block/blk-merge.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Functions related to segment and merge handling
   4  */
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/bio.h>
   8 #include <linux/blkdev.h>
   9 #include <linux/scatterlist.h>
  10
  11 #include <trace/events/block.h>
  12
  13 #include "blk.h"
  14
  15 /*
  16  * Check if the two bvecs from two bios can be merged to one segment.  If yes,
  17  * no need to check gap between the two bios since the 1st bio and the 1st bvec
  18  * in the 2nd bio can be handled in one segment.
  19  */
  20 static inline bool bios_segs_mergeable(struct request_queue *q,
  21                 struct bio *prev, struct bio_vec *prev_last_bv,
  22                 struct bio_vec *next_first_bv)
  23 {
  24         if (!biovec_phys_mergeable(q, prev_last_bv, next_first_bv))
  25                 return false;
  26         if (prev->bi_seg_back_size + next_first_bv->bv_len >
  27                         queue_max_segment_size(q))
  28                 return false;
  29         return true;
  30 }
  31
  32 static inline bool bio_will_gap(struct request_queue *q,
  33                 struct request *prev_rq, struct bio *prev, struct bio *next)
  34 {
  35         struct bio_vec pb, nb;
  36
  37         if (!bio_has_data(prev) || !queue_virt_boundary(q))
  38                 return false;
  39
  40         /*
  41          * Don't merge if the 1st bio starts with non-zero offset, otherwise it
  42          * is quite difficult to respect the sg gap limit.  We work hard to
  43          * merge a huge number of small single bios in case of mkfs.
  44          */
  45         if (prev_rq)
  46                 bio_get_first_bvec(prev_rq->bio, &pb);
  47         else
  48                 bio_get_first_bvec(prev, &pb);
  49         if (pb.bv_offset & queue_virt_boundary(q))
  50                 return true;
  51
  52         /*
  53          * We don't need to worry about the situation that the merged segment
  54          * ends in unaligned virt boundary:
  55          *
  56          * - if 'pb' ends aligned, the merged segment ends aligned
  57          * - if 'pb' ends unaligned, the next bio must include
  58          *   one single bvec of 'nb', otherwise the 'nb' can't
  59          *   merge with 'pb'
  60          */
  61         bio_get_last_bvec(prev, &pb);
  62         bio_get_first_bvec(next, &nb);
  63         if (bios_segs_mergeable(q, prev, &pb, &nb))
  64                 return false;
  65         return __bvec_gap_to_prev(q, &pb, nb.bv_offset);
  66 }
  67
  68 static inline bool req_gap_back_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  69 {
  70         return bio_will_gap(req->q, req, req->biotail, bio);
  71 }
  72
  73 static inline bool req_gap_front_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  74 {
  75         return bio_will_gap(req->q, NULL, bio, req->bio);
  76 }
  77
  78 static struct bio *blk_bio_discard_split(struct request_queue *q,
  79                                          struct bio *bio,
  80                                          struct bio_set *bs,
  81                                          unsigned *nsegs)
  82 {
  83         unsigned int max_discard_sectors, granularity;
  84         int alignment;
  85         sector_t tmp;
  86         unsigned split_sectors;
  87
  88         *nsegs = 1;
  89
  90         /* Zero-sector (unknown) and one-sector granularities are the same.  */
  91         granularity = max(q->limits.discard_granularity >> 9, 1U);
  92
  93         max_discard_sectors = min(q->limits.max_discard_sectors,
  94                         bio_allowed_max_sectors(q));
  95         max_discard_sectors -= max_discard_sectors % granularity;
  96
  97         if (unlikely(!max_discard_sectors)) {
  98                 /* XXX: warn */
  99                 return NULL;
 100         }
 101
 102         if (bio_sectors(bio) <= max_discard_sectors)
 103                 return NULL;
 104
 105         split_sectors = max_discard_sectors;
 106
 107         /*
 108          * If the next starting sector would be misaligned, stop the discard at
 109          * the previous aligned sector.
 110          */
 111         alignment = (q->limits.discard_alignment >> 9) % granularity;
 112
 113         tmp = bio->bi_iter.bi_sector + split_sectors - alignment;
 114         tmp = sector_div(tmp, granularity);
 115
 116         if (split_sectors > tmp)
 117                 split_sectors -= tmp;
 118
 119         return bio_split(bio, split_sectors, GFP_NOIO, bs);
 120 }
 121
 122 static struct bio *blk_bio_write_zeroes_split(struct request_queue *q,
 123                 struct bio *bio, struct bio_set *bs, unsigned *nsegs)
 124 {
 125         *nsegs = 1;
 126
 127         if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 128                 return NULL;
 129
 130         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 131                 return NULL;
 132
 133         return bio_split(bio, q->limits.max_write_zeroes_sectors, GFP_NOIO, bs);
 134 }
 135
 136 static struct bio *blk_bio_write_same_split(struct request_queue *q,
 137                                             struct bio *bio,
 138                                             struct bio_set *bs,
 139                                             unsigned *nsegs)
 140 {
 141         *nsegs = 1;
 142
 143         if (!q->limits.max_write_same_sectors)
 144                 return NULL;
 145
 146         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_same_sectors)
 147                 return NULL;
 148
 149         return bio_split(bio, q->limits.max_write_same_sectors, GFP_NOIO, bs);
 150 }
 151
 152 static inline unsigned get_max_io_size(struct request_queue *q,
 153                                        struct bio *bio)
 154 {
 155         unsigned sectors = blk_max_size_offset(q, bio->bi_iter.bi_sector);
 156         unsigned mask = queue_logical_block_size(q) - 1;
 157
 158         /* aligned to logical block size */
 159         sectors &= ~(mask >> 9);
 160
 161         return sectors;
 162 }
 163
 164 static unsigned get_max_segment_size(struct request_queue *q,
 165                                      unsigned offset)
 166 {
 167         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
 168
 169         /* default segment boundary mask means no boundary limit */
 170         if (mask == BLK_SEG_BOUNDARY_MASK)
 171                 return queue_max_segment_size(q);
 172
 173         return min_t(unsigned long, mask - (mask & offset) + 1,
 174                      queue_max_segment_size(q));
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Split the bvec @bv into segments, and update all kinds of
 179  * variables.
 180  */
 181 static bool bvec_split_segs(struct request_queue *q, struct bio_vec *bv,
 182                 unsigned *nsegs, unsigned *last_seg_size,
 183                 unsigned *front_seg_size, unsigned *sectors)
 184 {
 185         unsigned len = bv->bv_len;
 186         unsigned total_len = 0;
 187         unsigned new_nsegs = 0, seg_size = 0;
 188
 189         /*
 190          * Multi-page bvec may be too big to hold in one segment, so the
 191          * current bvec has to be splitted as multiple segments.
 192          */
 193         while (len && new_nsegs + *nsegs < queue_max_segments(q)) {
 194                 seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_offset + total_len);
 195                 seg_size = min(seg_size, len);
 196
 197                 new_nsegs++;
 198                 total_len += seg_size;
 199                 len -= seg_size;
 200
 201                 if ((bv->bv_offset + total_len) & queue_virt_boundary(q))
 202                         break;
 203         }
 204
 205         if (!new_nsegs)
 206                 return !!len;
 207
 208         /* update front segment size */
 209         if (!*nsegs) {
 210                 unsigned first_seg_size;
 211
 212                 if (new_nsegs == 1)
 213                         first_seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_offset);
 214                 else
 215                         first_seg_size = queue_max_segment_size(q);
 216
 217                 if (*front_seg_size < first_seg_size)
 218                         *front_seg_size = first_seg_size;
 219         }
 220
 221         /* update other varibles */
 222         *last_seg_size = seg_size;
 223         *nsegs += new_nsegs;
 224         if (sectors)
 225                 *sectors += total_len >> 9;
 226
 227         /* split in the middle of the bvec if len != 0 */
 228         return !!len;
 229 }
 230
 231 static struct bio *blk_bio_segment_split(struct request_queue *q,
 232                                          struct bio *bio,
 233                                          struct bio_set *bs,
 234                                          unsigned *segs)
 235 {
 236         struct bio_vec bv, bvprv, *bvprvp = NULL;
 237         struct bvec_iter iter;
 238         unsigned seg_size = 0, nsegs = 0, sectors = 0;
 239         unsigned front_seg_size = bio->bi_seg_front_size;
 240         bool do_split = true;
 241         struct bio *new = NULL;
 242         const unsigned max_sectors = get_max_io_size(q, bio);
 243
 244         bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 245                 /*
 246                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
 247                  * offset would create a gap, disallow it.
 248                  */
 249                 if (bvprvp && bvec_gap_to_prev(q, bvprvp, bv.bv_offset))
 250                         goto split;
 251
 252                 if (sectors + (bv.bv_len >> 9) > max_sectors) {
 253                         /*
 254                          * Consider this a new segment if we're splitting in
 255                          * the middle of this vector.
 256                          */
 257                         if (nsegs < queue_max_segments(q) &&
 258                             sectors < max_sectors) {
 259                                 /* split in the middle of bvec */
 260                                 bv.bv_len = (max_sectors - sectors) << 9;
 261                                 bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs,
 262                                                 &seg_size,
 263                                                 &front_seg_size,
 264                                                 &sectors);
 265                         }
 266                         goto split;
 267                 }
 268
 269                 if (bvprvp) {
 270                         if (seg_size + bv.bv_len > queue_max_segment_size(q))
 271                                 goto new_segment;
 272                         if (!biovec_phys_mergeable(q, bvprvp, &bv))
 273                                 goto new_segment;
 274
 275                         seg_size += bv.bv_len;
 276                         bvprv = bv;
 277                         bvprvp = &bvprv;
 278                         sectors += bv.bv_len >> 9;
 279
 280                         continue;
 281                 }
 282 new_segment:
 283                 if (nsegs == queue_max_segments(q))
 284                         goto split;
 285
 286                 bvprv = bv;
 287                 bvprvp = &bvprv;
 288
 289                 if (bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs, &seg_size,
 290                                     &front_seg_size, &sectors))
 291                         goto split;
 292
 293         }
 294
 295         do_split = false;
 296 split:
 297         *segs = nsegs;
 298
 299         if (do_split) {
 300                 new = bio_split(bio, sectors, GFP_NOIO, bs);
 301                 if (new)
 302                         bio = new;
 303         }
 304
 305         bio->bi_seg_front_size = front_seg_size;
 306         if (seg_size > bio->bi_seg_back_size)
 307                 bio->bi_seg_back_size = seg_size;
 308
 309         return do_split ? new : NULL;
 310 }
 311
 312 void blk_queue_split(struct request_queue *q, struct bio **bio)
 313 {
 314         struct bio *split, *res;
 315         unsigned nsegs;
 316
 317         switch (bio_op(*bio)) {
 318         case REQ_OP_DISCARD:
 319         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 320                 split = blk_bio_discard_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 321                 break;
 322         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 323                 split = blk_bio_write_zeroes_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 324                 break;
 325         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 326                 split = blk_bio_write_same_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 327                 break;
 328         default:
 329                 split = blk_bio_segment_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 330                 break;
 331         }
 332
 333         /* physical segments can be figured out during splitting */
 334         res = split ? split : *bio;
 335         res->bi_phys_segments = nsegs;
 336         bio_set_flag(res, BIO_SEG_VALID);
 337
 338         if (split) {
 339                 /* there isn't chance to merge the splitted bio */
 340                 split->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
 341
 342                 /*
 343                  * Since we're recursing into make_request here, ensure
 344                  * that we mark this bio as already having entered the queue.
 345                  * If not, and the queue is going away, we can get stuck
 346                  * forever on waiting for the queue reference to drop. But
 347                  * that will never happen, as we're already holding a
 348                  * reference to it.
 349                  */
 350                 bio_set_flag(*bio, BIO_QUEUE_ENTERED);
 351
 352                 bio_chain(split, *bio);
 353                 trace_block_split(q, split, (*bio)->bi_iter.bi_sector);
 354                 generic_make_request(*bio);
 355                 *bio = split;
 356         }
 357 }
 358 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_split);
 359
 360 static unsigned int __blk_recalc_rq_segments(struct request_queue *q,
 361                                              struct bio *bio,
 362                                              bool no_sg_merge)
 363 {
 364         struct bio_vec bv, bvprv = { NULL };
 365         int prev = 0;
 366         unsigned int seg_size, nr_phys_segs;
 367         unsigned front_seg_size = bio->bi_seg_front_size;
 368         struct bio *fbio, *bbio;
 369         struct bvec_iter iter;
 370
 371         if (!bio)
 372                 return 0;
 373
 374         switch (bio_op(bio)) {
 375         case REQ_OP_DISCARD:
 376         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 377         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 378                 return 0;
 379         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 380                 return 1;
 381         }
 382
 383         fbio = bio;
 384         seg_size = 0;
 385         nr_phys_segs = 0;
 386         for_each_bio(bio) {
 387                 bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 388                         /*
 389                          * If SG merging is disabled, each bio vector is
 390                          * a segment
 391                          */
 392                         if (no_sg_merge)
 393                                 goto new_segment;
 394
 395                         if (prev) {
 396                                 if (seg_size + bv.bv_len
 397                                     > queue_max_segment_size(q))
 398                                         goto new_segment;
 399                                 if (!biovec_phys_mergeable(q, &bvprv, &bv))
 400                                         goto new_segment;
 401
 402                                 seg_size += bv.bv_len;
 403                                 bvprv = bv;
 404                                 continue;
 405                         }
 406 new_segment:
 407                         bvprv = bv;
 408                         prev = 1;
 409                         bvec_split_segs(q, &bv, &nr_phys_segs, &seg_size,
 410                                         &front_seg_size, NULL);
 411                 }
 412                 bbio = bio;
 413         }
 414
 415         fbio->bi_seg_front_size = front_seg_size;
 416         if (seg_size > bbio->bi_seg_back_size)
 417                 bbio->bi_seg_back_size = seg_size;
 418
 419         return nr_phys_segs;
 420 }
 421
 422 void blk_recalc_rq_segments(struct request *rq)
 423 {
 424         bool no_sg_merge = !!test_bit(QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE,
 425                         &rq->q->queue_flags);
 426
 427         rq->nr_phys_segments = __blk_recalc_rq_segments(rq->q, rq->bio,
 428                         no_sg_merge);
 429 }
 430
 431 void blk_recount_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 432 {
 433         unsigned short seg_cnt = bio_segments(bio);
 434
 435         if (test_bit(QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE, &q->queue_flags) &&
 436                         (seg_cnt < queue_max_segments(q)))
 437                 bio->bi_phys_segments = seg_cnt;
 438         else {
 439                 struct bio *nxt = bio->bi_next;
 440
 441                 bio->bi_next = NULL;
 442                 bio->bi_phys_segments = __blk_recalc_rq_segments(q, bio, false);
 443                 bio->bi_next = nxt;
 444         }
 445
 446         bio_set_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
 447 }
 448
 449 static int blk_phys_contig_segment(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 450                                    struct bio *nxt)
 451 {
 452         struct bio_vec end_bv = { NULL }, nxt_bv;
 453
 454         if (bio->bi_seg_back_size + nxt->bi_seg_front_size >
 455             queue_max_segment_size(q))
 456                 return 0;
 457
 458         if (!bio_has_data(bio))
 459                 return 1;
 460
 461         bio_get_last_bvec(bio, &end_bv);
 462         bio_get_first_bvec(nxt, &nxt_bv);
 463
 464         return biovec_phys_mergeable(q, &end_bv, &nxt_bv);
 465 }
 466
 467 static inline void
 468 __blk_segment_map_sg(struct request_queue *q, struct bio_vec *bvec,
 469                      struct scatterlist *sglist, struct bio_vec *bvprv,
 470                      struct scatterlist **sg, int *nsegs)
 471 {
 472
 473         int nbytes = bvec->bv_len;
 474
 475         if (*sg) {
 476                 if ((*sg)->length + nbytes > queue_max_segment_size(q))
 477                         goto new_segment;
 478                 if (!biovec_phys_mergeable(q, bvprv, bvec))
 479                         goto new_segment;
 480
 481                 (*sg)->length += nbytes;
 482         } else {
 483 new_segment:
 484                 if (!*sg)
 485                         *sg = sglist;
 486                 else {
 487                         /*
 488                          * If the driver previously mapped a shorter
 489                          * list, we could see a termination bit
 490                          * prematurely unless it fully inits the sg
 491                          * table on each mapping. We KNOW that there
 492                          * must be more entries here or the driver
 493                          * would be buggy, so force clear the
 494                          * termination bit to avoid doing a full
 495                          * sg_init_table() in drivers for each command.
 496                          */
 497                         sg_unmark_end(*sg);
 498                         *sg = sg_next(*sg);
 499                 }
 500
 501                 sg_set_page(*sg, bvec->bv_page, nbytes, bvec->bv_offset);
 502                 (*nsegs)++;
 503         }
 504         *bvprv = *bvec;
 505 }
 506
 507 static inline int __blk_bvec_map_sg(struct request_queue *q, struct bio_vec bv,
 508                 struct scatterlist *sglist, struct scatterlist **sg)
 509 {
 510         *sg = sglist;
 511         sg_set_page(*sg, bv.bv_page, bv.bv_len, bv.bv_offset);
 512         return 1;
 513 }
 514
 515 static int __blk_bios_map_sg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 516                              struct scatterlist *sglist,
 517                              struct scatterlist **sg)
 518 {
 519         struct bio_vec bvec, bvprv = { NULL };
 520         struct bvec_iter iter;
 521         int nsegs = 0;
 522
 523         for_each_bio(bio)
 524                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter)
 525                         __blk_segment_map_sg(q, &bvec, sglist, &bvprv, sg,
 526                                              &nsegs);
 527
 528         return nsegs;
 529 }
 530
 531 /*
 532  * map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 533  * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries
 534  */
 535 int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
 536                   struct scatterlist *sglist)
 537 {
 538         struct scatterlist *sg = NULL;
 539         int nsegs = 0;
 540
 541         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 542                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(q, rq->special_vec, sglist, &sg);
 543         else if (rq->bio && bio_op(rq->bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
 544                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(q, bio_iovec(rq->bio), sglist, &sg);
 545         else if (rq->bio)
 546                 nsegs = __blk_bios_map_sg(q, rq->bio, sglist, &sg);
 547
 548         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_COPY_USER) &&
 549             (blk_rq_bytes(rq) & q->dma_pad_mask)) {
 550                 unsigned int pad_len =
 551                         (q->dma_pad_mask & ~blk_rq_bytes(rq)) + 1;
 552
 553                 sg->length += pad_len;
 554                 rq->extra_len += pad_len;
 555         }
 556
 557         if (q->dma_drain_size && q->dma_drain_needed(rq)) {
 558                 if (op_is_write(req_op(rq)))
 559                         memset(q->dma_drain_buffer, 0, q->dma_drain_size);
 560
 561                 sg_unmark_end(sg);
 562                 sg = sg_next(sg);
 563                 sg_set_page(sg, virt_to_page(q->dma_drain_buffer),
 564                             q->dma_drain_size,
 565                             ((unsigned long)q->dma_drain_buffer) &
 566                             (PAGE_SIZE - 1));
 567                 nsegs++;
 568                 rq->extra_len += q->dma_drain_size;
 569         }
 570
 571         if (sg)
 572                 sg_mark_end(sg);
 573
 574         /*
 575          * Something must have been wrong if the figured number of
 576          * segment is bigger than number of req's physical segments
 577          */
 578         WARN_ON(nsegs > blk_rq_nr_phys_segments(rq));
 579
 580         return nsegs;
 581 }
 582 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_map_sg);
 583
 584 static inline int ll_new_hw_segment(struct request_queue *q,
 585                                     struct request *req,
 586                                     struct bio *bio)
 587 {
 588         int nr_phys_segs = bio_phys_segments(q, bio);
 589
 590         if (req->nr_phys_segments + nr_phys_segs > queue_max_segments(q))
 591                 goto no_merge;
 592
 593         if (blk_integrity_merge_bio(q, req, bio) == false)
 594                 goto no_merge;
 595
 596         /*
 597          * This will form the start of a new hw segment.  Bump both
 598          * counters.
 599          */
 600         req->nr_phys_segments += nr_phys_segs;
 601         return 1;
 602
 603 no_merge:
 604         req_set_nomerge(q, req);
 605         return 0;
 606 }
 607
 608 int ll_back_merge_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 609                      struct bio *bio)
 610 {
 611         if (req_gap_back_merge(req, bio))
 612                 return 0;
 613         if (blk_integrity_rq(req) &&
 614             integrity_req_gap_back_merge(req, bio))
 615                 return 0;
 616         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 617             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req))) {
 618                 req_set_nomerge(q, req);
 619                 return 0;
 620         }
 621         if (!bio_flagged(req->biotail, BIO_SEG_VALID))
 622                 blk_recount_segments(q, req->biotail);
 623         if (!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID))
 624                 blk_recount_segments(q, bio);
 625
 626         return ll_new_hw_segment(q, req, bio);
 627 }
 628
 629 int ll_front_merge_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 630                       struct bio *bio)
 631 {
 632
 633         if (req_gap_front_merge(req, bio))
 634                 return 0;
 635         if (blk_integrity_rq(req) &&
 636             integrity_req_gap_front_merge(req, bio))
 637                 return 0;
 638         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 639             blk_rq_get_max_sectors(req, bio->bi_iter.bi_sector)) {
 640                 req_set_nomerge(q, req);
 641                 return 0;
 642         }
 643         if (!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID))
 644                 blk_recount_segments(q, bio);
 645         if (!bio_flagged(req->bio, BIO_SEG_VALID))
 646                 blk_recount_segments(q, req->bio);
 647
 648         return ll_new_hw_segment(q, req, bio);
 649 }
 650
 651 static bool req_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
 652                 struct request *next)
 653 {
 654         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
 655
 656         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
 657                 goto no_merge;
 658         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(next->bio) >
 659             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 660                 goto no_merge;
 661
 662         req->nr_phys_segments = segments + blk_rq_nr_discard_segments(next);
 663         return true;
 664 no_merge:
 665         req_set_nomerge(q, req);
 666         return false;
 667 }
 668
 669 static int ll_merge_requests_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 670                                 struct request *next)
 671 {
 672         int total_phys_segments;
 673         unsigned int seg_size =
 674                 req->biotail->bi_seg_back_size + next->bio->bi_seg_front_size;
 675
 676         if (req_gap_back_merge(req, next->bio))
 677                 return 0;
 678
 679         /*
 680          * Will it become too large?
 681          */
 682         if ((blk_rq_sectors(req) + blk_rq_sectors(next)) >
 683             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 684                 return 0;
 685
 686         total_phys_segments = req->nr_phys_segments + next->nr_phys_segments;
 687         if (blk_phys_contig_segment(q, req->biotail, next->bio)) {
 688                 if (req->nr_phys_segments == 1)
 689                         req->bio->bi_seg_front_size = seg_size;
 690                 if (next->nr_phys_segments == 1)
 691                         next->biotail->bi_seg_back_size = seg_size;
 692                 total_phys_segments--;
 693         }
 694
 695         if (total_phys_segments > queue_max_segments(q))
 696                 return 0;
 697
 698         if (blk_integrity_merge_rq(q, req, next) == false)
 699                 return 0;
 700
 701         /* Merge is OK... */
 702         req->nr_phys_segments = total_phys_segments;
 703         return 1;
 704 }
 705
 706 /**
 707  * blk_rq_set_mixed_merge - mark a request as mixed merge
 708  * @rq: request to mark as mixed merge
 709  *
 710  * Description:
 711  *     @rq is about to be mixed merged.  Make sure the attributes
 712  *     which can be mixed are set in each bio and mark @rq as mixed
 713  *     merged.
 714  */
 715 void blk_rq_set_mixed_merge(struct request *rq)
 716 {
 717         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
 718         struct bio *bio;
 719
 720         if (rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE)
 721                 return;
 722
 723         /*
 724          * @rq will no longer represent mixable attributes for all the
 725          * contained bios.  It will just track those of the first one.
 726          * Distributes the attributs to each bio.
 727          */
 728         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
 729                 WARN_ON_ONCE((bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) &&
 730                              (bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) != ff);
 731                 bio->bi_opf |= ff;
 732         }
 733         rq->rq_flags |= RQF_MIXED_MERGE;
 734 }
 735
 736 static void blk_account_io_merge(struct request *req)
 737 {
 738         if (blk_do_io_stat(req)) {
 739                 struct hd_struct *part;
 740
 741                 part_stat_lock();
 742                 part = req->part;
 743
 744                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
 745
 746                 hd_struct_put(part);
 747                 part_stat_unlock();
 748         }
 749 }
 750 /*
 751  * Two cases of handling DISCARD merge:
 752  * If max_discard_segments > 1, the driver takes every bio
 753  * as a range and send them to controller together. The ranges
 754  * needn't to be contiguous.
 755  * Otherwise, the bios/requests will be handled as same as
 756  * others which should be contiguous.
 757  */
 758 static inline bool blk_discard_mergable(struct request *req)
 759 {
 760         if (req_op(req) == REQ_OP_DISCARD &&
 761             queue_max_discard_segments(req->q) > 1)
 762                 return true;
 763         return false;
 764 }
 765
 766 static enum elv_merge blk_try_req_merge(struct request *req,
 767                                         struct request *next)
 768 {
 769         if (blk_discard_mergable(req))
 770                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 771         else if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) == blk_rq_pos(next))
 772                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 773
 774         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 775 }
 776
 777 /*
 778  * For non-mq, this has to be called with the request spinlock acquired.
 779  * For mq with scheduling, the appropriate queue wide lock should be held.
 780  */
 781 static struct request *attempt_merge(struct request_queue *q,
 782                                      struct request *req, struct request *next)
 783 {
 784         if (!rq_mergeable(req) || !rq_mergeable(next))
 785                 return NULL;
 786
 787         if (req_op(req) != req_op(next))
 788                 return NULL;
 789
 790         if (rq_data_dir(req) != rq_data_dir(next)
 791             || req->rq_disk != next->rq_disk)
 792                 return NULL;
 793
 794         if (req_op(req) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 795             !blk_write_same_mergeable(req->bio, next->bio))
 796                 return NULL;
 797
 798         /*
 799          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 800          * non-hint IO.
 801          */
 802         if (req->write_hint != next->write_hint)
 803                 return NULL;
 804
 805         if (req->ioprio != next->ioprio)
 806                 return NULL;
 807
 808         /*
 809          * If we are allowed to merge, then append bio list
 810          * from next to rq and release next. merge_requests_fn
 811          * will have updated segment counts, update sector
 812          * counts here. Handle DISCARDs separately, as they
 813          * have separate settings.
 814          */
 815
 816         switch (blk_try_req_merge(req, next)) {
 817         case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
 818                 if (!req_attempt_discard_merge(q, req, next))
 819                         return NULL;
 820                 break;
 821         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
 822                 if (!ll_merge_requests_fn(q, req, next))
 823                         return NULL;
 824                 break;
 825         default:
 826                 return NULL;
 827         }
 828
 829         /*
 830          * If failfast settings disagree or any of the two is already
 831          * a mixed merge, mark both as mixed before proceeding.  This
 832          * makes sure that all involved bios have mixable attributes
 833          * set properly.
 834          */
 835         if (((req->rq_flags | next->rq_flags) & RQF_MIXED_MERGE) ||
 836             (req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) !=
 837             (next->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK)) {
 838                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
 839                 blk_rq_set_mixed_merge(next);
 840         }
 841
 842         /*
 843          * At this point we have either done a back merge or front merge. We
 844          * need the smaller start_time_ns of the merged requests to be the
 845          * current request for accounting purposes.
 846          */
 847         if (next->start_time_ns < req->start_time_ns)
 848                 req->start_time_ns = next->start_time_ns;
 849
 850         req->biotail->bi_next = next->bio;
 851         req->biotail = next->biotail;
 852
 853         req->__data_len += blk_rq_bytes(next);
 854
 855         if (!blk_discard_mergable(req))
 856                 elv_merge_requests(q, req, next);
 857
 858         /*
 859          * 'next' is going away, so update stats accordingly
 860          */
 861         blk_account_io_merge(next);
 862
 863         /*
 864          * ownership of bio passed from next to req, return 'next' for
 865          * the caller to free
 866          */
 867         next->bio = NULL;
 868         return next;
 869 }
 870
 871 struct request *attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 872 {
 873         struct request *next = elv_latter_request(q, rq);
 874
 875         if (next)
 876                 return attempt_merge(q, rq, next);
 877
 878         return NULL;
 879 }
 880
 881 struct request *attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 882 {
 883         struct request *prev = elv_former_request(q, rq);
 884
 885         if (prev)
 886                 return attempt_merge(q, prev, rq);
 887
 888         return NULL;
 889 }
 890
 891 int blk_attempt_req_merge(struct request_queue *q, struct request *rq,
 892                           struct request *next)
 893 {
 894         struct request *free;
 895
 896         free = attempt_merge(q, rq, next);
 897         if (free) {
 898                 blk_put_request(free);
 899                 return 1;
 900         }
 901
 902         return 0;
 903 }
 904
 905 bool blk_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
 906 {
 907         if (!rq_mergeable(rq) || !bio_mergeable(bio))
 908                 return false;
 909
 910         if (req_op(rq) != bio_op(bio))
 911                 return false;
 912
 913         /* different data direction or already started, don't merge */
 914         if (bio_data_dir(bio) != rq_data_dir(rq))
 915                 return false;
 916
 917         /* must be same device */
 918         if (rq->rq_disk != bio->bi_disk)
 919                 return false;
 920
 921         /* only merge integrity protected bio into ditto rq */
 922         if (blk_integrity_merge_bio(rq->q, rq, bio) == false)
 923                 return false;
 924
 925         /* must be using the same buffer */
 926         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 927             !blk_write_same_mergeable(rq->bio, bio))
 928                 return false;
 929
 930         /*
 931          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 932          * non-hint IO.
 933          */
 934         if (rq->write_hint != bio->bi_write_hint)
 935                 return false;
 936
 937         if (rq->ioprio != bio_prio(bio))
 938                 return false;
 939
 940         return true;
 941 }
 942
 943 enum elv_merge blk_try_merge(struct request *rq, struct bio *bio)
 944 {
 945         if (blk_discard_mergable(rq))
 946                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 947         else if (blk_rq_pos(rq) + blk_rq_sectors(rq) == bio->bi_iter.bi_sector)
 948                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 949         else if (blk_rq_pos(rq) - bio_sectors(bio) == bio->bi_iter.bi_sector)
 950                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
 951         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 952 }