4401b30a17516cf9a14453e3fb4a4d651c349b30
[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
350         /*
351          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
352          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
353          * after draining finished.
354          */
355         blk_freeze_queue(q);
356
357         rq_qos_exit(q);
358
359         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
360
361         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
362         blk_flush_integrity();
363
364         /* @q won't process any more request, flush async actions */
365         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
366         blk_sync_queue(q);
367
368         if (queue_is_mq(q))
369                 blk_mq_exit_queue(q);
370
371         /*
372          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
373          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
374          * requests, so free the pool now.
375          *
376          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
377          * it is safe to free requests now.
378          */
379         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
380         if (q->elevator)
381                 blk_mq_sched_free_requests(q);
382         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
383
384         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
385
386         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
387         blk_put_queue(q);
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
390
391 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
392 {
393         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
394 }
395 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
396
397 /**
398  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
399  * @q: request queue pointer
400  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
401  */
402 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
403 {
404         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
405
406         while (true) {
407                 bool success = false;
408
409                 rcu_read_lock();
410                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
411                         /*
412                          * The code that increments the pm_only counter is
413                          * responsible for ensuring that that counter is
414                          * globally visible before the queue is unfrozen.
415                          */
416                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
417                                 success = true;
418                         } else {
419                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
420                         }
421                 }
422                 rcu_read_unlock();
423
424                 if (success)
425                         return 0;
426
427                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
428                         return -EBUSY;
429
430                 /*
431                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
432                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
433                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
434                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
435                  * never return if the two reads are reordered.
436                  */
437                 smp_rmb();
438
439                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
440                            (!q->mq_freeze_depth &&
441                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
442                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
443                            blk_queue_dying(q));
444                 if (blk_queue_dying(q))
445                         return -ENODEV;
446         }
447 }
448
449 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
450 {
451         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
452 }
453
454 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
455 {
456         struct request_queue *q =
457                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
458
459         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
460 }
461
462 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
463 {
464         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
465
466         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
467 }
468
469 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
470 {
471 }
472
473 /**
474  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
475  * @gfp_mask: memory allocation flags
476  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
477  */
478 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
479 {
480         struct request_queue *q;
481         int ret;
482
483         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
484                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
485         if (!q)
486                 return NULL;
487
488         q->last_merge = NULL;
489
490         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
491         if (q->id < 0)
492                 goto fail_q;
493
494         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
495         if (ret)
496                 goto fail_id;
497
498         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
499         if (!q->backing_dev_info)
500                 goto fail_split;
501
502         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
503         if (!q->stats)
504                 goto fail_stats;
505
506         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
507         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
508         q->backing_dev_info->name = "block";
509         q->node = node_id;
510
511         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
512                     laptop_mode_timer_fn, 0);
513         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
514         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
515         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
516 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
517         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
518 #endif
519
520         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
521
522 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
523         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
524 #endif
525         mutex_init(&q->sysfs_lock);
526         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
527         spin_lock_init(&q->queue_lock);
528
529         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
530         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
531
532         /*
533          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
534          * See blk_register_queue() for details.
535          */
536         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
537                                 blk_queue_usage_counter_release,
538                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
539                 goto fail_bdi;
540
541         if (blkcg_init_queue(q))
542                 goto fail_ref;
543
544         return q;
545
546 fail_ref:
547         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
548 fail_bdi:
549         blk_free_queue_stats(q->stats);
550 fail_stats:
551         bdi_put(q->backing_dev_info);
552 fail_split:
553         bioset_exit(&q->bio_split);
554 fail_id:
555         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
556 fail_q:
557         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
558         return NULL;
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
561
562 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
563 {
564         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
565                 __blk_get_queue(q);
566                 return true;
567         }
568
569         return false;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
572
573 /**
574  * blk_get_request - allocate a request
575  * @q: request queue to allocate a request for
576  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
577  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
578  */
579 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
580                                 blk_mq_req_flags_t flags)
581 {
582         struct request *req;
583
584         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
585         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
586
587         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
588         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
589                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
590
591         return req;
592 }
593 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
594
595 void blk_put_request(struct request *req)
596 {
597         blk_mq_free_request(req);
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
600
601 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
602                 unsigned int nr_segs)
603 {
604         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
605
606         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
607                 return false;
608
609         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
610         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
611
612         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
613                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
614
615         req->biotail->bi_next = bio;
616         req->biotail = bio;
617         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
618
619         blk_account_io_start(req, false);
620         return true;
621 }
622
623 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
624                 unsigned int nr_segs)
625 {
626         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
627
628         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
629                 return false;
630
631         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
632         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
633
634         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
635                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
636
637         bio->bi_next = req->bio;
638         req->bio = bio;
639
640         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
641         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
642
643         blk_account_io_start(req, false);
644         return true;
645 }
646
647 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
648                 struct bio *bio)
649 {
650         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
651
652         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
653                 goto no_merge;
654         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
655             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
656                 goto no_merge;
657
658         rq_qos_merge(q, req, bio);
659
660         req->biotail->bi_next = bio;
661         req->biotail = bio;
662         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
663         req->nr_phys_segments = segments + 1;
664
665         blk_account_io_start(req, false);
666         return true;
667 no_merge:
668         req_set_nomerge(q, req);
669         return false;
670 }
671
672 /**
673  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
674  * @q: request_queue new bio is being queued at
675  * @bio: new bio being queued
676  * @nr_segs: number of segments in @bio
677  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
678  * another request associated with @q is found on the plug list
679  * (optional, may be %NULL)
680  *
681  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
682  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
683  * otherwise %false.
684  *
685  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
686  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
687  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
688  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
689  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
690  * merging parameters without querying the elevator.
691  *
692  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
693  */
694 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
695                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
696 {
697         struct blk_plug *plug;
698         struct request *rq;
699         struct list_head *plug_list;
700
701         plug = blk_mq_plug(q, bio);
702         if (!plug)
703                 return false;
704
705         plug_list = &plug->mq_list;
706
707         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
708                 bool merged = false;
709
710                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
711                         /*
712                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
713                          * rq in the same queue, there should be only one such
714                          * rq in a queue
715                          **/
716                         *same_queue_rq = rq;
717                 }
718
719                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
720                         continue;
721
722                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
723                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
724                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
725                         break;
726                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
727                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
728                         break;
729                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
730                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
731                         break;
732                 default:
733                         break;
734                 }
735
736                 if (merged)
737                         return true;
738         }
739
740         return false;
741 }
742
743 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
744 {
745         char b[BDEVNAME_SIZE];
746
747         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
748         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
749                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
750                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
751                         (long long)maxsector);
752 }
753
754 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
755
756 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
757
758 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
759 {
760         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
761 }
762 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
763
764 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
765 {
766         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
767 }
768
769 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
770 {
771         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
772                                                 NULL, &fail_make_request);
773
774         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
775 }
776
777 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
778
779 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
780
781 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
782                                         unsigned int bytes)
783 {
784         return false;
785 }
786
787 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
788
789 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
790 {
791         const int op = bio_op(bio);
792
793         if (part->policy && op_is_write(op)) {
794                 char b[BDEVNAME_SIZE];
795
796                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
797                         return false;
798
799                 WARN_ONCE(1,
800                        "generic_make_request: Trying to write "
801                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
802                         bio_devname(bio, b), part->partno);
803                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
804                 return false;
805         }
806
807         return false;
808 }
809
810 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
811 {
812         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
813                 return -EIO;
814         return 0;
815 }
816 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
817
818 /*
819  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
820  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
821  * the device, e.g., when mounting a file system.
822  */
823 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
824 {
825         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
826
827         if (nr_sectors && maxsector &&
828             (nr_sectors > maxsector ||
829              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
830                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
831                 return -EIO;
832         }
833         return 0;
834 }
835
836 /*
837  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
838  */
839 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
840 {
841         struct hd_struct *p;
842         int ret = -EIO;
843
844         rcu_read_lock();
845         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
846         if (unlikely(!p))
847                 goto out;
848         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
849                 goto out;
850         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
851                 goto out;
852
853         if (bio_sectors(bio)) {
854                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
855                         goto out;
856                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
857                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
858                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
859         }
860         bio->bi_partno = 0;
861         ret = 0;
862 out:
863         rcu_read_unlock();
864         return ret;
865 }
866
867 static noinline_for_stack bool
868 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
869 {
870         struct request_queue *q;
871         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
872         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
873         char b[BDEVNAME_SIZE];
874
875         might_sleep();
876
877         q = bio->bi_disk->queue;
878         if (unlikely(!q)) {
879                 printk(KERN_ERR
880                        "generic_make_request: Trying to access "
881                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
882                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
883                 goto end_io;
884         }
885
886         /*
887          * Non-mq queues do not honor REQ_NOWAIT, so complete a bio
888          * with BLK_STS_AGAIN status in order to catch -EAGAIN and
889          * to give a chance to the caller to repeat request gracefully.
890          */
891         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q)) {
892                 status = BLK_STS_AGAIN;
893                 goto end_io;
894         }
895
896         if (should_fail_bio(bio))
897                 goto end_io;
898
899         if (bio->bi_partno) {
900                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
901                         goto end_io;
902         } else {
903                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
904                         goto end_io;
905                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
906                         goto end_io;
907         }
908
909         /*
910          * Filter flush bio's early so that make_request based
911          * drivers without flush support don't have to worry
912          * about them.
913          */
914         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
915             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
916                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
917                 if (!nr_sectors) {
918                         status = BLK_STS_OK;
919                         goto end_io;
920                 }
921         }
922
923         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
924                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
925
926         switch (bio_op(bio)) {
927         case REQ_OP_DISCARD:
928                 if (!blk_queue_discard(q))
929                         goto not_supported;
930                 break;
931         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
932                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
933                         goto not_supported;
934                 break;
935         case REQ_OP_WRITE_SAME:
936                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
937                         goto not_supported;
938                 break;
939         case REQ_OP_ZONE_RESET:
940         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
941         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
942         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
943                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
944                         goto not_supported;
945                 break;
946         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
947                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
948                         goto not_supported;
949                 break;
950         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
951                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
952                         goto not_supported;
953                 break;
954         default:
955                 break;
956         }
957
958         /*
959          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
960          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
961          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
962          * layer knows how to live with it.
963          */
964         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
965
966         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
967                 return false;
968
969         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
970                 trace_block_bio_queue(q, bio);
971                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
972                  * completion as well.
973                  */
974                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
975         }
976         return true;
977
978 not_supported:
979         status = BLK_STS_NOTSUPP;
980 end_io:
981         bio->bi_status = status;
982         bio_endio(bio);
983         return false;
984 }
985
986 /**
987  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
988  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
989  *
990  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
991  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
992  * to be done.
993  *
994  * generic_make_request() does not return any status.  The
995  * success/failure status of the request, along with notification of
996  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
997  * function described (one day) else where.
998  *
999  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1000  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1001  * set to describe the device address, and the
1002  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1003  * completion notification should be signaled.
1004  *
1005  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1006  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1007  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1008  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1009  */
1010 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1011 {
1012         /*
1013          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1014          * make_request_fn.
1015          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1016          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1017          * yet.
1018          */
1019         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1020         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1021
1022         if (!generic_make_request_checks(bio))
1023                 goto out;
1024
1025         /*
1026          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1027          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1028          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1029          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1030          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1031          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1032          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1033          * should be added at the tail
1034          */
1035         if (current->bio_list) {
1036                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1037                 goto out;
1038         }
1039
1040         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1041          * explanation.
1042          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1043          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1044          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1045          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1046          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1047          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1048          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1049          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1050          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1051          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1052          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1053          */
1054         BUG_ON(bio->bi_next);
1055         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1056         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1057         do {
1058                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1059                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1060                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1061
1062                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1063                         struct bio_list lower, same;
1064
1065                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1066                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1067                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1068                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1069
1070                         blk_queue_exit(q);
1071
1072                         /* sort new bios into those for a lower level
1073                          * and those for the same level
1074                          */
1075                         bio_list_init(&lower);
1076                         bio_list_init(&same);
1077                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1078                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1079                                         bio_list_add(&same, bio);
1080                                 else
1081                                         bio_list_add(&lower, bio);
1082                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1083                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1084                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1085                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1086                 } else {
1087                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1088                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1089                                 bio_wouldblock_error(bio);
1090                         else
1091                                 bio_io_error(bio);
1092                 }
1093                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1094         } while (bio);
1095         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1096
1097 out:
1098         return ret;
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1101
1102 /**
1103  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1104  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1105  *
1106  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1107  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1108  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1109  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1110  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1111  */
1112 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1113 {
1114         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1115         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1116         blk_qc_t ret;
1117
1118         if (!generic_make_request_checks(bio))
1119                 return BLK_QC_T_NONE;
1120
1121         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1122                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1123                         bio_wouldblock_error(bio);
1124                 else
1125                         bio_io_error(bio);
1126                 return BLK_QC_T_NONE;
1127         }
1128
1129         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1130         blk_queue_exit(q);
1131         return ret;
1132 }
1133 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1134
1135 /**
1136  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1137  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1138  *
1139  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1140  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1141  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1142  *
1143  */
1144 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1145 {
1146         bool workingset_read = false;
1147         unsigned long pflags;
1148         blk_qc_t ret;
1149
1150         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1151                 return BLK_QC_T_NONE;
1152
1153         /*
1154          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1155          * go through the normal accounting stuff before submission.
1156          */
1157         if (bio_has_data(bio)) {
1158                 unsigned int count;
1159
1160                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1161                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1162                 else
1163                         count = bio_sectors(bio);
1164
1165                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1166                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1167                 } else {
1168                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1169                                 workingset_read = true;
1170                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1171                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1172                 }
1173
1174                 if (unlikely(block_dump)) {
1175                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1176                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1177                         current->comm, task_pid_nr(current),
1178                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1179                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1180                                 bio_devname(bio, b), count);
1181                 }
1182         }
1183
1184         /*
1185          * If we're reading data that is part of the userspace
1186          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1187          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1188          * submission can be a significant part of overall IO time.
1189          */
1190         if (workingset_read)
1191                 psi_memstall_enter(&pflags);
1192
1193         ret = generic_make_request(bio);
1194
1195         if (workingset_read)
1196                 psi_memstall_leave(&pflags);
1197
1198         return ret;
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1201
1202 /**
1203  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1204  *                              for the new queue limits
1205  * @q:  the queue
1206  * @rq: the request being checked
1207  *
1208  * Description:
1209  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1210  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1211  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1212  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1213  *    the insertion using this generic function.
1214  *
1215  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1216  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1217  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1218  */
1219 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1220                                       struct request *rq)
1221 {
1222         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1223                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1224                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1225                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1226                 return -EIO;
1227         }
1228
1229         /*
1230          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1231          * may differ from that of other stacking queues.
1232          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1233          * limitation.
1234          */
1235         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1236         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1237                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1238                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1239                 return -EIO;
1240         }
1241
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 /**
1246  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1247  * @q:  the queue to submit the request
1248  * @rq: the request being queued
1249  */
1250 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1251 {
1252         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1253                 return BLK_STS_IOERR;
1254
1255         if (rq->rq_disk &&
1256             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1257                 return BLK_STS_IOERR;
1258
1259         if (blk_queue_io_stat(q))
1260                 blk_account_io_start(rq, true);
1261
1262         /*
1263          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1264          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1265          * insert.
1266          */
1267         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1270
1271 /**
1272  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1273  * @rq: request to examine
1274  *
1275  * Description:
1276  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1277  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1278  *     can be failed from the beginning of the request without
1279  *     crossing into area which need to be retried further.
1280  *
1281  * Return:
1282  *     The number of bytes to fail.
1283  */
1284 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1285 {
1286         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1287         unsigned int bytes = 0;
1288         struct bio *bio;
1289
1290         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1291                 return blk_rq_bytes(rq);
1292
1293         /*
1294          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1295          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1296          * which have all the failfast bits that the first one has -
1297          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1298          * one.
1299          */
1300         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1301                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1302                         break;
1303                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1304         }
1305
1306         /* this could lead to infinite loop */
1307         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1308         return bytes;
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1311
1312 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1313 {
1314         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1315                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1316                 struct hd_struct *part;
1317
1318                 part_stat_lock();
1319                 part = req->part;
1320                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1321                 part_stat_unlock();
1322         }
1323 }
1324
1325 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1326 {
1327         /*
1328          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1329          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1330          * containing request is enough.
1331          */
1332         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1333             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1334                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1335                 struct hd_struct *part;
1336
1337                 part_stat_lock();
1338                 part = req->part;
1339
1340                 update_io_ticks(part, jiffies, true);
1341                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1342                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1343                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1344                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1345
1346                 hd_struct_put(part);
1347                 part_stat_unlock();
1348         }
1349 }
1350
1351 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1352 {
1353         struct hd_struct *part;
1354         int rw = rq_data_dir(rq);
1355
1356         if (!blk_do_io_stat(rq))
1357                 return;
1358
1359         part_stat_lock();
1360
1361         if (!new_io) {
1362                 part = rq->part;
1363                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1364         } else {
1365                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1366                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1367                         /*
1368                          * The partition is already being removed,
1369                          * the request will be accounted on the disk only
1370                          *
1371                          * We take a reference on disk->part0 although that
1372                          * partition will never be deleted, so we can treat
1373                          * it as any other partition.
1374                          */
1375                         part = &rq->rq_disk->part0;
1376                         hd_struct_get(part);
1377                 }
1378                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1379                 rq->part = part;
1380         }
1381
1382         update_io_ticks(part, jiffies, false);
1383
1384         part_stat_unlock();
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1389  * The request must not have been partially completed before.
1390  */
1391 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1392 {
1393         if (rq->bio) {
1394                 if (list->tail)
1395                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1396                 else
1397                         list->head = rq->bio;
1398                 list->tail = rq->biotail;
1399
1400                 rq->bio = NULL;
1401                 rq->biotail = NULL;
1402         }
1403
1404         rq->__data_len = 0;
1405 }
1406 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1407
1408 /**
1409  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1410  * @req:      the request being processed
1411  * @error:    block status code
1412  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1413  *
1414  * Description:
1415  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1416  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1417  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1418  *
1419  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1420  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1421  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1422  *
1423  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1424  *     %false return from this function.
1425  *
1426  * Note:
1427  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1428  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1429  *
1430  * Return:
1431  *     %false - this request doesn't have any more data
1432  *     %true  - this request has more data
1433  **/
1434 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1435                 unsigned int nr_bytes)
1436 {
1437         int total_bytes;
1438
1439         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1440
1441         if (!req->bio)
1442                 return false;
1443
1444 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1445         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1446             error == BLK_STS_OK)
1447                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1448 #endif
1449
1450         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1451                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1452                 print_req_error(req, error, __func__);
1453
1454         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1455
1456         total_bytes = 0;
1457         while (req->bio) {
1458                 struct bio *bio = req->bio;
1459                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1460
1461                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1462                         req->bio = bio->bi_next;
1463
1464                 /* Completion has already been traced */
1465                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1466                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1467
1468                 total_bytes += bio_bytes;
1469                 nr_bytes -= bio_bytes;
1470
1471                 if (!nr_bytes)
1472                         break;
1473         }
1474
1475         /*
1476          * completely done
1477          */
1478         if (!req->bio) {
1479                 /*
1480                  * Reset counters so that the request stacking driver
1481                  * can find how many bytes remain in the request
1482                  * later.
1483                  */
1484                 req->__data_len = 0;
1485                 return false;
1486         }
1487
1488         req->__data_len -= total_bytes;
1489
1490         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1491         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1492                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1493
1494         /* mixed attributes always follow the first bio */
1495         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1496                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1497                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1498         }
1499
1500         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1501                 /*
1502                  * If total number of sectors is less than the first segment
1503                  * size, something has gone terribly wrong.
1504                  */
1505                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1506                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1507                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1508                 }
1509
1510                 /* recalculate the number of segments */
1511                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1512         }
1513
1514         return true;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1517
1518 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1519 /**
1520  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1521  * @rq: the request to be flushed
1522  *
1523  * Description:
1524  *     Flush all pages in @rq.
1525  */
1526 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1527 {
1528         struct req_iterator iter;
1529         struct bio_vec bvec;
1530
1531         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1532                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1533 }
1534 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1535 #endif
1536
1537 /**
1538  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1539  * @q : the queue of the device being checked
1540  *
1541  * Description:
1542  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1543  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1544  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1545  *
1546  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1547  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1548  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1549  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1550  *    on burst I/O load.
1551  *
1552  * Return:
1553  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1554  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1555  */
1556 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1557 {
1558         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1559                 return q->mq_ops->busy(q);
1560
1561         return 0;
1562 }
1563 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1564
1565 /**
1566  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1567  * @rq: the clone request to be cleaned up
1568  *
1569  * Description:
1570  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1571  */
1572 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1573 {
1574         struct bio *bio;
1575
1576         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1577                 rq->bio = bio->bi_next;
1578
1579                 bio_put(bio);
1580         }
1581 }
1582 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1583
1584 /**
1585  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1586  * @rq: the request to be setup
1587  * @rq_src: original request to be cloned
1588  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1589  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1590  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1591  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1592  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1593  *
1594  * Description:
1595  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1596  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1597  *     and the cloned bios just point same pages.
1598  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1599  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1600  */
1601 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1602                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1603                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1604                       void *data)
1605 {
1606         struct bio *bio, *bio_src;
1607
1608         if (!bs)
1609                 bs = &fs_bio_set;
1610
1611         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1612                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1613                 if (!bio)
1614                         goto free_and_out;
1615
1616                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1617                         goto free_and_out;
1618
1619                 if (rq->bio) {
1620                         rq->biotail->bi_next = bio;
1621                         rq->biotail = bio;
1622                 } else
1623                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1624         }
1625
1626         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1627         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1628         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1629         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1630                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1631                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1632         }
1633         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1634         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1635         rq->extra_len = rq_src->extra_len;
1636
1637         return 0;
1638
1639 free_and_out:
1640         if (bio)
1641                 bio_put(bio);
1642         blk_rq_unprep_clone(rq);
1643
1644         return -ENOMEM;
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1647
1648 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1649 {
1650         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1651 }
1652 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1653
1654 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1655                                 unsigned long delay)
1656 {
1657         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1658 }
1659 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1660
1661 /**
1662  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1663  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1664  *
1665  * Description:
1666  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1667  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1668  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1669  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1670  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1671  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1672  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1673  *   the task schedules (see below).
1674  *
1675  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1676  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1677  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1678  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1679  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1680  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1681  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1682  *   this kind of deadlock.
1683  */
1684 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1685 {
1686         struct task_struct *tsk = current;
1687
1688         /*
1689          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1690          */
1691         if (tsk->plug)
1692                 return;
1693
1694         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1695         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1696         plug->rq_count = 0;
1697         plug->multiple_queues = false;
1698
1699         /*
1700          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1701          * preempt will imply a full memory barrier
1702          */
1703         tsk->plug = plug;
1704 }
1705 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1706
1707 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1708 {
1709         LIST_HEAD(callbacks);
1710
1711         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1712                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1713
1714                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1715                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1716                                                           struct blk_plug_cb,
1717                                                           list);
1718                         list_del(&cb->list);
1719                         cb->callback(cb, from_schedule);
1720                 }
1721         }
1722 }
1723
1724 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1725                                       int size)
1726 {
1727         struct blk_plug *plug = current->plug;
1728         struct blk_plug_cb *cb;
1729
1730         if (!plug)
1731                 return NULL;
1732
1733         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1734                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1735                         return cb;
1736
1737         /* Not currently on the callback list */
1738         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1739         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1740         if (cb) {
1741                 cb->data = data;
1742                 cb->callback = unplug;
1743                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1744         }
1745         return cb;
1746 }
1747 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1748
1749 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1750 {
1751         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1752
1753         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1754                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1755 }
1756
1757 /**
1758  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1759  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1760  *
1761  * Description:
1762  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1763  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1764  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1765  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1766  */
1767 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1768 {
1769         if (plug != current->plug)
1770                 return;
1771         blk_flush_plug_list(plug, false);
1772
1773         current->plug = NULL;
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1776
1777 int __init blk_dev_init(void)
1778 {
1779         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1780         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1781                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1782         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1783                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1784
1785         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1786         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1787                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1788         if (!kblockd_workqueue)
1789                 panic("Failed to create kblockd\n");
1790
1791         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1792                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1793
1794 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1795         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1796 #endif
1797
1798         return 0;
1799 }