Merge branch 'kvm-5.16-fixes-pre-rc2' into HEAD
[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/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/blk-pm.h>
21 #include <linux/blk-integrity.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/pagemap.h>
25 #include <linux/kernel_stat.h>
26 #include <linux/string.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/completion.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/swap.h>
31 #include <linux/writeback.h>
32 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/list_sort.h>
35 #include <linux/delay.h>
36 #include <linux/ratelimit.h>
37 #include <linux/pm_runtime.h>
38 #include <linux/blk-cgroup.h>
39 #include <linux/t10-pi.h>
40 #include <linux/debugfs.h>
41 #include <linux/bpf.h>
42 #include <linux/psi.h>
43 #include <linux/sched/sysctl.h>
44 #include <linux/blk-crypto.h>
45
46 #define CREATE_TRACE_POINTS
47 #include <trace/events/block.h>
48
49 #include "blk.h"
50 #include "blk-mq.h"
51 #include "blk-mq-sched.h"
52 #include "blk-pm.h"
53 #include "blk-throttle.h"
54
55 struct dentry *blk_debugfs_root;
56
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
60 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
61 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
62 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_insert);
63
64 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
65
66 /*
67  * For queue allocation
68  */
69 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
70
71 /*
72  * Controlling structure to kblockd
73  */
74 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
75
76 /**
77  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
78  * @flag: flag to be set
79  * @q: request queue
80  */
81 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
82 {
83         set_bit(flag, &q->queue_flags);
84 }
85 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
86
87 /**
88  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
89  * @flag: flag to be cleared
90  * @q: request queue
91  */
92 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
93 {
94         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
95 }
96 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
97
98 /**
99  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
100  * @flag: flag to be set
101  * @q: request queue
102  *
103  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
104  * the flag was already set.
105  */
106 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
107 {
108         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
109 }
110 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
111
112 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
113 {
114         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
115
116         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
117         rq->q = q;
118         rq->__sector = (sector_t) -1;
119         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
120         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
121         rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
122         rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
123         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
124         rq->part = NULL;
125         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
126 }
127 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
128
129 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
130 static const char *const blk_op_name[] = {
131         REQ_OP_NAME(READ),
132         REQ_OP_NAME(WRITE),
133         REQ_OP_NAME(FLUSH),
134         REQ_OP_NAME(DISCARD),
135         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
138         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
139         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
140         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
141         REQ_OP_NAME(ZONE_APPEND),
142         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
143         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
144         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
145         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
146 };
147 #undef REQ_OP_NAME
148
149 /**
150  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
151  * @op: REQ_OP_XXX.
152  *
153  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
154  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
155  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
156  */
157 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
158 {
159         const char *op_str = "UNKNOWN";
160
161         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
162                 op_str = blk_op_name[op];
163
164         return op_str;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
167
168 static const struct {
169         int             errno;
170         const char      *name;
171 } blk_errors[] = {
172         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
173         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
174         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
175         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
176         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
177         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
178         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
179         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
180         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
181         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
182         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
183         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
184
185         /* device mapper special case, should not leak out: */
186         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
187
188         /* zone device specific errors */
189         [BLK_STS_ZONE_OPEN_RESOURCE]    = { -ETOOMANYREFS, "open zones exceeded" },
190         [BLK_STS_ZONE_ACTIVE_RESOURCE]  = { -EOVERFLOW, "active zones exceeded" },
191
192         /* everything else not covered above: */
193         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
194 };
195
196 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
197 {
198         int i;
199
200         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
201                 if (blk_errors[i].errno == errno)
202                         return (__force blk_status_t)i;
203         }
204
205         return BLK_STS_IOERR;
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
208
209 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
210 {
211         int idx = (__force int)status;
212
213         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
214                 return -EIO;
215         return blk_errors[idx].errno;
216 }
217 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
218
219 void blk_print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
220 {
221         int idx = (__force int)status;
222
223         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
224                 return;
225
226         printk_ratelimited(KERN_ERR
227                 "%s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
228                 "phys_seg %u prio class %u\n",
229                 blk_errors[idx].name,
230                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
231                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
232                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
233                 req->nr_phys_segments,
234                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
235 }
236
237 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
238 {
239         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
240                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
241                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
242
243         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
244                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
245                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
246         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
247                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
250
251 /**
252  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
253  * @q: the queue
254  *
255  * Description:
256  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
257  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
258  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
259  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
260  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
261  *     that its ->submit_bio will not re-add plugging prior to calling
262  *     this function.
263  *
264  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
265  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
266  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
267  *
268  */
269 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
270 {
271         del_timer_sync(&q->timeout);
272         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
275
276 /**
277  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
278  * @q: request queue pointer
279  */
280 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
281 {
282         atomic_inc(&q->pm_only);
283 }
284 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
285
286 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
287 {
288         int pm_only;
289
290         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
291         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
292         if (pm_only == 0)
293                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
296
297 /**
298  * blk_put_queue - decrement the request_queue refcount
299  * @q: the request_queue structure to decrement the refcount for
300  *
301  * Decrements the refcount of the request_queue kobject. When this reaches 0
302  * we'll have blk_release_queue() called.
303  *
304  * Context: Any context, but the last reference must not be dropped from
305  *          atomic context.
306  */
307 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
308 {
309         kobject_put(&q->kobj);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
312
313 void blk_queue_start_drain(struct request_queue *q)
314 {
315         /*
316          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
317          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
318          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
319          */
320         blk_freeze_queue_start(q);
321         if (queue_is_mq(q))
322                 blk_mq_wake_waiters(q);
323         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
324         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
325 }
326
327 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
328 {
329         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
330         blk_queue_start_drain(q);
331 }
332 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
333
334 /**
335  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
336  * @q: request queue to shutdown
337  *
338  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
339  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
340  *
341  * Context: can sleep
342  */
343 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
344 {
345         /* cannot be called from atomic context */
346         might_sleep();
347
348         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
349
350         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
351         blk_set_queue_dying(q);
352
353         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
354         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
355
356         /*
357          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
358          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
359          * after draining finished.
360          */
361         blk_freeze_queue(q);
362
363         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
364
365         blk_sync_queue(q);
366         if (queue_is_mq(q)) {
367                 blk_mq_cancel_work_sync(q);
368                 blk_mq_exit_queue(q);
369         }
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_rqs(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 /**
392  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
393  * @q: request queue pointer
394  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PM
395  */
396 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
397 {
398         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PM;
399
400         while (!blk_try_enter_queue(q, pm)) {
401                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
402                         return -EBUSY;
403
404                 /*
405                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(), we need to
406                  * order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of .q_usage_counter and
407                  * reading .mq_freeze_depth or queue dying flag, otherwise the
408                  * following wait may never return if the two reads are
409                  * reordered.
410                  */
411                 smp_rmb();
412                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
413                            (!q->mq_freeze_depth &&
414                             blk_pm_resume_queue(pm, q)) ||
415                            blk_queue_dying(q));
416                 if (blk_queue_dying(q))
417                         return -ENODEV;
418         }
419
420         return 0;
421 }
422
423 int __bio_queue_enter(struct request_queue *q, struct bio *bio)
424 {
425         while (!blk_try_enter_queue(q, false)) {
426                 struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
427
428                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) {
429                         if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
430                                 goto dead;
431                         bio_wouldblock_error(bio);
432                         return -EBUSY;
433                 }
434
435                 /*
436                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(), we need to
437                  * order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of .q_usage_counter and
438                  * reading .mq_freeze_depth or queue dying flag, otherwise the
439                  * following wait may never return if the two reads are
440                  * reordered.
441                  */
442                 smp_rmb();
443                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
444                            (!q->mq_freeze_depth &&
445                             blk_pm_resume_queue(false, q)) ||
446                            test_bit(GD_DEAD, &disk->state));
447                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
448                         goto dead;
449         }
450
451         return 0;
452 dead:
453         bio_io_error(bio);
454         return -ENODEV;
455 }
456
457 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
458 {
459         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
460 }
461
462 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
463 {
464         struct request_queue *q =
465                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
466
467         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
468 }
469
470 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
471 {
472         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
473
474         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
475 }
476
477 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
478 {
479 }
480
481 struct request_queue *blk_alloc_queue(int node_id)
482 {
483         struct request_queue *q;
484         int ret;
485
486         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
487                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
488         if (!q)
489                 return NULL;
490
491         q->last_merge = NULL;
492
493         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
494         if (q->id < 0)
495                 goto fail_q;
496
497         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
498         if (ret)
499                 goto fail_id;
500
501         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
502         if (!q->stats)
503                 goto fail_split;
504
505         q->node = node_id;
506
507         atomic_set(&q->nr_active_requests_shared_tags, 0);
508
509         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
510         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
511         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
512 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
513         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
514 #endif
515
516         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
517
518         mutex_init(&q->debugfs_mutex);
519         mutex_init(&q->sysfs_lock);
520         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
521         spin_lock_init(&q->queue_lock);
522
523         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
524         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
525
526         /*
527          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
528          * See blk_register_queue() for details.
529          */
530         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
531                                 blk_queue_usage_counter_release,
532                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
533                 goto fail_stats;
534
535         if (blkcg_init_queue(q))
536                 goto fail_ref;
537
538         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
539         blk_set_default_limits(&q->limits);
540         q->nr_requests = BLKDEV_DEFAULT_RQ;
541
542         return q;
543
544 fail_ref:
545         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
546 fail_stats:
547         blk_free_queue_stats(q->stats);
548 fail_split:
549         bioset_exit(&q->bio_split);
550 fail_id:
551         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
552 fail_q:
553         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
554         return NULL;
555 }
556
557 /**
558  * blk_get_queue - increment the request_queue refcount
559  * @q: the request_queue structure to increment the refcount for
560  *
561  * Increment the refcount of the request_queue kobject.
562  *
563  * Context: Any context.
564  */
565 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
566 {
567         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
568                 __blk_get_queue(q);
569                 return true;
570         }
571
572         return false;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
575
576 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
577 {
578         char b[BDEVNAME_SIZE];
579
580         pr_info_ratelimited("%s: attempt to access beyond end of device\n"
581                             "%s: rw=%d, want=%llu, limit=%llu\n",
582                             current->comm,
583                             bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
584                             bio_end_sector(bio), maxsector);
585 }
586
587 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
588
589 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
590
591 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
592 {
593         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
594 }
595 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
596
597 static bool should_fail_request(struct block_device *part, unsigned int bytes)
598 {
599         return part->bd_make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
600 }
601
602 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
603 {
604         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
605                                                 NULL, &fail_make_request);
606
607         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
608 }
609
610 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
611
612 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
613
614 static inline bool should_fail_request(struct block_device *part,
615                                         unsigned int bytes)
616 {
617         return false;
618 }
619
620 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
621
622 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio)
623 {
624         if (op_is_write(bio_op(bio)) && bdev_read_only(bio->bi_bdev)) {
625                 char b[BDEVNAME_SIZE];
626
627                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
628                         return false;
629
630                 WARN_ONCE(1,
631                        "Trying to write to read-only block-device %s (partno %d)\n",
632                         bio_devname(bio, b), bio->bi_bdev->bd_partno);
633                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
634                 return false;
635         }
636
637         return false;
638 }
639
640 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
641 {
642         if (should_fail_request(bdev_whole(bio->bi_bdev), bio->bi_iter.bi_size))
643                 return -EIO;
644         return 0;
645 }
646 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
647
648 /*
649  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
650  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
651  * the device, e.g., when mounting a file system.
652  */
653 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio)
654 {
655         sector_t maxsector = bdev_nr_sectors(bio->bi_bdev);
656         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
657
658         if (nr_sectors && maxsector &&
659             (nr_sectors > maxsector ||
660              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
661                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
662                 return -EIO;
663         }
664         return 0;
665 }
666
667 /*
668  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
669  */
670 static int blk_partition_remap(struct bio *bio)
671 {
672         struct block_device *p = bio->bi_bdev;
673
674         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
675                 return -EIO;
676         if (bio_sectors(bio)) {
677                 bio->bi_iter.bi_sector += p->bd_start_sect;
678                 trace_block_bio_remap(bio, p->bd_dev,
679                                       bio->bi_iter.bi_sector -
680                                       p->bd_start_sect);
681         }
682         bio_set_flag(bio, BIO_REMAPPED);
683         return 0;
684 }
685
686 /*
687  * Check write append to a zoned block device.
688  */
689 static inline blk_status_t blk_check_zone_append(struct request_queue *q,
690                                                  struct bio *bio)
691 {
692         sector_t pos = bio->bi_iter.bi_sector;
693         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
694
695         /* Only applicable to zoned block devices */
696         if (!blk_queue_is_zoned(q))
697                 return BLK_STS_NOTSUPP;
698
699         /* The bio sector must point to the start of a sequential zone */
700         if (pos & (blk_queue_zone_sectors(q) - 1) ||
701             !blk_queue_zone_is_seq(q, pos))
702                 return BLK_STS_IOERR;
703
704         /*
705          * Not allowed to cross zone boundaries. Otherwise, the BIO will be
706          * split and could result in non-contiguous sectors being written in
707          * different zones.
708          */
709         if (nr_sectors > q->limits.chunk_sectors)
710                 return BLK_STS_IOERR;
711
712         /* Make sure the BIO is small enough and will not get split */
713         if (nr_sectors > q->limits.max_zone_append_sectors)
714                 return BLK_STS_IOERR;
715
716         bio->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
717
718         return BLK_STS_OK;
719 }
720
721 noinline_for_stack bool submit_bio_checks(struct bio *bio)
722 {
723         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
724         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
725         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
726         struct blk_plug *plug;
727
728         might_sleep();
729
730         plug = blk_mq_plug(q, bio);
731         if (plug && plug->nowait)
732                 bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
733
734         /*
735          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
736          * if queue does not support NOWAIT.
737          */
738         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !blk_queue_nowait(q))
739                 goto not_supported;
740
741         if (should_fail_bio(bio))
742                 goto end_io;
743         if (unlikely(bio_check_ro(bio)))
744                 goto end_io;
745         if (!bio_flagged(bio, BIO_REMAPPED)) {
746                 if (unlikely(bio_check_eod(bio)))
747                         goto end_io;
748                 if (bdev->bd_partno && unlikely(blk_partition_remap(bio)))
749                         goto end_io;
750         }
751
752         /*
753          * Filter flush bio's early so that bio based drivers without flush
754          * support don't have to worry about them.
755          */
756         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
757             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
758                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
759                 if (!bio_sectors(bio)) {
760                         status = BLK_STS_OK;
761                         goto end_io;
762                 }
763         }
764
765         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
766                 bio_clear_polled(bio);
767
768         switch (bio_op(bio)) {
769         case REQ_OP_DISCARD:
770                 if (!blk_queue_discard(q))
771                         goto not_supported;
772                 break;
773         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
774                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
775                         goto not_supported;
776                 break;
777         case REQ_OP_WRITE_SAME:
778                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
779                         goto not_supported;
780                 break;
781         case REQ_OP_ZONE_APPEND:
782                 status = blk_check_zone_append(q, bio);
783                 if (status != BLK_STS_OK)
784                         goto end_io;
785                 break;
786         case REQ_OP_ZONE_RESET:
787         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
788         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
789         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
790                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
791                         goto not_supported;
792                 break;
793         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
794                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
795                         goto not_supported;
796                 break;
797         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
798                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
799                         goto not_supported;
800                 break;
801         default:
802                 break;
803         }
804
805         /*
806          * Various block parts want %current->io_context, so allocate it up
807          * front rather than dealing with lots of pain to allocate it only
808          * where needed. This may fail and the block layer knows how to live
809          * with it.
810          */
811         if (unlikely(!current->io_context))
812                 create_task_io_context(current, GFP_ATOMIC, q->node);
813
814         if (blk_throtl_bio(bio))
815                 return false;
816
817         blk_cgroup_bio_start(bio);
818         blkcg_bio_issue_init(bio);
819
820         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
821                 trace_block_bio_queue(bio);
822                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
823                  * completion as well.
824                  */
825                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
826         }
827         return true;
828
829 not_supported:
830         status = BLK_STS_NOTSUPP;
831 end_io:
832         bio->bi_status = status;
833         bio_endio(bio);
834         return false;
835 }
836
837 static void __submit_bio_fops(struct gendisk *disk, struct bio *bio)
838 {
839         if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
840                 return;
841         if (submit_bio_checks(bio) && blk_crypto_bio_prep(&bio))
842                 disk->fops->submit_bio(bio);
843         blk_queue_exit(disk->queue);
844 }
845
846 static void __submit_bio(struct bio *bio)
847 {
848         struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
849
850         if (!disk->fops->submit_bio)
851                 blk_mq_submit_bio(bio);
852         else
853                 __submit_bio_fops(disk, bio);
854 }
855
856 /*
857  * The loop in this function may be a bit non-obvious, and so deserves some
858  * explanation:
859  *
860  *  - Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers ensure
861  *    that), so we have a list with a single bio.
862  *  - We pretend that we have just taken it off a longer list, so we assign
863  *    bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack, thus initialising the
864  *    bio_list of new bios to be added.  ->submit_bio() may indeed add some more
865  *    bios through a recursive call to submit_bio_noacct.  If it did, we find a
866  *    non-NULL value in bio_list and re-enter the loop from the top.
867  *  - In this case we really did just take the bio of the top of the list (no
868  *    pretending) and so remove it from bio_list, and call into ->submit_bio()
869  *    again.
870  *
871  * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current ->submit_bio.
872  * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before the current
873  *      ->submit_bio_bio, but that haven't been processed yet.
874  */
875 static void __submit_bio_noacct(struct bio *bio)
876 {
877         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
878
879         BUG_ON(bio->bi_next);
880
881         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
882         current->bio_list = bio_list_on_stack;
883
884         do {
885                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
886                 struct bio_list lower, same;
887
888                 /*
889                  * Create a fresh bio_list for all subordinate requests.
890                  */
891                 bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
892                 bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
893
894                 __submit_bio(bio);
895
896                 /*
897                  * Sort new bios into those for a lower level and those for the
898                  * same level.
899                  */
900                 bio_list_init(&lower);
901                 bio_list_init(&same);
902                 while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
903                         if (q == bdev_get_queue(bio->bi_bdev))
904                                 bio_list_add(&same, bio);
905                         else
906                                 bio_list_add(&lower, bio);
907
908                 /*
909                  * Now assemble so we handle the lowest level first.
910                  */
911                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
912                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
913                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
914         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])));
915
916         current->bio_list = NULL;
917 }
918
919 static void __submit_bio_noacct_mq(struct bio *bio)
920 {
921         struct bio_list bio_list[2] = { };
922
923         current->bio_list = bio_list;
924
925         do {
926                 __submit_bio(bio);
927         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list[0])));
928
929         current->bio_list = NULL;
930 }
931
932 /**
933  * submit_bio_noacct - re-submit a bio to the block device layer for I/O
934  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
935  *
936  * This is a version of submit_bio() that shall only be used for I/O that is
937  * resubmitted to lower level drivers by stacking block drivers.  All file
938  * systems and other upper level users of the block layer should use
939  * submit_bio() instead.
940  */
941 void submit_bio_noacct(struct bio *bio)
942 {
943         /*
944          * We only want one ->submit_bio to be active at a time, else stack
945          * usage with stacked devices could be a problem.  Use current->bio_list
946          * to collect a list of requests submited by a ->submit_bio method while
947          * it is active, and then process them after it returned.
948          */
949         if (current->bio_list)
950                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
951         else if (!bio->bi_bdev->bd_disk->fops->submit_bio)
952                 __submit_bio_noacct_mq(bio);
953         else
954                 __submit_bio_noacct(bio);
955 }
956 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_noacct);
957
958 /**
959  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
960  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
961  *
962  * submit_bio() is used to submit I/O requests to block devices.  It is passed a
963  * fully set up &struct bio that describes the I/O that needs to be done.  The
964  * bio will be send to the device described by the bi_bdev field.
965  *
966  * The success/failure status of the request, along with notification of
967  * completion, is delivered asynchronously through the ->bi_end_io() callback
968  * in @bio.  The bio must NOT be touched by thecaller until ->bi_end_io() has
969  * been called.
970  */
971 void submit_bio(struct bio *bio)
972 {
973         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
974                 return;
975
976         /*
977          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
978          * go through the normal accounting stuff before submission.
979          */
980         if (bio_has_data(bio)) {
981                 unsigned int count;
982
983                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
984                         count = queue_logical_block_size(
985                                         bdev_get_queue(bio->bi_bdev)) >> 9;
986                 else
987                         count = bio_sectors(bio);
988
989                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
990                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
991                 } else {
992                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
993                         count_vm_events(PGPGIN, count);
994                 }
995         }
996
997         /*
998          * If we're reading data that is part of the userspace workingset, count
999          * submission time as memory stall.  When the device is congested, or
1000          * the submitting cgroup IO-throttled, submission can be a significant
1001          * part of overall IO time.
1002          */
1003         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_READ &&
1004             bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))) {
1005                 unsigned long pflags;
1006
1007                 psi_memstall_enter(&pflags);
1008                 submit_bio_noacct(bio);
1009                 psi_memstall_leave(&pflags);
1010                 return;
1011         }
1012
1013         submit_bio_noacct(bio);
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1016
1017 /**
1018  * bio_poll - poll for BIO completions
1019  * @bio: bio to poll for
1020  * @flags: BLK_POLL_* flags that control the behavior
1021  *
1022  * Poll for completions on queue associated with the bio. Returns number of
1023  * completed entries found.
1024  *
1025  * Note: the caller must either be the context that submitted @bio, or
1026  * be in a RCU critical section to prevent freeing of @bio.
1027  */
1028 int bio_poll(struct bio *bio, struct io_comp_batch *iob, unsigned int flags)
1029 {
1030         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1031         blk_qc_t cookie = READ_ONCE(bio->bi_cookie);
1032         int ret;
1033
1034         if (cookie == BLK_QC_T_NONE ||
1035             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
1036                 return 0;
1037
1038         if (current->plug)
1039                 blk_flush_plug(current->plug, false);
1040
1041         if (blk_queue_enter(q, BLK_MQ_REQ_NOWAIT))
1042                 return 0;
1043         if (WARN_ON_ONCE(!queue_is_mq(q)))
1044                 ret = 0;        /* not yet implemented, should not happen */
1045         else
1046                 ret = blk_mq_poll(q, cookie, iob, flags);
1047         blk_queue_exit(q);
1048         return ret;
1049 }
1050 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_poll);
1051
1052 /*
1053  * Helper to implement file_operations.iopoll.  Requires the bio to be stored
1054  * in iocb->private, and cleared before freeing the bio.
1055  */
1056 int iocb_bio_iopoll(struct kiocb *kiocb, struct io_comp_batch *iob,
1057                     unsigned int flags)
1058 {
1059         struct bio *bio;
1060         int ret = 0;
1061
1062         /*
1063          * Note: the bio cache only uses SLAB_TYPESAFE_BY_RCU, so bio can
1064          * point to a freshly allocated bio at this point.  If that happens
1065          * we have a few cases to consider:
1066          *
1067          *  1) the bio is beeing initialized and bi_bdev is NULL.  We can just
1068          *     simply nothing in this case
1069          *  2) the bio points to a not poll enabled device.  bio_poll will catch
1070          *     this and return 0
1071          *  3) the bio points to a poll capable device, including but not
1072          *     limited to the one that the original bio pointed to.  In this
1073          *     case we will call into the actual poll method and poll for I/O,
1074          *     even if we don't need to, but it won't cause harm either.
1075          *
1076          * For cases 2) and 3) above the RCU grace period ensures that bi_bdev
1077          * is still allocated. Because partitions hold a reference to the whole
1078          * device bdev and thus disk, the disk is also still valid.  Grabbing
1079          * a reference to the queue in bio_poll() ensures the hctxs and requests
1080          * are still valid as well.
1081          */
1082         rcu_read_lock();
1083         bio = READ_ONCE(kiocb->private);
1084         if (bio && bio->bi_bdev)
1085                 ret = bio_poll(bio, iob, flags);
1086         rcu_read_unlock();
1087
1088         return ret;
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL_GPL(iocb_bio_iopoll);
1091
1092 /**
1093  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1094  *                              for the new queue limits
1095  * @q:  the queue
1096  * @rq: the request being checked
1097  *
1098  * Description:
1099  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1100  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1101  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1102  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1103  *    the insertion using this generic function.
1104  *
1105  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1106  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1107  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1108  */
1109 static blk_status_t blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1110                                       struct request *rq)
1111 {
1112         unsigned int max_sectors = blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1113
1114         if (blk_rq_sectors(rq) > max_sectors) {
1115                 /*
1116                  * SCSI device does not have a good way to return if
1117                  * Write Same/Zero is actually supported. If a device rejects
1118                  * a non-read/write command (discard, write same,etc.) the
1119                  * low-level device driver will set the relevant queue limit to
1120                  * 0 to prevent blk-lib from issuing more of the offending
1121                  * operations. Commands queued prior to the queue limit being
1122                  * reset need to be completed with BLK_STS_NOTSUPP to avoid I/O
1123                  * errors being propagated to upper layers.
1124                  */
1125                 if (max_sectors == 0)
1126                         return BLK_STS_NOTSUPP;
1127
1128                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1129                         __func__, blk_rq_sectors(rq), max_sectors);
1130                 return BLK_STS_IOERR;
1131         }
1132
1133         /*
1134          * The queue settings related to segment counting may differ from the
1135          * original queue.
1136          */
1137         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1138         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1139                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1140                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1141                 return BLK_STS_IOERR;
1142         }
1143
1144         return BLK_STS_OK;
1145 }
1146
1147 /**
1148  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1149  * @q:  the queue to submit the request
1150  * @rq: the request being queued
1151  */
1152 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1153 {
1154         blk_status_t ret;
1155
1156         ret = blk_cloned_rq_check_limits(q, rq);
1157         if (ret != BLK_STS_OK)
1158                 return ret;
1159
1160         if (rq->rq_disk &&
1161             should_fail_request(rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1162                 return BLK_STS_IOERR;
1163
1164         if (blk_crypto_insert_cloned_request(rq))
1165                 return BLK_STS_IOERR;
1166
1167         blk_account_io_start(rq);
1168
1169         /*
1170          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1171          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1172          * insert.
1173          */
1174         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1177
1178 /**
1179  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1180  * @rq: request to examine
1181  *
1182  * Description:
1183  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1184  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1185  *     can be failed from the beginning of the request without
1186  *     crossing into area which need to be retried further.
1187  *
1188  * Return:
1189  *     The number of bytes to fail.
1190  */
1191 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1192 {
1193         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1194         unsigned int bytes = 0;
1195         struct bio *bio;
1196
1197         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1198                 return blk_rq_bytes(rq);
1199
1200         /*
1201          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1202          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1203          * which have all the failfast bits that the first one has -
1204          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1205          * one.
1206          */
1207         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1208                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1209                         break;
1210                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1211         }
1212
1213         /* this could lead to infinite loop */
1214         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1215         return bytes;
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1218
1219 static void update_io_ticks(struct block_device *part, unsigned long now,
1220                 bool end)
1221 {
1222         unsigned long stamp;
1223 again:
1224         stamp = READ_ONCE(part->bd_stamp);
1225         if (unlikely(time_after(now, stamp))) {
1226                 if (likely(cmpxchg(&part->bd_stamp, stamp, now) == stamp))
1227                         __part_stat_add(part, io_ticks, end ? now - stamp : 1);
1228         }
1229         if (part->bd_partno) {
1230                 part = bdev_whole(part);
1231                 goto again;
1232         }
1233 }
1234
1235 void __blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1236 {
1237         const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1238
1239         part_stat_lock();
1240         update_io_ticks(req->part, jiffies, true);
1241         part_stat_inc(req->part, ios[sgrp]);
1242         part_stat_add(req->part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1243         part_stat_unlock();
1244 }
1245
1246 void __blk_account_io_start(struct request *rq)
1247 {
1248         /* passthrough requests can hold bios that do not have ->bi_bdev set */
1249         if (rq->bio && rq->bio->bi_bdev)
1250                 rq->part = rq->bio->bi_bdev;
1251         else
1252                 rq->part = rq->rq_disk->part0;
1253
1254         part_stat_lock();
1255         update_io_ticks(rq->part, jiffies, false);
1256         part_stat_unlock();
1257 }
1258
1259 static unsigned long __part_start_io_acct(struct block_device *part,
1260                                           unsigned int sectors, unsigned int op)
1261 {
1262         const int sgrp = op_stat_group(op);
1263         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1264
1265         part_stat_lock();
1266         update_io_ticks(part, now, false);
1267         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1268         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1269         part_stat_local_inc(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1270         part_stat_unlock();
1271
1272         return now;
1273 }
1274
1275 /**
1276  * bio_start_io_acct - start I/O accounting for bio based drivers
1277  * @bio:        bio to start account for
1278  *
1279  * Returns the start time that should be passed back to bio_end_io_acct().
1280  */
1281 unsigned long bio_start_io_acct(struct bio *bio)
1282 {
1283         return __part_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_sectors(bio), bio_op(bio));
1284 }
1285 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_start_io_acct);
1286
1287 unsigned long disk_start_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int sectors,
1288                                  unsigned int op)
1289 {
1290         return __part_start_io_acct(disk->part0, sectors, op);
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL(disk_start_io_acct);
1293
1294 static void __part_end_io_acct(struct block_device *part, unsigned int op,
1295                                unsigned long start_time)
1296 {
1297         const int sgrp = op_stat_group(op);
1298         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1299         unsigned long duration = now - start_time;
1300
1301         part_stat_lock();
1302         update_io_ticks(part, now, true);
1303         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1304         part_stat_local_dec(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1305         part_stat_unlock();
1306 }
1307
1308 void bio_end_io_acct_remapped(struct bio *bio, unsigned long start_time,
1309                 struct block_device *orig_bdev)
1310 {
1311         __part_end_io_acct(orig_bdev, bio_op(bio), start_time);
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_end_io_acct_remapped);
1314
1315 void disk_end_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int op,
1316                       unsigned long start_time)
1317 {
1318         __part_end_io_acct(disk->part0, op, start_time);
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL(disk_end_io_acct);
1321
1322 /*
1323  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1324  * The request must not have been partially completed before.
1325  */
1326 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1327 {
1328         if (rq->bio) {
1329                 if (list->tail)
1330                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1331                 else
1332                         list->head = rq->bio;
1333                 list->tail = rq->biotail;
1334
1335                 rq->bio = NULL;
1336                 rq->biotail = NULL;
1337         }
1338
1339         rq->__data_len = 0;
1340 }
1341 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1342
1343 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1344 /**
1345  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1346  * @rq: the request to be flushed
1347  *
1348  * Description:
1349  *     Flush all pages in @rq.
1350  */
1351 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1352 {
1353         struct req_iterator iter;
1354         struct bio_vec bvec;
1355
1356         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1357                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1358 }
1359 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1360 #endif
1361
1362 /**
1363  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1364  * @q : the queue of the device being checked
1365  *
1366  * Description:
1367  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1368  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1369  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1370  *
1371  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1372  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1373  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1374  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1375  *    on burst I/O load.
1376  *
1377  * Return:
1378  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1379  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1380  */
1381 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1382 {
1383         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1384                 return q->mq_ops->busy(q);
1385
1386         return 0;
1387 }
1388 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1389
1390 /**
1391  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1392  * @rq: the clone request to be cleaned up
1393  *
1394  * Description:
1395  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1396  */
1397 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1398 {
1399         struct bio *bio;
1400
1401         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1402                 rq->bio = bio->bi_next;
1403
1404                 bio_put(bio);
1405         }
1406 }
1407 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1408
1409 /**
1410  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1411  * @rq: the request to be setup
1412  * @rq_src: original request to be cloned
1413  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1414  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1415  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1416  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1417  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1418  *
1419  * Description:
1420  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1421  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1422  *     and the cloned bios just point same pages.
1423  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1424  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1425  */
1426 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1427                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1428                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1429                       void *data)
1430 {
1431         struct bio *bio, *bio_src;
1432
1433         if (!bs)
1434                 bs = &fs_bio_set;
1435
1436         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1437                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1438                 if (!bio)
1439                         goto free_and_out;
1440
1441                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1442                         goto free_and_out;
1443
1444                 if (rq->bio) {
1445                         rq->biotail->bi_next = bio;
1446                         rq->biotail = bio;
1447                 } else {
1448                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1449                 }
1450                 bio = NULL;
1451         }
1452
1453         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1454         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1455         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1456         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1457                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1458                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1459         }
1460         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1461         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1462
1463         if (rq->bio && blk_crypto_rq_bio_prep(rq, rq->bio, gfp_mask) < 0)
1464                 goto free_and_out;
1465
1466         return 0;
1467
1468 free_and_out:
1469         if (bio)
1470                 bio_put(bio);
1471         blk_rq_unprep_clone(rq);
1472
1473         return -ENOMEM;
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1476
1477 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1478 {
1479         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1480 }
1481 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1482
1483 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1484                                 unsigned long delay)
1485 {
1486         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1489
1490 void blk_start_plug_nr_ios(struct blk_plug *plug, unsigned short nr_ios)
1491 {
1492         struct task_struct *tsk = current;
1493
1494         /*
1495          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1496          */
1497         if (tsk->plug)
1498                 return;
1499
1500         plug->mq_list = NULL;
1501         plug->cached_rq = NULL;
1502         plug->nr_ios = min_t(unsigned short, nr_ios, BLK_MAX_REQUEST_COUNT);
1503         plug->rq_count = 0;
1504         plug->multiple_queues = false;
1505         plug->has_elevator = false;
1506         plug->nowait = false;
1507         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1508
1509         /*
1510          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1511          * preempt will imply a full memory barrier
1512          */
1513         tsk->plug = plug;
1514 }
1515
1516 /**
1517  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1518  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1519  *
1520  * Description:
1521  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1522  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1523  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1524  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1525  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1526  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1527  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1528  *   the task schedules (see below).
1529  *
1530  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1531  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1532  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1533  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1534  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1535  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1536  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1537  *   this kind of deadlock.
1538  */
1539 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1540 {
1541         blk_start_plug_nr_ios(plug, 1);
1542 }
1543 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1544
1545 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1546 {
1547         LIST_HEAD(callbacks);
1548
1549         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1550                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1551
1552                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1553                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1554                                                           struct blk_plug_cb,
1555                                                           list);
1556                         list_del(&cb->list);
1557                         cb->callback(cb, from_schedule);
1558                 }
1559         }
1560 }
1561
1562 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1563                                       int size)
1564 {
1565         struct blk_plug *plug = current->plug;
1566         struct blk_plug_cb *cb;
1567
1568         if (!plug)
1569                 return NULL;
1570
1571         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1572                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1573                         return cb;
1574
1575         /* Not currently on the callback list */
1576         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1577         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1578         if (cb) {
1579                 cb->data = data;
1580                 cb->callback = unplug;
1581                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1582         }
1583         return cb;
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1586
1587 void blk_flush_plug(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1588 {
1589         if (!list_empty(&plug->cb_list))
1590                 flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1591         if (!rq_list_empty(plug->mq_list))
1592                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1593         /*
1594          * Unconditionally flush out cached requests, even if the unplug
1595          * event came from schedule. Since we know hold references to the
1596          * queue for cached requests, we don't want a blocked task holding
1597          * up a queue freeze/quiesce event.
1598          */
1599         if (unlikely(!rq_list_empty(plug->cached_rq)))
1600                 blk_mq_free_plug_rqs(plug);
1601 }
1602
1603 /**
1604  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1605  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1606  *
1607  * Description:
1608  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1609  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1610  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1611  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1612  */
1613 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1614 {
1615         if (plug == current->plug) {
1616                 blk_flush_plug(plug, false);
1617                 current->plug = NULL;
1618         }
1619 }
1620 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1621
1622 void blk_io_schedule(void)
1623 {
1624         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1625         unsigned long timeout = sysctl_hung_task_timeout_secs * HZ / 2;
1626
1627         if (timeout)
1628                 io_schedule_timeout(timeout);
1629         else
1630                 io_schedule();
1631 }
1632 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_io_schedule);
1633
1634 int __init blk_dev_init(void)
1635 {
1636         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1637         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1638                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1639         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1640                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1641
1642         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1643         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1644                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1645         if (!kblockd_workqueue)
1646                 panic("Failed to create kblockd\n");
1647
1648         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1649                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1650
1651         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1652
1653         return 0;
1654 }