Merge tag 'y2038-vfs' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arnd/playground
[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/debugfs.h>
38 #include <linux/bpf.h>
39 #include <linux/psi.h>
40
41 #define CREATE_TRACE_POINTS
42 #include <trace/events/block.h>
43
44 #include "blk.h"
45 #include "blk-mq.h"
46 #include "blk-mq-sched.h"
47 #include "blk-pm.h"
48 #include "blk-rq-qos.h"
49
50 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
51 struct dentry *blk_debugfs_root;
52 #endif
53
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
59
60 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
61
62 /*
63  * For queue allocation
64  */
65 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
66
67 /*
68  * Controlling structure to kblockd
69  */
70 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
71
72 /**
73  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
74  * @flag: flag to be set
75  * @q: request queue
76  */
77 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
78 {
79         set_bit(flag, &q->queue_flags);
80 }
81 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
82
83 /**
84  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
85  * @flag: flag to be cleared
86  * @q: request queue
87  */
88 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
89 {
90         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
91 }
92 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
93
94 /**
95  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
96  * @flag: flag to be set
97  * @q: request queue
98  *
99  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
100  * the flag was already set.
101  */
102 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
103 {
104         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
105 }
106 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
107
108 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
109 {
110         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
111
112         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
113         rq->q = q;
114         rq->__sector = (sector_t) -1;
115         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
116         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
117         rq->tag = -1;
118         rq->internal_tag = -1;
119         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
120         rq->part = NULL;
121         refcount_set(&rq->ref, 1);
122 }
123 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
124
125 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
126 static const char *const blk_op_name[] = {
127         REQ_OP_NAME(READ),
128         REQ_OP_NAME(WRITE),
129         REQ_OP_NAME(FLUSH),
130         REQ_OP_NAME(DISCARD),
131         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
132         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
133         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
134         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
135         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
136         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
137         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
138         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
139         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
140 };
141 #undef REQ_OP_NAME
142
143 /**
144  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
145  * @op: REQ_OP_XXX.
146  *
147  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
148  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
149  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
150  */
151 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
152 {
153         const char *op_str = "UNKNOWN";
154
155         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
156                 op_str = blk_op_name[op];
157
158         return op_str;
159 }
160 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
161
162 static const struct {
163         int             errno;
164         const char      *name;
165 } blk_errors[] = {
166         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
167         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
168         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
169         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
170         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
171         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
172         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
173         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
174         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
175         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
176         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
177         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
178
179         /* device mapper special case, should not leak out: */
180         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
181
182         /* everything else not covered above: */
183         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
184 };
185
186 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
187 {
188         int i;
189
190         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
191                 if (blk_errors[i].errno == errno)
192                         return (__force blk_status_t)i;
193         }
194
195         return BLK_STS_IOERR;
196 }
197 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
198
199 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
200 {
201         int idx = (__force int)status;
202
203         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
204                 return -EIO;
205         return blk_errors[idx].errno;
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
208
209 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
210                 const char *caller)
211 {
212         int idx = (__force int)status;
213
214         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
215                 return;
216
217         printk_ratelimited(KERN_ERR
218                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
219                 "phys_seg %u prio class %u\n",
220                 caller, blk_errors[idx].name,
221                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
222                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
223                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
224                 req->nr_phys_segments,
225                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
226 }
227
228 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
229                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
230 {
231         if (error)
232                 bio->bi_status = error;
233
234         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
235                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
236
237         bio_advance(bio, nbytes);
238
239         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
240         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
241                 bio_endio(bio);
242 }
243
244 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
245 {
246         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
247                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
248                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
249
250         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
251                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
252                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
253         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
254                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
255 }
256 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
257
258 /**
259  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
260  * @q: the queue
261  *
262  * Description:
263  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
264  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
265  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
266  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
267  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
268  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
269  *     this function.
270  *
271  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
272  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
273  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
274  *
275  */
276 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
277 {
278         del_timer_sync(&q->timeout);
279         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
280 }
281 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
282
283 /**
284  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
285  * @q: request queue pointer
286  */
287 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
288 {
289         atomic_inc(&q->pm_only);
290 }
291 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
292
293 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
294 {
295         int pm_only;
296
297         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
298         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
299         if (pm_only == 0)
300                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
301 }
302 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
303
304 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
305 {
306         kobject_put(&q->kobj);
307 }
308 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
309
310 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
311 {
312         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
313
314         /*
315          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
316          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
317          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
318          */
319         blk_freeze_queue_start(q);
320
321         if (queue_is_mq(q))
322                 blk_mq_wake_waiters(q);
323
324         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
325         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
326 }
327 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
328
329 /**
330  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
331  * @q: request queue to shutdown
332  *
333  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
334  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
335  */
336 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
337 {
338         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
339         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
340         blk_set_queue_dying(q);
341
342         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
343         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
344         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
345         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
346
347         /*
348          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
349          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
350          * after draining finished.
351          */
352         blk_freeze_queue(q);
353
354         rq_qos_exit(q);
355
356         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
357
358         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
359         blk_flush_integrity();
360
361         /* @q won't process any more request, flush async actions */
362         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
363         blk_sync_queue(q);
364
365         if (queue_is_mq(q))
366                 blk_mq_exit_queue(q);
367
368         /*
369          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
370          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
371          * requests, so free the pool now.
372          *
373          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
374          * it is safe to free requests now.
375          */
376         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
377         if (q->elevator)
378                 blk_mq_sched_free_requests(q);
379         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
380
381         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
382
383         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
384         blk_put_queue(q);
385 }
386 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
387
388 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
389 {
390         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
391 }
392 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
393
394 /**
395  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
396  * @q: request queue pointer
397  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
398  */
399 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
400 {
401         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
402
403         while (true) {
404                 bool success = false;
405
406                 rcu_read_lock();
407                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
408                         /*
409                          * The code that increments the pm_only counter is
410                          * responsible for ensuring that that counter is
411                          * globally visible before the queue is unfrozen.
412                          */
413                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
414                                 success = true;
415                         } else {
416                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
417                         }
418                 }
419                 rcu_read_unlock();
420
421                 if (success)
422                         return 0;
423
424                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
425                         return -EBUSY;
426
427                 /*
428                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
429                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
430                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
431                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
432                  * never return if the two reads are reordered.
433                  */
434                 smp_rmb();
435
436                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
437                            (!q->mq_freeze_depth &&
438                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
439                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
440                            blk_queue_dying(q));
441                 if (blk_queue_dying(q))
442                         return -ENODEV;
443         }
444 }
445
446 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
447 {
448         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
449 }
450
451 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
452 {
453         struct request_queue *q =
454                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
455
456         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
457 }
458
459 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
460 {
461         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
462
463         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
464 }
465
466 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
467 {
468 }
469
470 /**
471  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
472  * @gfp_mask: memory allocation flags
473  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
474  */
475 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
476 {
477         struct request_queue *q;
478         int ret;
479
480         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
481                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
482         if (!q)
483                 return NULL;
484
485         q->last_merge = NULL;
486
487         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
488         if (q->id < 0)
489                 goto fail_q;
490
491         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
492         if (ret)
493                 goto fail_id;
494
495         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
496         if (!q->backing_dev_info)
497                 goto fail_split;
498
499         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
500         if (!q->stats)
501                 goto fail_stats;
502
503         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
504         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
505         q->backing_dev_info->name = "block";
506         q->node = node_id;
507
508         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
509                     laptop_mode_timer_fn, 0);
510         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
511         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
512         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
513 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
514         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
515 #endif
516
517         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
518
519 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
520         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
521 #endif
522         mutex_init(&q->sysfs_lock);
523         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
524         spin_lock_init(&q->queue_lock);
525
526         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
527         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
528
529         /*
530          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
531          * See blk_register_queue() for details.
532          */
533         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
534                                 blk_queue_usage_counter_release,
535                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
536                 goto fail_bdi;
537
538         if (blkcg_init_queue(q))
539                 goto fail_ref;
540
541         return q;
542
543 fail_ref:
544         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
545 fail_bdi:
546         blk_free_queue_stats(q->stats);
547 fail_stats:
548         bdi_put(q->backing_dev_info);
549 fail_split:
550         bioset_exit(&q->bio_split);
551 fail_id:
552         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
553 fail_q:
554         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
555         return NULL;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
558
559 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
560 {
561         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
562                 __blk_get_queue(q);
563                 return true;
564         }
565
566         return false;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
569
570 /**
571  * blk_get_request - allocate a request
572  * @q: request queue to allocate a request for
573  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
574  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
575  */
576 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
577                                 blk_mq_req_flags_t flags)
578 {
579         struct request *req;
580
581         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
582         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
583
584         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
585         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
586                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
587
588         return req;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
591
592 void blk_put_request(struct request *req)
593 {
594         blk_mq_free_request(req);
595 }
596 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
597
598 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
599                 unsigned int nr_segs)
600 {
601         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
602
603         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
604                 return false;
605
606         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
607         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
608
609         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
610                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
611
612         req->biotail->bi_next = bio;
613         req->biotail = bio;
614         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
615
616         blk_account_io_start(req, false);
617         return true;
618 }
619
620 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
621                 unsigned int nr_segs)
622 {
623         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
624
625         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
626                 return false;
627
628         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
629         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
630
631         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
632                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
633
634         bio->bi_next = req->bio;
635         req->bio = bio;
636
637         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
638         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
639
640         blk_account_io_start(req, false);
641         return true;
642 }
643
644 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
645                 struct bio *bio)
646 {
647         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
648
649         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
650                 goto no_merge;
651         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
652             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
653                 goto no_merge;
654
655         rq_qos_merge(q, req, bio);
656
657         req->biotail->bi_next = bio;
658         req->biotail = bio;
659         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
660         req->nr_phys_segments = segments + 1;
661
662         blk_account_io_start(req, false);
663         return true;
664 no_merge:
665         req_set_nomerge(q, req);
666         return false;
667 }
668
669 /**
670  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
671  * @q: request_queue new bio is being queued at
672  * @bio: new bio being queued
673  * @nr_segs: number of segments in @bio
674  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
675  * another request associated with @q is found on the plug list
676  * (optional, may be %NULL)
677  *
678  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
679  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
680  * otherwise %false.
681  *
682  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
683  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
684  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
685  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
686  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
687  * merging parameters without querying the elevator.
688  *
689  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
690  */
691 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
692                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
693 {
694         struct blk_plug *plug;
695         struct request *rq;
696         struct list_head *plug_list;
697
698         plug = blk_mq_plug(q, bio);
699         if (!plug)
700                 return false;
701
702         plug_list = &plug->mq_list;
703
704         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
705                 bool merged = false;
706
707                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
708                         /*
709                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
710                          * rq in the same queue, there should be only one such
711                          * rq in a queue
712                          **/
713                         *same_queue_rq = rq;
714                 }
715
716                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
717                         continue;
718
719                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
720                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
721                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
722                         break;
723                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
724                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
725                         break;
726                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
727                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
728                         break;
729                 default:
730                         break;
731                 }
732
733                 if (merged)
734                         return true;
735         }
736
737         return false;
738 }
739
740 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
741 {
742         char b[BDEVNAME_SIZE];
743
744         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
745         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
746                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
747                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
748                         (long long)maxsector);
749 }
750
751 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
752
753 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
754
755 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
756 {
757         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
758 }
759 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
760
761 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
762 {
763         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
764 }
765
766 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
767 {
768         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
769                                                 NULL, &fail_make_request);
770
771         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
772 }
773
774 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
775
776 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
777
778 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
779                                         unsigned int bytes)
780 {
781         return false;
782 }
783
784 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
785
786 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
787 {
788         const int op = bio_op(bio);
789
790         if (part->policy && op_is_write(op)) {
791                 char b[BDEVNAME_SIZE];
792
793                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
794                         return false;
795
796                 WARN_ONCE(1,
797                        "generic_make_request: Trying to write "
798                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
799                         bio_devname(bio, b), part->partno);
800                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
801                 return false;
802         }
803
804         return false;
805 }
806
807 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
808 {
809         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
810                 return -EIO;
811         return 0;
812 }
813 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
814
815 /*
816  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
817  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
818  * the device, e.g., when mounting a file system.
819  */
820 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
821 {
822         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
823
824         if (nr_sectors && maxsector &&
825             (nr_sectors > maxsector ||
826              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
827                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
828                 return -EIO;
829         }
830         return 0;
831 }
832
833 /*
834  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
835  */
836 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
837 {
838         struct hd_struct *p;
839         int ret = -EIO;
840
841         rcu_read_lock();
842         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
843         if (unlikely(!p))
844                 goto out;
845         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
846                 goto out;
847         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
848                 goto out;
849
850         /*
851          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
852          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
853          */
854         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
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          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
889          * if queue is not a request based queue.
890          */
891         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
892                 goto not_supported;
893
894         if (should_fail_bio(bio))
895                 goto end_io;
896
897         if (bio->bi_partno) {
898                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
899                         goto end_io;
900         } else {
901                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
902                         goto end_io;
903                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
904                         goto end_io;
905         }
906
907         /*
908          * Filter flush bio's early so that make_request based
909          * drivers without flush support don't have to worry
910          * about them.
911          */
912         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
913             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
914                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
915                 if (!nr_sectors) {
916                         status = BLK_STS_OK;
917                         goto end_io;
918                 }
919         }
920
921         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
922                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
923
924         switch (bio_op(bio)) {
925         case REQ_OP_DISCARD:
926                 if (!blk_queue_discard(q))
927                         goto not_supported;
928                 break;
929         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
930                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
931                         goto not_supported;
932                 break;
933         case REQ_OP_WRITE_SAME:
934                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
935                         goto not_supported;
936                 break;
937         case REQ_OP_ZONE_RESET:
938                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
939                         goto not_supported;
940                 break;
941         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
942                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
943                         goto not_supported;
944                 break;
945         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
946                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
947                         goto not_supported;
948                 break;
949         default:
950                 break;
951         }
952
953         /*
954          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
955          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
956          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
957          * layer knows how to live with it.
958          */
959         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
960
961         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
962                 return false;
963
964         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
965                 trace_block_bio_queue(q, bio);
966                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
967                  * completion as well.
968                  */
969                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
970         }
971         return true;
972
973 not_supported:
974         status = BLK_STS_NOTSUPP;
975 end_io:
976         bio->bi_status = status;
977         bio_endio(bio);
978         return false;
979 }
980
981 /**
982  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
983  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
984  *
985  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
986  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
987  * to be done.
988  *
989  * generic_make_request() does not return any status.  The
990  * success/failure status of the request, along with notification of
991  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
992  * function described (one day) else where.
993  *
994  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
995  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
996  * set to describe the device address, and the
997  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
998  * completion notification should be signaled.
999  *
1000  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1001  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1002  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1003  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1004  */
1005 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1006 {
1007         /*
1008          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1009          * make_request_fn.
1010          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1011          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1012          * yet.
1013          */
1014         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1015         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1016
1017         if (!generic_make_request_checks(bio))
1018                 goto out;
1019
1020         /*
1021          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1022          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1023          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1024          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1025          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1026          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1027          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1028          * should be added at the tail
1029          */
1030         if (current->bio_list) {
1031                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1032                 goto out;
1033         }
1034
1035         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1036          * explanation.
1037          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1038          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1039          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1040          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1041          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1042          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1043          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1044          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1045          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1046          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1047          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1048          */
1049         BUG_ON(bio->bi_next);
1050         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1051         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1052         do {
1053                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1054                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1055                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1056
1057                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1058                         struct bio_list lower, same;
1059
1060                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1061                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1062                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1063                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1064
1065                         blk_queue_exit(q);
1066
1067                         /* sort new bios into those for a lower level
1068                          * and those for the same level
1069                          */
1070                         bio_list_init(&lower);
1071                         bio_list_init(&same);
1072                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1073                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1074                                         bio_list_add(&same, bio);
1075                                 else
1076                                         bio_list_add(&lower, bio);
1077                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1078                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1079                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1080                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1081                 } else {
1082                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1083                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1084                                 bio_wouldblock_error(bio);
1085                         else
1086                                 bio_io_error(bio);
1087                 }
1088                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1089         } while (bio);
1090         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1091
1092 out:
1093         return ret;
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1096
1097 /**
1098  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1099  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1100  *
1101  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1102  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1103  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1104  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1105  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1106  */
1107 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1108 {
1109         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1110         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1111         blk_qc_t ret;
1112
1113         if (!generic_make_request_checks(bio))
1114                 return BLK_QC_T_NONE;
1115
1116         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1117                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1118                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1119                 else
1120                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1121                 bio_endio(bio);
1122                 return BLK_QC_T_NONE;
1123         }
1124
1125         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1126         blk_queue_exit(q);
1127         return ret;
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1130
1131 /**
1132  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1133  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1134  *
1135  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1136  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1137  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1138  *
1139  */
1140 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1141 {
1142         bool workingset_read = false;
1143         unsigned long pflags;
1144         blk_qc_t ret;
1145
1146         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1147                 return BLK_QC_T_NONE;
1148
1149         /*
1150          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1151          * go through the normal accounting stuff before submission.
1152          */
1153         if (bio_has_data(bio)) {
1154                 unsigned int count;
1155
1156                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1157                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1158                 else
1159                         count = bio_sectors(bio);
1160
1161                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1162                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1163                 } else {
1164                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1165                                 workingset_read = true;
1166                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1167                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1168                 }
1169
1170                 if (unlikely(block_dump)) {
1171                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1172                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1173                         current->comm, task_pid_nr(current),
1174                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1175                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1176                                 bio_devname(bio, b), count);
1177                 }
1178         }
1179
1180         /*
1181          * If we're reading data that is part of the userspace
1182          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1183          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1184          * submission can be a significant part of overall IO time.
1185          */
1186         if (workingset_read)
1187                 psi_memstall_enter(&pflags);
1188
1189         ret = generic_make_request(bio);
1190
1191         if (workingset_read)
1192                 psi_memstall_leave(&pflags);
1193
1194         return ret;
1195 }
1196 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1197
1198 /**
1199  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1200  *                              for new the queue limits
1201  * @q:  the queue
1202  * @rq: the request being checked
1203  *
1204  * Description:
1205  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1206  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1207  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1208  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1209  *    the insertion using this generic function.
1210  *
1211  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1212  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1213  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1214  */
1215 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1216                                       struct request *rq)
1217 {
1218         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1219                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1220                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1221                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1222                 return -EIO;
1223         }
1224
1225         /*
1226          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1227          * may differ from that of other stacking queues.
1228          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1229          * limitation.
1230          */
1231         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1232         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1233                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1234                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1235                 return -EIO;
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1243  * @q:  the queue to submit the request
1244  * @rq: the request being queued
1245  */
1246 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1247 {
1248         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1249                 return BLK_STS_IOERR;
1250
1251         if (rq->rq_disk &&
1252             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1253                 return BLK_STS_IOERR;
1254
1255         if (blk_queue_io_stat(q))
1256                 blk_account_io_start(rq, true);
1257
1258         /*
1259          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1260          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1261          * insert.
1262          */
1263         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1266
1267 /**
1268  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1269  * @rq: request to examine
1270  *
1271  * Description:
1272  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1273  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1274  *     can be failed from the beginning of the request without
1275  *     crossing into area which need to be retried further.
1276  *
1277  * Return:
1278  *     The number of bytes to fail.
1279  */
1280 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1281 {
1282         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1283         unsigned int bytes = 0;
1284         struct bio *bio;
1285
1286         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1287                 return blk_rq_bytes(rq);
1288
1289         /*
1290          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1291          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1292          * which have all the failfast bits that the first one has -
1293          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1294          * one.
1295          */
1296         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1297                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1298                         break;
1299                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1300         }
1301
1302         /* this could lead to infinite loop */
1303         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1304         return bytes;
1305 }
1306 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1307
1308 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1309 {
1310         if (blk_do_io_stat(req)) {
1311                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1312                 struct hd_struct *part;
1313
1314                 part_stat_lock();
1315                 part = req->part;
1316                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1317                 part_stat_unlock();
1318         }
1319 }
1320
1321 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1322 {
1323         /*
1324          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1325          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1326          * containing request is enough.
1327          */
1328         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1329                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1330                 struct hd_struct *part;
1331
1332                 part_stat_lock();
1333                 part = req->part;
1334
1335                 update_io_ticks(part, jiffies);
1336                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1337                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1338                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1339                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1340
1341                 hd_struct_put(part);
1342                 part_stat_unlock();
1343         }
1344 }
1345
1346 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1347 {
1348         struct hd_struct *part;
1349         int rw = rq_data_dir(rq);
1350
1351         if (!blk_do_io_stat(rq))
1352                 return;
1353
1354         part_stat_lock();
1355
1356         if (!new_io) {
1357                 part = rq->part;
1358                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1359         } else {
1360                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1361                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1362                         /*
1363                          * The partition is already being removed,
1364                          * the request will be accounted on the disk only
1365                          *
1366                          * We take a reference on disk->part0 although that
1367                          * partition will never be deleted, so we can treat
1368                          * it as any other partition.
1369                          */
1370                         part = &rq->rq_disk->part0;
1371                         hd_struct_get(part);
1372                 }
1373                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1374                 rq->part = part;
1375         }
1376
1377         update_io_ticks(part, jiffies);
1378
1379         part_stat_unlock();
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1384  * The request must not have been partially completed before.
1385  */
1386 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1387 {
1388         if (rq->bio) {
1389                 if (list->tail)
1390                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1391                 else
1392                         list->head = rq->bio;
1393                 list->tail = rq->biotail;
1394
1395                 rq->bio = NULL;
1396                 rq->biotail = NULL;
1397         }
1398
1399         rq->__data_len = 0;
1400 }
1401 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1402
1403 /**
1404  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1405  * @req:      the request being processed
1406  * @error:    block status code
1407  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1408  *
1409  * Description:
1410  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1411  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1412  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1413  *
1414  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1415  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1416  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1417  *
1418  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1419  *     %false return from this function.
1420  *
1421  * Note:
1422  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1423  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1424  *
1425  * Return:
1426  *     %false - this request doesn't have any more data
1427  *     %true  - this request has more data
1428  **/
1429 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1430                 unsigned int nr_bytes)
1431 {
1432         int total_bytes;
1433
1434         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1435
1436         if (!req->bio)
1437                 return false;
1438
1439         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1440                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1441                 print_req_error(req, error, __func__);
1442
1443         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1444
1445         total_bytes = 0;
1446         while (req->bio) {
1447                 struct bio *bio = req->bio;
1448                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1449
1450                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1451                         req->bio = bio->bi_next;
1452
1453                 /* Completion has already been traced */
1454                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1455                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1456
1457                 total_bytes += bio_bytes;
1458                 nr_bytes -= bio_bytes;
1459
1460                 if (!nr_bytes)
1461                         break;
1462         }
1463
1464         /*
1465          * completely done
1466          */
1467         if (!req->bio) {
1468                 /*
1469                  * Reset counters so that the request stacking driver
1470                  * can find how many bytes remain in the request
1471                  * later.
1472                  */
1473                 req->__data_len = 0;
1474                 return false;
1475         }
1476
1477         req->__data_len -= total_bytes;
1478
1479         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1480         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1481                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1482
1483         /* mixed attributes always follow the first bio */
1484         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1485                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1486                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1487         }
1488
1489         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1490                 /*
1491                  * If total number of sectors is less than the first segment
1492                  * size, something has gone terribly wrong.
1493                  */
1494                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1495                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1496                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1497                 }
1498
1499                 /* recalculate the number of segments */
1500                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1501         }
1502
1503         return true;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1506
1507 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1508 /**
1509  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1510  * @rq: the request to be flushed
1511  *
1512  * Description:
1513  *     Flush all pages in @rq.
1514  */
1515 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1516 {
1517         struct req_iterator iter;
1518         struct bio_vec bvec;
1519
1520         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1521                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1522 }
1523 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1524 #endif
1525
1526 /**
1527  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1528  * @q : the queue of the device being checked
1529  *
1530  * Description:
1531  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1532  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1533  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1534  *
1535  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1536  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1537  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1538  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1539  *    on burst I/O load.
1540  *
1541  * Return:
1542  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1543  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1544  */
1545 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1546 {
1547         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1548                 return q->mq_ops->busy(q);
1549
1550         return 0;
1551 }
1552 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1553
1554 /**
1555  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1556  * @rq: the clone request to be cleaned up
1557  *
1558  * Description:
1559  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1560  */
1561 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1562 {
1563         struct bio *bio;
1564
1565         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1566                 rq->bio = bio->bi_next;
1567
1568                 bio_put(bio);
1569         }
1570 }
1571 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1572
1573 /*
1574  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1575  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1576  */
1577 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1578 {
1579         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1580         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1581         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1582                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1583                 dst->special_vec = src->special_vec;
1584         }
1585         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1586         dst->ioprio = src->ioprio;
1587         dst->extra_len = src->extra_len;
1588 }
1589
1590 /**
1591  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1592  * @rq: the request to be setup
1593  * @rq_src: original request to be cloned
1594  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1595  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1596  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1597  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1598  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1599  *
1600  * Description:
1601  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1602  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1603  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1604  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1605  *     and the cloned bios just point same pages.
1606  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1607  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1608  */
1609 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1610                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1611                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1612                       void *data)
1613 {
1614         struct bio *bio, *bio_src;
1615
1616         if (!bs)
1617                 bs = &fs_bio_set;
1618
1619         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1620                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1621                 if (!bio)
1622                         goto free_and_out;
1623
1624                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1625                         goto free_and_out;
1626
1627                 if (rq->bio) {
1628                         rq->biotail->bi_next = bio;
1629                         rq->biotail = bio;
1630                 } else
1631                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1632         }
1633
1634         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1635
1636         return 0;
1637
1638 free_and_out:
1639         if (bio)
1640                 bio_put(bio);
1641         blk_rq_unprep_clone(rq);
1642
1643         return -ENOMEM;
1644 }
1645 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1646
1647 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1648 {
1649         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1650 }
1651 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1652
1653 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1654 {
1655         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1658
1659 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1660                                 unsigned long delay)
1661 {
1662         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1663 }
1664 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1665
1666 /**
1667  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1668  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1669  *
1670  * Description:
1671  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1672  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1673  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1674  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1675  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1676  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1677  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1678  *   the task schedules (see below).
1679  *
1680  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1681  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1682  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1683  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1684  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1685  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1686  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1687  *   this kind of deadlock.
1688  */
1689 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1690 {
1691         struct task_struct *tsk = current;
1692
1693         /*
1694          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1695          */
1696         if (tsk->plug)
1697                 return;
1698
1699         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1700         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1701         plug->rq_count = 0;
1702         plug->multiple_queues = false;
1703
1704         /*
1705          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1706          * preempt will imply a full memory barrier
1707          */
1708         tsk->plug = plug;
1709 }
1710 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1711
1712 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1713 {
1714         LIST_HEAD(callbacks);
1715
1716         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1717                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1718
1719                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1720                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1721                                                           struct blk_plug_cb,
1722                                                           list);
1723                         list_del(&cb->list);
1724                         cb->callback(cb, from_schedule);
1725                 }
1726         }
1727 }
1728
1729 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1730                                       int size)
1731 {
1732         struct blk_plug *plug = current->plug;
1733         struct blk_plug_cb *cb;
1734
1735         if (!plug)
1736                 return NULL;
1737
1738         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1739                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1740                         return cb;
1741
1742         /* Not currently on the callback list */
1743         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1744         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1745         if (cb) {
1746                 cb->data = data;
1747                 cb->callback = unplug;
1748                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1749         }
1750         return cb;
1751 }
1752 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1753
1754 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1755 {
1756         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1757
1758         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1759                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1760 }
1761
1762 /**
1763  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1764  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1765  *
1766  * Description:
1767  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1768  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1769  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1770  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1771  */
1772 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1773 {
1774         if (plug != current->plug)
1775                 return;
1776         blk_flush_plug_list(plug, false);
1777
1778         current->plug = NULL;
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1781
1782 int __init blk_dev_init(void)
1783 {
1784         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1785         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1786                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
1787         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1788                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
1789
1790         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1791         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1792                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1793         if (!kblockd_workqueue)
1794                 panic("Failed to create kblockd\n");
1795
1796         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1797                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1798
1799 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1800         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1801 #endif
1802
1803         return 0;
1804 }