zorro: Remove unused zorro_dev_driver()
[linux-2.6-microblaze.git] / block / blk-core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
4  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
5  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
7  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
8  *      -  July2000
9  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
10  */
11
12 /*
13  * This handles all read/write requests to block devices
14  */
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/bio.h>
19 #include <linux/blkdev.h>
20 #include <linux/blk-mq.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/kernel_stat.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/completion.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/delay.h>
34 #include <linux/ratelimit.h>
35 #include <linux/pm_runtime.h>
36 #include <linux/blk-cgroup.h>
37 #include <linux/t10-pi.h>
38 #include <linux/debugfs.h>
39 #include <linux/bpf.h>
40 #include <linux/psi.h>
41
42 #define CREATE_TRACE_POINTS
43 #include <trace/events/block.h>
44
45 #include "blk.h"
46 #include "blk-mq.h"
47 #include "blk-mq-sched.h"
48 #include "blk-pm.h"
49 #include "blk-rq-qos.h"
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
52 struct dentry *blk_debugfs_root;
53 #endif
54
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
60
61 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
62
63 /*
64  * For queue allocation
65  */
66 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
67
68 /*
69  * Controlling structure to kblockd
70  */
71 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
72
73 /**
74  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
75  * @flag: flag to be set
76  * @q: request queue
77  */
78 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
79 {
80         set_bit(flag, &q->queue_flags);
81 }
82 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
83
84 /**
85  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
86  * @flag: flag to be cleared
87  * @q: request queue
88  */
89 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
90 {
91         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
94
95 /**
96  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
97  * @flag: flag to be set
98  * @q: request queue
99  *
100  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
101  * the flag was already set.
102  */
103 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
104 {
105         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
106 }
107 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
108
109 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
110 {
111         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
112
113         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
114         rq->q = q;
115         rq->__sector = (sector_t) -1;
116         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
117         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
118         rq->tag = -1;
119         rq->internal_tag = -1;
120         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
121         rq->part = NULL;
122         refcount_set(&rq->ref, 1);
123 }
124 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
125
126 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
127 static const char *const blk_op_name[] = {
128         REQ_OP_NAME(READ),
129         REQ_OP_NAME(WRITE),
130         REQ_OP_NAME(FLUSH),
131         REQ_OP_NAME(DISCARD),
132         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
133         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
134         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
138         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
139         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
140         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
141         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
142         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
143         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
144 };
145 #undef REQ_OP_NAME
146
147 /**
148  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
149  * @op: REQ_OP_XXX.
150  *
151  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
152  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
153  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
154  */
155 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
156 {
157         const char *op_str = "UNKNOWN";
158
159         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
160                 op_str = blk_op_name[op];
161
162         return op_str;
163 }
164 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
165
166 static const struct {
167         int             errno;
168         const char      *name;
169 } blk_errors[] = {
170         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
171         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
172         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
173         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
174         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
175         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
176         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
177         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
178         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
179         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
180         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
181         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
182
183         /* device mapper special case, should not leak out: */
184         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
185
186         /* everything else not covered above: */
187         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
188 };
189
190 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
191 {
192         int i;
193
194         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
195                 if (blk_errors[i].errno == errno)
196                         return (__force blk_status_t)i;
197         }
198
199         return BLK_STS_IOERR;
200 }
201 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
202
203 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
204 {
205         int idx = (__force int)status;
206
207         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
208                 return -EIO;
209         return blk_errors[idx].errno;
210 }
211 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
212
213 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
214                 const char *caller)
215 {
216         int idx = (__force int)status;
217
218         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
219                 return;
220
221         printk_ratelimited(KERN_ERR
222                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
223                 "phys_seg %u prio class %u\n",
224                 caller, blk_errors[idx].name,
225                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
226                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
227                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
228                 req->nr_phys_segments,
229                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
230 }
231
232 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
233                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
234 {
235         if (error)
236                 bio->bi_status = error;
237
238         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
239                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
240
241         bio_advance(bio, nbytes);
242
243         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
244         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
245                 bio_endio(bio);
246 }
247
248 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
249 {
250         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
251                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
252                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
253
254         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
255                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
256                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
257         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
258                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
259 }
260 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
261
262 /**
263  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
264  * @q: the queue
265  *
266  * Description:
267  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
268  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
269  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
270  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
271  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
272  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
273  *     this function.
274  *
275  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
276  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
277  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
278  *
279  */
280 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
281 {
282         del_timer_sync(&q->timeout);
283         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
284 }
285 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
286
287 /**
288  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
289  * @q: request queue pointer
290  */
291 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
292 {
293         atomic_inc(&q->pm_only);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
296
297 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
298 {
299         int pm_only;
300
301         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
302         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
303         if (pm_only == 0)
304                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
305 }
306 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
307
308 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
309 {
310         kobject_put(&q->kobj);
311 }
312 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
313
314 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
315 {
316         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
317
318         /*
319          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
320          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
321          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
322          */
323         blk_freeze_queue_start(q);
324
325         if (queue_is_mq(q))
326                 blk_mq_wake_waiters(q);
327
328         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
329         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
330 }
331 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
332
333 /**
334  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
335  * @q: request queue to shutdown
336  *
337  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
338  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
339  */
340 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
341 {
342         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
343
344         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
345         blk_set_queue_dying(q);
346
347         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
348         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
349         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
350
351         /*
352          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
353          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
354          * after draining finished.
355          */
356         blk_freeze_queue(q);
357
358         rq_qos_exit(q);
359
360         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
361
362         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
363         blk_flush_integrity();
364
365         /* @q won't process any more request, flush async actions */
366         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
367         blk_sync_queue(q);
368
369         if (queue_is_mq(q))
370                 blk_mq_exit_queue(q);
371
372         /*
373          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
374          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
375          * requests, so free the pool now.
376          *
377          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
378          * it is safe to free requests now.
379          */
380         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
381         if (q->elevator)
382                 blk_mq_sched_free_requests(q);
383         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
384
385         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
386
387         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
388         blk_put_queue(q);
389 }
390 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
391
392 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
393 {
394         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
395 }
396 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
397
398 /**
399  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
400  * @q: request queue pointer
401  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
402  */
403 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
404 {
405         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
406
407         while (true) {
408                 bool success = false;
409
410                 rcu_read_lock();
411                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
412                         /*
413                          * The code that increments the pm_only counter is
414                          * responsible for ensuring that that counter is
415                          * globally visible before the queue is unfrozen.
416                          */
417                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
418                                 success = true;
419                         } else {
420                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
421                         }
422                 }
423                 rcu_read_unlock();
424
425                 if (success)
426                         return 0;
427
428                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
429                         return -EBUSY;
430
431                 /*
432                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
433                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
434                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
435                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
436                  * never return if the two reads are reordered.
437                  */
438                 smp_rmb();
439
440                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
441                            (!q->mq_freeze_depth &&
442                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
443                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
444                            blk_queue_dying(q));
445                 if (blk_queue_dying(q))
446                         return -ENODEV;
447         }
448 }
449
450 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
451 {
452         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
453 }
454
455 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
456 {
457         struct request_queue *q =
458                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
459
460         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
461 }
462
463 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
464 {
465         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
466
467         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
468 }
469
470 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
471 {
472 }
473
474 /**
475  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
476  * @gfp_mask: memory allocation flags
477  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
478  */
479 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
480 {
481         struct request_queue *q;
482         int ret;
483
484         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
485                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
486         if (!q)
487                 return NULL;
488
489         q->last_merge = NULL;
490
491         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
492         if (q->id < 0)
493                 goto fail_q;
494
495         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
496         if (ret)
497                 goto fail_id;
498
499         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
500         if (!q->backing_dev_info)
501                 goto fail_split;
502
503         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
504         if (!q->stats)
505                 goto fail_stats;
506
507         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
508         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
509         q->backing_dev_info->name = "block";
510         q->node = node_id;
511
512         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
513                     laptop_mode_timer_fn, 0);
514         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
515         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
516         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
517 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
518         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
519 #endif
520
521         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
522
523 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
524         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
525 #endif
526         mutex_init(&q->sysfs_lock);
527         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
528         spin_lock_init(&q->queue_lock);
529
530         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
531         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
532
533         /*
534          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
535          * See blk_register_queue() for details.
536          */
537         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
538                                 blk_queue_usage_counter_release,
539                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
540                 goto fail_bdi;
541
542         if (blkcg_init_queue(q))
543                 goto fail_ref;
544
545         return q;
546
547 fail_ref:
548         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
549 fail_bdi:
550         blk_free_queue_stats(q->stats);
551 fail_stats:
552         bdi_put(q->backing_dev_info);
553 fail_split:
554         bioset_exit(&q->bio_split);
555 fail_id:
556         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
557 fail_q:
558         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
559         return NULL;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
562
563 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
564 {
565         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
566                 __blk_get_queue(q);
567                 return true;
568         }
569
570         return false;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
573
574 /**
575  * blk_get_request - allocate a request
576  * @q: request queue to allocate a request for
577  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
578  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
579  */
580 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
581                                 blk_mq_req_flags_t flags)
582 {
583         struct request *req;
584
585         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
586         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
587
588         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
589         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
590                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
591
592         return req;
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
595
596 void blk_put_request(struct request *req)
597 {
598         blk_mq_free_request(req);
599 }
600 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
601
602 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
603                 unsigned int nr_segs)
604 {
605         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
606
607         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
608                 return false;
609
610         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
611         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
612
613         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
614                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
615
616         req->biotail->bi_next = bio;
617         req->biotail = bio;
618         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
619
620         blk_account_io_start(req, false);
621         return true;
622 }
623
624 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
625                 unsigned int nr_segs)
626 {
627         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
628
629         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
630                 return false;
631
632         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
633         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
634
635         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
636                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
637
638         bio->bi_next = req->bio;
639         req->bio = bio;
640
641         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
642         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
643
644         blk_account_io_start(req, false);
645         return true;
646 }
647
648 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
649                 struct bio *bio)
650 {
651         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
652
653         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
654                 goto no_merge;
655         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
656             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
657                 goto no_merge;
658
659         rq_qos_merge(q, req, bio);
660
661         req->biotail->bi_next = bio;
662         req->biotail = bio;
663         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
664         req->nr_phys_segments = segments + 1;
665
666         blk_account_io_start(req, false);
667         return true;
668 no_merge:
669         req_set_nomerge(q, req);
670         return false;
671 }
672
673 /**
674  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
675  * @q: request_queue new bio is being queued at
676  * @bio: new bio being queued
677  * @nr_segs: number of segments in @bio
678  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
679  * another request associated with @q is found on the plug list
680  * (optional, may be %NULL)
681  *
682  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
683  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
684  * otherwise %false.
685  *
686  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
687  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
688  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
689  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
690  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
691  * merging parameters without querying the elevator.
692  *
693  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
694  */
695 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
696                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
697 {
698         struct blk_plug *plug;
699         struct request *rq;
700         struct list_head *plug_list;
701
702         plug = blk_mq_plug(q, bio);
703         if (!plug)
704                 return false;
705
706         plug_list = &plug->mq_list;
707
708         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
709                 bool merged = false;
710
711                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
712                         /*
713                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
714                          * rq in the same queue, there should be only one such
715                          * rq in a queue
716                          **/
717                         *same_queue_rq = rq;
718                 }
719
720                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
721                         continue;
722
723                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
724                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
725                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
726                         break;
727                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
728                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
729                         break;
730                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
731                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
732                         break;
733                 default:
734                         break;
735                 }
736
737                 if (merged)
738                         return true;
739         }
740
741         return false;
742 }
743
744 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
745 {
746         char b[BDEVNAME_SIZE];
747
748         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
749         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
750                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
751                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
752                         (long long)maxsector);
753 }
754
755 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
756
757 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
758
759 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
760 {
761         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
762 }
763 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
764
765 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
766 {
767         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
768 }
769
770 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
771 {
772         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
773                                                 NULL, &fail_make_request);
774
775         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
776 }
777
778 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
779
780 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
781
782 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
783                                         unsigned int bytes)
784 {
785         return false;
786 }
787
788 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
789
790 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
791 {
792         const int op = bio_op(bio);
793
794         if (part->policy && op_is_write(op)) {
795                 char b[BDEVNAME_SIZE];
796
797                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
798                         return false;
799
800                 WARN_ONCE(1,
801                        "generic_make_request: Trying to write "
802                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
803                         bio_devname(bio, b), part->partno);
804                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
805                 return false;
806         }
807
808         return false;
809 }
810
811 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
812 {
813         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
814                 return -EIO;
815         return 0;
816 }
817 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
818
819 /*
820  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
821  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
822  * the device, e.g., when mounting a file system.
823  */
824 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
825 {
826         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
827
828         if (nr_sectors && maxsector &&
829             (nr_sectors > maxsector ||
830              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
831                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
832                 return -EIO;
833         }
834         return 0;
835 }
836
837 /*
838  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
839  */
840 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
841 {
842         struct hd_struct *p;
843         int ret = -EIO;
844
845         rcu_read_lock();
846         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
847         if (unlikely(!p))
848                 goto out;
849         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
850                 goto out;
851         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
852                 goto out;
853
854         if (bio_sectors(bio)) {
855                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
856                         goto out;
857                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
858                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
859                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
860         }
861         bio->bi_partno = 0;
862         ret = 0;
863 out:
864         rcu_read_unlock();
865         return ret;
866 }
867
868 static noinline_for_stack bool
869 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
870 {
871         struct request_queue *q;
872         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
873         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
874         char b[BDEVNAME_SIZE];
875
876         might_sleep();
877
878         q = bio->bi_disk->queue;
879         if (unlikely(!q)) {
880                 printk(KERN_ERR
881                        "generic_make_request: Trying to access "
882                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
883                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
884                 goto end_io;
885         }
886
887         /*
888          * Non-mq queues do not honor REQ_NOWAIT, so complete a bio
889          * with BLK_STS_AGAIN status in order to catch -EAGAIN and
890          * to give a chance to the caller to repeat request gracefully.
891          */
892         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q)) {
893                 status = BLK_STS_AGAIN;
894                 goto end_io;
895         }
896
897         if (should_fail_bio(bio))
898                 goto end_io;
899
900         if (bio->bi_partno) {
901                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
902                         goto end_io;
903         } else {
904                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
905                         goto end_io;
906                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
907                         goto end_io;
908         }
909
910         /*
911          * Filter flush bio's early so that make_request based
912          * drivers without flush support don't have to worry
913          * about them.
914          */
915         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
916             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
917                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
918                 if (!nr_sectors) {
919                         status = BLK_STS_OK;
920                         goto end_io;
921                 }
922         }
923
924         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
925                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
926
927         switch (bio_op(bio)) {
928         case REQ_OP_DISCARD:
929                 if (!blk_queue_discard(q))
930                         goto not_supported;
931                 break;
932         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
933                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
934                         goto not_supported;
935                 break;
936         case REQ_OP_WRITE_SAME:
937                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
938                         goto not_supported;
939                 break;
940         case REQ_OP_ZONE_RESET:
941         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
942         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
943         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
944                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
945                         goto not_supported;
946                 break;
947         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
948                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
949                         goto not_supported;
950                 break;
951         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
952                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
953                         goto not_supported;
954                 break;
955         default:
956                 break;
957         }
958
959         /*
960          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
961          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
962          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
963          * layer knows how to live with it.
964          */
965         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
966
967         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
968                 return false;
969
970         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
971                 trace_block_bio_queue(q, bio);
972                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
973                  * completion as well.
974                  */
975                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
976         }
977         return true;
978
979 not_supported:
980         status = BLK_STS_NOTSUPP;
981 end_io:
982         bio->bi_status = status;
983         bio_endio(bio);
984         return false;
985 }
986
987 /**
988  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
989  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
990  *
991  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
992  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
993  * to be done.
994  *
995  * generic_make_request() does not return any status.  The
996  * success/failure status of the request, along with notification of
997  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
998  * function described (one day) else where.
999  *
1000  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1001  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1002  * set to describe the device address, and the
1003  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1004  * completion notification should be signaled.
1005  *
1006  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1007  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1008  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1009  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1010  */
1011 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1012 {
1013         /*
1014          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1015          * make_request_fn.
1016          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1017          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1018          * yet.
1019          */
1020         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1021         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1022
1023         if (!generic_make_request_checks(bio))
1024                 goto out;
1025
1026         /*
1027          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1028          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1029          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1030          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1031          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1032          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1033          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1034          * should be added at the tail
1035          */
1036         if (current->bio_list) {
1037                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1038                 goto out;
1039         }
1040
1041         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1042          * explanation.
1043          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1044          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1045          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1046          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1047          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1048          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1049          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1050          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1051          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1052          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1053          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1054          */
1055         BUG_ON(bio->bi_next);
1056         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1057         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1058         do {
1059                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1060                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1061                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1062
1063                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1064                         struct bio_list lower, same;
1065
1066                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1067                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1068                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1069                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1070
1071                         blk_queue_exit(q);
1072
1073                         /* sort new bios into those for a lower level
1074                          * and those for the same level
1075                          */
1076                         bio_list_init(&lower);
1077                         bio_list_init(&same);
1078                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1079                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1080                                         bio_list_add(&same, bio);
1081                                 else
1082                                         bio_list_add(&lower, bio);
1083                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1084                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1085                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1086                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1087                 } else {
1088                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1089                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1090                                 bio_wouldblock_error(bio);
1091                         else
1092                                 bio_io_error(bio);
1093                 }
1094                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1095         } while (bio);
1096         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1097
1098 out:
1099         return ret;
1100 }
1101 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1102
1103 /**
1104  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1105  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1106  *
1107  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1108  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1109  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1110  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1111  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1112  */
1113 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1114 {
1115         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1116         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1117         blk_qc_t ret;
1118
1119         if (!generic_make_request_checks(bio))
1120                 return BLK_QC_T_NONE;
1121
1122         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1123                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1124                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1125                 else
1126                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1127                 bio_endio(bio);
1128                 return BLK_QC_T_NONE;
1129         }
1130
1131         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1132         blk_queue_exit(q);
1133         return ret;
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1136
1137 /**
1138  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1139  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1140  *
1141  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1142  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1143  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1144  *
1145  */
1146 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1147 {
1148         bool workingset_read = false;
1149         unsigned long pflags;
1150         blk_qc_t ret;
1151
1152         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1153                 return BLK_QC_T_NONE;
1154
1155         /*
1156          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1157          * go through the normal accounting stuff before submission.
1158          */
1159         if (bio_has_data(bio)) {
1160                 unsigned int count;
1161
1162                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1163                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1164                 else
1165                         count = bio_sectors(bio);
1166
1167                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1168                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1169                 } else {
1170                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1171                                 workingset_read = true;
1172                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1173                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1174                 }
1175
1176                 if (unlikely(block_dump)) {
1177                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1178                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1179                         current->comm, task_pid_nr(current),
1180                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1181                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1182                                 bio_devname(bio, b), count);
1183                 }
1184         }
1185
1186         /*
1187          * If we're reading data that is part of the userspace
1188          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1189          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1190          * submission can be a significant part of overall IO time.
1191          */
1192         if (workingset_read)
1193                 psi_memstall_enter(&pflags);
1194
1195         ret = generic_make_request(bio);
1196
1197         if (workingset_read)
1198                 psi_memstall_leave(&pflags);
1199
1200         return ret;
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1203
1204 /**
1205  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1206  *                              for new the queue limits
1207  * @q:  the queue
1208  * @rq: the request being checked
1209  *
1210  * Description:
1211  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1212  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1213  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1214  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1215  *    the insertion using this generic function.
1216  *
1217  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1218  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1219  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1220  */
1221 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1222                                       struct request *rq)
1223 {
1224         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1225                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1226                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1227                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1228                 return -EIO;
1229         }
1230
1231         /*
1232          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1233          * may differ from that of other stacking queues.
1234          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1235          * limitation.
1236          */
1237         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1238         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1239                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1240                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1241                 return -EIO;
1242         }
1243
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 /**
1248  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1249  * @q:  the queue to submit the request
1250  * @rq: the request being queued
1251  */
1252 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1253 {
1254         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1255                 return BLK_STS_IOERR;
1256
1257         if (rq->rq_disk &&
1258             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1259                 return BLK_STS_IOERR;
1260
1261         if (blk_queue_io_stat(q))
1262                 blk_account_io_start(rq, true);
1263
1264         /*
1265          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1266          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1267          * insert.
1268          */
1269         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1270 }
1271 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1272
1273 /**
1274  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1275  * @rq: request to examine
1276  *
1277  * Description:
1278  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1279  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1280  *     can be failed from the beginning of the request without
1281  *     crossing into area which need to be retried further.
1282  *
1283  * Return:
1284  *     The number of bytes to fail.
1285  */
1286 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1287 {
1288         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1289         unsigned int bytes = 0;
1290         struct bio *bio;
1291
1292         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1293                 return blk_rq_bytes(rq);
1294
1295         /*
1296          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1297          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1298          * which have all the failfast bits that the first one has -
1299          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1300          * one.
1301          */
1302         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1303                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1304                         break;
1305                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1306         }
1307
1308         /* this could lead to infinite loop */
1309         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1310         return bytes;
1311 }
1312 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1313
1314 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1315 {
1316         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1317                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1318                 struct hd_struct *part;
1319
1320                 part_stat_lock();
1321                 part = req->part;
1322                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1323                 part_stat_unlock();
1324         }
1325 }
1326
1327 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1328 {
1329         /*
1330          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1331          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1332          * containing request is enough.
1333          */
1334         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1335             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1336                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1337                 struct hd_struct *part;
1338
1339                 part_stat_lock();
1340                 part = req->part;
1341
1342                 update_io_ticks(part, jiffies);
1343                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1344                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1345                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1346                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1347
1348                 hd_struct_put(part);
1349                 part_stat_unlock();
1350         }
1351 }
1352
1353 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1354 {
1355         struct hd_struct *part;
1356         int rw = rq_data_dir(rq);
1357
1358         if (!blk_do_io_stat(rq))
1359                 return;
1360
1361         part_stat_lock();
1362
1363         if (!new_io) {
1364                 part = rq->part;
1365                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1366         } else {
1367                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1368                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1369                         /*
1370                          * The partition is already being removed,
1371                          * the request will be accounted on the disk only
1372                          *
1373                          * We take a reference on disk->part0 although that
1374                          * partition will never be deleted, so we can treat
1375                          * it as any other partition.
1376                          */
1377                         part = &rq->rq_disk->part0;
1378                         hd_struct_get(part);
1379                 }
1380                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1381                 rq->part = part;
1382         }
1383
1384         update_io_ticks(part, jiffies);
1385
1386         part_stat_unlock();
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1391  * The request must not have been partially completed before.
1392  */
1393 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1394 {
1395         if (rq->bio) {
1396                 if (list->tail)
1397                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1398                 else
1399                         list->head = rq->bio;
1400                 list->tail = rq->biotail;
1401
1402                 rq->bio = NULL;
1403                 rq->biotail = NULL;
1404         }
1405
1406         rq->__data_len = 0;
1407 }
1408 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1409
1410 /**
1411  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1412  * @req:      the request being processed
1413  * @error:    block status code
1414  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1415  *
1416  * Description:
1417  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1418  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1419  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1420  *
1421  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1422  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1423  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1424  *
1425  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1426  *     %false return from this function.
1427  *
1428  * Note:
1429  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1430  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1431  *
1432  * Return:
1433  *     %false - this request doesn't have any more data
1434  *     %true  - this request has more data
1435  **/
1436 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1437                 unsigned int nr_bytes)
1438 {
1439         int total_bytes;
1440
1441         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1442
1443         if (!req->bio)
1444                 return false;
1445
1446 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1447         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1448             error == BLK_STS_OK)
1449                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1450 #endif
1451
1452         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1453                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1454                 print_req_error(req, error, __func__);
1455
1456         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1457
1458         total_bytes = 0;
1459         while (req->bio) {
1460                 struct bio *bio = req->bio;
1461                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1462
1463                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1464                         req->bio = bio->bi_next;
1465
1466                 /* Completion has already been traced */
1467                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1468                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1469
1470                 total_bytes += bio_bytes;
1471                 nr_bytes -= bio_bytes;
1472
1473                 if (!nr_bytes)
1474                         break;
1475         }
1476
1477         /*
1478          * completely done
1479          */
1480         if (!req->bio) {
1481                 /*
1482                  * Reset counters so that the request stacking driver
1483                  * can find how many bytes remain in the request
1484                  * later.
1485                  */
1486                 req->__data_len = 0;
1487                 return false;
1488         }
1489
1490         req->__data_len -= total_bytes;
1491
1492         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1493         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1494                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1495
1496         /* mixed attributes always follow the first bio */
1497         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1498                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1499                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1500         }
1501
1502         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1503                 /*
1504                  * If total number of sectors is less than the first segment
1505                  * size, something has gone terribly wrong.
1506                  */
1507                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1508                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1509                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1510                 }
1511
1512                 /* recalculate the number of segments */
1513                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1514         }
1515
1516         return true;
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1519
1520 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1521 /**
1522  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1523  * @rq: the request to be flushed
1524  *
1525  * Description:
1526  *     Flush all pages in @rq.
1527  */
1528 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1529 {
1530         struct req_iterator iter;
1531         struct bio_vec bvec;
1532
1533         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1534                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1537 #endif
1538
1539 /**
1540  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1541  * @q : the queue of the device being checked
1542  *
1543  * Description:
1544  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1545  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1546  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1547  *
1548  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1549  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1550  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1551  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1552  *    on burst I/O load.
1553  *
1554  * Return:
1555  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1556  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1557  */
1558 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1559 {
1560         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1561                 return q->mq_ops->busy(q);
1562
1563         return 0;
1564 }
1565 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1566
1567 /**
1568  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1569  * @rq: the clone request to be cleaned up
1570  *
1571  * Description:
1572  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1573  */
1574 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1575 {
1576         struct bio *bio;
1577
1578         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1579                 rq->bio = bio->bi_next;
1580
1581                 bio_put(bio);
1582         }
1583 }
1584 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1585
1586 /*
1587  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1588  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1589  */
1590 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1591 {
1592         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1593         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1594         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1595                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1596                 dst->special_vec = src->special_vec;
1597         }
1598         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1599         dst->ioprio = src->ioprio;
1600         dst->extra_len = src->extra_len;
1601 }
1602
1603 /**
1604  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1605  * @rq: the request to be setup
1606  * @rq_src: original request to be cloned
1607  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1608  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1609  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1610  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1611  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1612  *
1613  * Description:
1614  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1615  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1616  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1617  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1618  *     and the cloned bios just point same pages.
1619  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1620  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1621  */
1622 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1623                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1624                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1625                       void *data)
1626 {
1627         struct bio *bio, *bio_src;
1628
1629         if (!bs)
1630                 bs = &fs_bio_set;
1631
1632         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1633                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1634                 if (!bio)
1635                         goto free_and_out;
1636
1637                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1638                         goto free_and_out;
1639
1640                 if (rq->bio) {
1641                         rq->biotail->bi_next = bio;
1642                         rq->biotail = bio;
1643                 } else
1644                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1645         }
1646
1647         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1648
1649         return 0;
1650
1651 free_and_out:
1652         if (bio)
1653                 bio_put(bio);
1654         blk_rq_unprep_clone(rq);
1655
1656         return -ENOMEM;
1657 }
1658 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1659
1660 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1661 {
1662         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1663 }
1664 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1665
1666 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1667 {
1668         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1669 }
1670 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1671
1672 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1673                                 unsigned long delay)
1674 {
1675         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1676 }
1677 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1678
1679 /**
1680  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1681  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1682  *
1683  * Description:
1684  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1685  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1686  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1687  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1688  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1689  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1690  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1691  *   the task schedules (see below).
1692  *
1693  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1694  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1695  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1696  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1697  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1698  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1699  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1700  *   this kind of deadlock.
1701  */
1702 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1703 {
1704         struct task_struct *tsk = current;
1705
1706         /*
1707          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1708          */
1709         if (tsk->plug)
1710                 return;
1711
1712         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1713         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1714         plug->rq_count = 0;
1715         plug->multiple_queues = false;
1716
1717         /*
1718          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1719          * preempt will imply a full memory barrier
1720          */
1721         tsk->plug = plug;
1722 }
1723 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1724
1725 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1726 {
1727         LIST_HEAD(callbacks);
1728
1729         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1730                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1731
1732                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1733                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1734                                                           struct blk_plug_cb,
1735                                                           list);
1736                         list_del(&cb->list);
1737                         cb->callback(cb, from_schedule);
1738                 }
1739         }
1740 }
1741
1742 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1743                                       int size)
1744 {
1745         struct blk_plug *plug = current->plug;
1746         struct blk_plug_cb *cb;
1747
1748         if (!plug)
1749                 return NULL;
1750
1751         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1752                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1753                         return cb;
1754
1755         /* Not currently on the callback list */
1756         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1757         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1758         if (cb) {
1759                 cb->data = data;
1760                 cb->callback = unplug;
1761                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1762         }
1763         return cb;
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1766
1767 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1768 {
1769         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1770
1771         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1772                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1773 }
1774
1775 /**
1776  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1777  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1778  *
1779  * Description:
1780  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1781  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1782  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1783  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1784  */
1785 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1786 {
1787         if (plug != current->plug)
1788                 return;
1789         blk_flush_plug_list(plug, false);
1790
1791         current->plug = NULL;
1792 }
1793 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1794
1795 int __init blk_dev_init(void)
1796 {
1797         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1798         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1799                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1800         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1801                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1802
1803         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1804         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1805                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1806         if (!kblockd_workqueue)
1807                 panic("Failed to create kblockd\n");
1808
1809         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1810                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1811
1812 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1813         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1814 #endif
1815
1816         return 0;
1817 }