start)
1593                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1594
1595         nr_pages = end - start;
1596         bio = bio_kmalloc(gfp_mask, nr_pages);
1597         if (!bio)
1598                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1599
1600         while (len) {
1601                 struct page *page;
1602                 unsigned int bytes = PAGE_SIZE;
1603
1604                 if (bytes > len)
1605                         bytes = len;
1606
1607                 page = alloc_page(q->bounce_gfp | gfp_mask);
1608                 if (!page)
1609                         goto cleanup;
1610
1611                 if (!reading)
1612                         memcpy(page_address(page), p, bytes);
1613
1614                 if (bio_add_pc_page(q, bio, page, bytes, 0) < bytes)
1615                         break;
1616
1617                 len -= bytes;
1618                 p += bytes;
1619         }
1620
1621         if (reading) {
1622                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio_read;
1623                 bio->bi_private = data;
1624         } else {
1625                 bio->bi_end_io = bio_copy_kern_endio;
1626         }
1627
1628         return bio;
1629
1630 cleanup:
1631         bio_free_pages(bio);
1632         bio_put(bio);
1633         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * bio_set_pages_dirty() and bio_check_pages_dirty() are support functions
1638  * for performing direct-IO in BIOs.
1639  *
1640  * The problem is that we cannot run set_page_dirty() from interrupt context
1641  * because the required locks are not interrupt-safe.  So what we can do is to
1642  * mark the pages dirty _before_ performing IO.  And in interrupt context,
1643  * check that the pages are still dirty.   If so, fine.  If not, redirty them
1644  * in process context.
1645  *
1646  * We special-case compound pages here: normally this means reads into hugetlb
1647  * pages.  The logic in here doesn't really work right for compound pages
1648  * because the VM does not uniformly chase down the head page in all cases.
1649  * But dirtiness of compound pages is pretty meaningless anyway: the VM doesn't
1650  * handle them at all.  So we skip compound pages here at an early stage.
1651  *
1652  * Note that this code is very hard to test under normal circumstances because
1653  * direct-io pins the pages with get_user_pages().  This makes
1654  * is_page_cache_freeable return false, and the VM will not clean the pages.
1655  * But other code (eg, flusher threads) could clean the pages if they are mapped
1656  * pagecache.
1657  *
1658  * Simply disabling the call to bio_set_pages_dirty() is a good way to test the
1659  * deferred bio dirtying paths.
1660  */
1661
1662 /*
1663  * bio_set_pages_dirty() will mark all the bio's pages as dirty.
1664  */
1665 void bio_set_pages_dirty(struct bio *bio)
1666 {
1667         struct bio_vec *bvec;
1668         struct bvec_iter_all iter_all;
1669
1670         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1671                 if (!PageCompound(bvec->bv_page))
1672                         set_page_dirty_lock(bvec->bv_page);
1673         }
1674 }
1675
1676 /*
1677  * bio_check_pages_dirty() will check that all the BIO's pages are still dirty.
1678  * If they are, then fine.  If, however, some pages are clean then they must
1679  * have been written out during the direct-IO read.  So we take another ref on
1680  * the BIO and re-dirty the pages in process context.
1681  *
1682  * It is expected that bio_check_pages_dirty() will wholly own the BIO from
1683  * here on.  It will run one put_page() against each page and will run one
1684  * bio_put() against the BIO.
1685  */
1686
1687 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work);
1688
1689 static DECLARE_WORK(bio_dirty_work, bio_dirty_fn);
1690 static DEFINE_SPINLOCK(bio_dirty_lock);
1691 static struct bio *bio_dirty_list;
1692
1693 /*
1694  * This runs in process context
1695  */
1696 static void bio_dirty_fn(struct work_struct *work)
1697 {
1698         struct bio *bio, *next;
1699
1700         spin_lock_irq(&bio_dirty_lock);
1701         next = bio_dirty_list;
1702         bio_dirty_list = NULL;
1703         spin_unlock_irq(&bio_dirty_lock);
1704
1705         while ((bio = next) != NULL) {
1706                 next = bio->bi_private;
1707
1708                 bio_set_pages_dirty(bio);
1709                 if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
1710                         bio_release_pages(bio);
1711                 bio_put(bio);
1712         }
1713 }
1714
1715 void bio_check_pages_dirty(struct bio *bio)
1716 {
1717         struct bio_vec *bvec;
1718         unsigned long flags;
1719         struct bvec_iter_all iter_all;
1720
1721         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1722                 if (!PageDirty(bvec->bv_page) && !PageCompound(bvec->bv_page))
1723                         goto defer;
1724         }
1725
1726         if (!bio_flagged(bio, BIO_NO_PAGE_REF))
1727                 bio_release_pages(bio);
1728         bio_put(bio);
1729         return;
1730 defer:
1731         spin_lock_irqsave(&bio_dirty_lock, flags);
1732         bio->bi_private = bio_dirty_list;
1733         bio_dirty_list = bio;
1734         spin_unlock_irqrestore(&bio_dirty_lock, flags);
1735         schedule_work(&bio_dirty_work);
1736 }
1737
1738 void update_io_ticks(struct hd_struct *part, unsigned long now)
1739 {
1740         unsigned long stamp;
1741 again:
1742         stamp = READ_ONCE(part->stamp);
1743         if (unlikely(stamp != now)) {
1744                 if (likely(cmpxchg(&part->stamp, stamp, now) == stamp)) {
1745                         __part_stat_add(part, io_ticks, 1);
1746                 }
1747         }
1748         if (part->partno) {
1749                 part = &part_to_disk(part)->part0;
1750                 goto again;
1751         }
1752 }
1753
1754 void generic_start_io_acct(struct request_queue *q, int op,
1755                            unsigned long sectors, struct hd_struct *part)
1756 {
1757         const int sgrp = op_stat_group(op);
1758
1759         part_stat_lock();
1760
1761         update_io_ticks(part, jiffies);
1762         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1763         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1764         part_inc_in_flight(q, part, op_is_write(op));
1765
1766         part_stat_unlock();
1767 }
1768 EXPORT_SYMBOL(generic_start_io_acct);
1769
1770 void generic_end_io_acct(struct request_queue *q, int req_op,
1771                          struct hd_struct *part, unsigned long start_time)
1772 {
1773         unsigned long now = jiffies;
1774         unsigned long duration = now - start_time;
1775         const int sgrp = op_stat_group(req_op);
1776
1777         part_stat_lock();
1778
1779         update_io_ticks(part, now);
1780         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1781         part_stat_add(part, time_in_queue, duration);
1782         part_dec_in_flight(q, part, op_is_write(req_op));
1783
1784         part_stat_unlock();
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL(generic_end_io_acct);
1787
1788 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1789 void bio_flush_dcache_pages(struct bio *bi)
1790 {
1791         struct bio_vec bvec;
1792         struct bvec_iter iter;
1793
1794         bio_for_each_segment(bvec, bi, iter)
1795                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL(bio_flush_dcache_pages);
1798 #endif
1799
1800 static inline bool bio_remaining_done(struct bio *bio)
1801 {
1802         /*
1803          * If we're not chaining, then ->__bi_remaining is always 1 and
1804          * we always end io on the first invocation.
1805          */
1806         if (!bio_flagged(bio, BIO_CHAIN))
1807                 return true;
1808
1809         BUG_ON(atomic_read(&bio->__bi_remaining) <= 0);
1810
1811         if (atomic_dec_and_test(&bio->__bi_remaining)) {
1812                 bio_clear_flag(bio, BIO_CHAIN);
1813                 return true;
1814         }
1815
1816         return false;
1817 }
1818
1819 /**
1820  * bio_endio - end I/O on a bio
1821  * @bio:        bio
1822  *
1823  * Description:
1824  *   bio_endio() will end I/O on the whole bio. bio_endio() is the preferred
1825  *   way to end I/O on a bio. No one should call bi_end_io() directly on a
1826  *   bio unless they own it and thus know that it has an end_io function.
1827  *
1828  *   bio_endio() can be called several times on a bio that has been chained
1829  *   using bio_chain().  The ->bi_end_io() function will only be called the
1830  *   last time.  At this point the BLK_TA_COMPLETE tracing event will be
1831  *   generated if BIO_TRACE_COMPLETION is set.
1832  **/
1833 void bio_endio(struct bio *bio)
1834 {
1835 again:
1836         if (!bio_remaining_done(bio))
1837                 return;
1838         if (!bio_integrity_endio(bio))
1839                 return;
1840
1841         if (bio->bi_disk)
1842                 rq_qos_done_bio(bio->bi_disk->queue, bio);
1843
1844         /*
1845          * Need to have a real endio function for chained bios, otherwise
1846          * various corner cases will break (like stacking block devices that
1847          * save/restore bi_end_io) - however, we want to avoid unbounded
1848          * recursion and blowing the stack. Tail call optimization would
1849          * handle this, but compiling with frame pointers also disables
1850          * gcc's sibling call optimization.
1851          */
1852         if (bio->bi_end_io == bio_chain_endio) {
1853                 bio = __bio_chain_endio(bio);
1854                 goto again;
1855         }
1856
1857         if (bio->bi_disk && bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
1858                 trace_block_bio_complete(bio->bi_disk->queue, bio,
1859                                          blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1860                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1861         }
1862
1863         blk_throtl_bio_endio(bio);
1864         /* release cgroup info */
1865         bio_uninit(bio);
1866         if (bio->bi_end_io)
1867                 bio->bi_end_io(bio);
1868 }
1869 EXPORT_SYMBOL(bio_endio);
1870
1871 /**
1872  * bio_split - split a bio
1873  * @bio:        bio to split
1874  * @sectors:    number of sectors to split from the front of @bio
1875  * @gfp:        gfp mask
1876  * @bs:         bio set to allocate from
1877  *
1878  * Allocates and returns a new bio which represents @sectors from the start of
1879  * @bio, and updates @bio to represent the remaining sectors.
1880  *
1881  * Unless this is a discard request the newly allocated bio will point
1882  * to @bio's bi_io_vec; it is the caller's responsibility to ensure that
1883  * @bio is not freed before the split.
1884  */
1885 struct bio *bio_split(struct bio *bio, int sectors,
1886                       gfp_t gfp, struct bio_set *bs)
1887 {
1888         struct bio *split;
1889
1890         BUG_ON(sectors <= 0);
1891         BUG_ON(sectors >= bio_sectors(bio));
1892
1893         split = bio_clone_fast(bio, gfp, bs);
1894         if (!split)
1895                 return NULL;
1896
1897         split->bi_iter.bi_size = sectors << 9;
1898
1899         if (bio_integrity(split))
1900                 bio_integrity_trim(split);
1901
1902         bio_advance(bio, split->bi_iter.bi_size);
1903
1904         if (bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION))
1905                 bio_set_flag(split, BIO_TRACE_COMPLETION);
1906
1907         return split;
1908 }
1909 EXPORT_SYMBOL(bio_split);
1910
1911 /**
1912  * bio_trim - trim a bio
1913  * @bio:        bio to trim
1914  * @offset:     number of sectors to trim from the front of @bio
1915  * @size:       size we want to trim @bio to, in sectors
1916  */
1917 void bio_trim(struct bio *bio, int offset, int size)
1918 {
1919         /* 'bio' is a cloned bio which we need to trim to match
1920          * the given offset and size.
1921          */
1922
1923         size <<= 9;
1924         if (offset == 0 && size == bio->bi_iter.bi_size)
1925                 return;
1926
1927         bio_clear_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
1928
1929         bio_advance(bio, offset << 9);
1930
1931         bio->bi_iter.bi_size = size;
1932
1933         if (bio_integrity(bio))
1934                 bio_integrity_trim(bio);
1935
1936 }
1937 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_trim);
1938
1939 /*
1940  * create memory pools for biovec's in a bio_set.
1941  * use the global biovec slabs created for general use.
1942  */
1943 int biovec_init_pool(mempool_t *pool, int pool_entries)
1944 {
1945         struct biovec_slab *bp = bvec_slabs + BVEC_POOL_MAX;
1946
1947         return mempool_init_slab_pool(pool, pool_entries, bp->slab);
1948 }
1949
1950 /*
1951  * bioset_exit - exit a bioset initialized with bioset_init()
1952  *
1953  * May be called on a zeroed but uninitialized bioset (i.e. allocated with
1954  * kzalloc()).
1955  */
1956 void bioset_exit(struct bio_set *bs)
1957 {
1958         if (bs->rescue_workqueue)
1959                 destroy_workqueue(bs->rescue_workqueue);
1960         bs->rescue_workqueue = NULL;
1961
1962         mempool_exit(&bs->bio_pool);
1963         mempool_exit(&bs->bvec_pool);
1964
1965         bioset_integrity_free(bs);
1966         if (bs->bio_slab)
1967                 bio_put_slab(bs);
1968         bs->bio_slab = NULL;
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL(bioset_exit);
1971
1972 /**
1973  * bioset_init - Initialize a bio_set
1974  * @bs:         pool to initialize
1975  * @pool_size:  Number of bio and bio_vecs to cache in the mempool
1976  * @front_pad:  Number of bytes to allocate in front of the returned bio
1977  * @flags:      Flags to modify behavior, currently %BIOSET_NEED_BVECS
1978  *              and %BIOSET_NEED_RESCUER
1979  *
1980  * Description:
1981  *    Set up a bio_set to be used with @bio_alloc_bioset. Allows the caller
1982  *    to ask for a number of bytes to be allocated in front of the bio.
1983  *    Front pad allocation is useful for embedding the bio inside
1984  *    another structure, to avoid allocating extra data to go with the bio.
1985  *    Note that the bio must be embedded at the END of that structure always,
1986  *    or things will break badly.
1987  *    If %BIOSET_NEED_BVECS is set in @flags, a separate pool will be allocated
1988  *    for allocating iovecs.  This pool is not needed e.g. for bio_clone_fast().
1989  *    If %BIOSET_NEED_RESCUER is set, a workqueue is created which can be used to
1990  *    dispatch queued requests when the mempool runs out of space.
1991  *
1992  */
1993 int bioset_init(struct bio_set *bs,
1994                 unsigned int pool_size,
1995                 unsigned int front_pad,
1996                 int flags)
1997 {
1998         unsigned int back_pad = BIO_INLINE_VECS * sizeof(struct bio_vec);
1999
2000         bs->front_pad = front_pad;
2001
2002         spin_lock_init(&bs->rescue_lock);
2003         bio_list_init(&bs->rescue_list);
2004         INIT_WORK(&bs->rescue_work, bio_alloc_rescue);
2005
2006         bs->bio_slab = bio_find_or_create_slab(front_pad + back_pad);
2007         if (!bs->bio_slab)
2008                 return -ENOMEM;
2009
2010         if (mempool_init_slab_pool(&bs->bio_pool, pool_size, bs->bio_slab))
2011                 goto bad;
2012
2013         if ((flags & BIOSET_NEED_BVECS) &&
2014             biovec_init_pool(&bs->bvec_pool, pool_size))
2015                 goto bad;
2016
2017         if (!(flags & BIOSET_NEED_RESCUER))
2018                 return 0;
2019
2020         bs->rescue_workqueue = alloc_workqueue("bioset", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
2021         if (!bs->rescue_workqueue)
2022                 goto bad;
2023
2024         return 0;
2025 bad:
2026         bioset_exit(bs);
2027         return -ENOMEM;
2028 }
2029 EXPORT_SYMBOL(bioset_init);
2030
2031 /*
2032  * Initialize and setup a new bio_set, based on the settings from
2033  * another bio_set.
2034  */
2035 int bioset_init_from_src(struct bio_set *bs, struct bio_set *src)
2036 {
2037         int flags;
2038
2039         flags = 0;
2040         if (src->bvec_pool.min_nr)
2041                 flags |= BIOSET_NEED_BVECS;
2042         if (src->rescue_workqueue)
2043                 flags |= BIOSET_NEED_RESCUER;
2044
2045         return bioset_init(bs, src->bio_pool.min_nr, src->front_pad, flags);
2046 }
2047 EXPORT_SYMBOL(bioset_init_from_src);
2048
2049 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
2050
2051 /**
2052  * bio_disassociate_blkg - puts back the blkg reference if associated
2053  * @bio: target bio
2054  *
2055  * Helper to disassociate the blkg from @bio if a blkg is associated.
2056  */
2057 void bio_disassociate_blkg(struct bio *bio)
2058 {
2059         if (bio->bi_blkg) {
2060                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2061                 bio->bi_blkg = NULL;
2062         }
2063 }
2064 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_disassociate_blkg);
2065
2066 /**
2067  * __bio_associate_blkg - associate a bio with the a blkg
2068  * @bio: target bio
2069  * @blkg: the blkg to associate
2070  *
2071  * This tries to associate @bio with the specified @blkg.  Association failure
2072  * is handled by walking up the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can
2073  * be anything between @blkg and the root_blkg.  This situation only happens
2074  * when a cgroup is dying and then the remaining bios will spill to the closest
2075  * alive blkg.
2076  *
2077  * A reference will be taken on the @blkg and will be released when @bio is
2078  * freed.
2079  */
2080 static void __bio_associate_blkg(struct bio *bio, struct blkcg_gq *blkg)
2081 {
2082         bio_disassociate_blkg(bio);
2083
2084         bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(blkg);
2085 }
2086
2087 /**
2088  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2089  * @bio: target bio
2090  * @css: target css
2091  *
2092  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2093  * request_queue of the @bio.  This falls back to the queue's root_blkg if
2094  * the association fails with the css.
2095  */
2096 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2097                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2098 {
2099         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2100         struct blkcg_gq *blkg;
2101
2102         rcu_read_lock();
2103
2104         if (!css || !css->parent)
2105                 blkg = q->root_blkg;
2106         else
2107                 blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), q);
2108
2109         __bio_associate_blkg(bio, blkg);
2110
2111         rcu_read_unlock();
2112 }
2113 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2114
2115 #ifdef CONFIG_MEMCG
2116 /**
2117  * bio_associate_blkg_from_page - associate a bio with the page's blkg
2118  * @bio: target bio
2119  * @page: the page to lookup the blkcg from
2120  *
2121  * Associate @bio with the blkg from @page's owning memcg and the respective
2122  * request_queue.  If cgroup_e_css returns %NULL, fall back to the queue's
2123  * root_blkg.
2124  */
2125 void bio_associate_blkg_from_page(struct bio *bio, struct page *page)
2126 {
2127         struct cgroup_subsys_state *css;
2128
2129         if (!page->mem_cgroup)
2130                 return;
2131
2132         rcu_read_lock();
2133
2134         css = cgroup_e_css(page->mem_cgroup->css.cgroup, &io_cgrp_subsys);
2135         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2136
2137         rcu_read_unlock();
2138 }
2139 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2140
2141 /**
2142  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2143  * @bio: target bio
2144  *
2145  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2146  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2147  * already associated, the css is reused and association redone as the
2148  * request_queue may have changed.
2149  */
2150 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2151 {
2152         struct cgroup_subsys_state *css;
2153
2154         rcu_read_lock();
2155
2156         if (bio->bi_blkg)
2157                 css = &bio_blkcg(bio)->css;
2158         else
2159                 css = blkcg_css();
2160
2161         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2162
2163         rcu_read_unlock();
2164 }
2165 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2166
2167 /**
2168  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2169  * @dst: destination bio
2170  * @src: source bio
2171  */
2172 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2173 {
2174         rcu_read_lock();
2175
2176         if (src->bi_blkg)
2177                 __bio_associate_blkg(dst, src->bi_blkg);
2178
2179         rcu_read_unlock();
2180 }
2181 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2182 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP */
2183
2184 static void __init biovec_init_slabs(void)
2185 {
2186         int i;
2187
2188         for (i = 0; i < BVEC_POOL_NR; i++) {
2189                 int size;
2190                 struct biovec_slab *bvs = bvec_slabs + i;
2191
2192                 if (bvs->nr_vecs <= BIO_INLINE_VECS) {
2193                         bvs->slab = NULL;
2194                         continue;
2195                 }
2196
2197                 size = bvs->nr_vecs * sizeof(struct bio_vec);
2198                 bvs->slab = kmem_cache_create(bvs->name, size, 0,
2199                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
2200         }
2201 }
2202
2203 static int __init init_bio(void)
2204 {
2205         bio_slab_max = 2;
2206         bio_slab_nr = 0;
2207         bio_slabs = kcalloc(bio_slab_max, sizeof(struct bio_slab),
2208                             GFP_KERNEL);
2209
2210         BUILD_BUG_ON(BIO_FLAG_LAST > BVEC_POOL_OFFSET);
2211
2212         if (!bio_slabs)
2213                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2214
2215         bio_integrity_init();
2216         biovec_init_slabs();
2217
2218         if (bioset_init(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS))
2219                 panic("bio: can't allocate bios\n");
2220
2221         if (bioset_integrity_create(&fs_bio_set, BIO_POOL_SIZE))
2222                 panic("bio: can't create integrity pool\n");
2223
2224         return 0;
2225 }
2226 subsys_initcall(init_bio);