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