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 <= PAGE_SIZE) {
 323                         *nr_segs = 1;
 324                         break;
 325                 }
 326                 split = blk_bio_segment_split(q, *bio, &q->bio_split, nr_segs);
 327                 break;
 328         }
 329
 330         if (split) {
 331                 /* there isn't chance to merge the splitted bio */
 332                 split->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
 333
 334                 /*
 335                  * Since we're recursing into make_request here, ensure
 336                  * that we mark this bio as already having entered the queue.
 337                  * If not, and the queue is going away, we can get stuck
 338                  * forever on waiting for the queue reference to drop. But
 339                  * that will never happen, as we're already holding a
 340                  * reference to it.
 341                  */
 342                 bio_set_flag(*bio, BIO_QUEUE_ENTERED);
 343
 344                 bio_chain(split, *bio);
 345                 trace_block_split(q, split, (*bio)->bi_iter.bi_sector);
 346                 generic_make_request(*bio);
 347                 *bio = split;
 348         }
 349 }
 350
 351 /**
 352  * blk_queue_split - split a bio and submit the second half
 353  * @q:   [in] request queue pointer
 354  * @bio: [in, out] bio to be split
 355  *
 356  * Split a bio into two bios, chains the two bios, submit the second half and
 357  * store a pointer to the first half in *@bio. Since this function may allocate
 358  * a new bio from @q->bio_split, it is the responsibility of the caller to
 359  * ensure that @q is only released after processing of the split bio has
 360  * finished.
 361  */
 362 void blk_queue_split(struct request_queue *q, struct bio **bio)
 363 {
 364         unsigned int nr_segs;
 365
 366         __blk_queue_split(q, bio, &nr_segs);
 367 }
 368 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_split);
 369
 370 unsigned int blk_recalc_rq_segments(struct request *rq)
 371 {
 372         unsigned int nr_phys_segs = 0;
 373         unsigned int nr_sectors = 0;
 374         struct req_iterator iter;
 375         struct bio_vec bv;
 376
 377         if (!rq->bio)
 378                 return 0;
 379
 380         switch (bio_op(rq->bio)) {
 381         case REQ_OP_DISCARD:
 382         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 383         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 384                 return 0;
 385         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 386                 return 1;
 387         }
 388
 389         rq_for_each_bvec(bv, rq, iter)
 390                 bvec_split_segs(rq->q, &bv, &nr_phys_segs, &nr_sectors,
 391                                 UINT_MAX, UINT_MAX);
 392         return nr_phys_segs;
 393 }
 394
 395 static inline struct scatterlist *blk_next_sg(struct scatterlist **sg,
 396                 struct scatterlist *sglist)
 397 {
 398         if (!*sg)
 399                 return sglist;
 400
 401         /*
 402          * If the driver previously mapped a shorter list, we could see a
 403          * termination bit prematurely unless it fully inits the sg table
 404          * on each mapping. We KNOW that there must be more entries here
 405          * or the driver would be buggy, so force clear the termination bit
 406          * to avoid doing a full sg_init_table() in drivers for each command.
 407          */
 408         sg_unmark_end(*sg);
 409         return sg_next(*sg);
 410 }
 411
 412 static unsigned blk_bvec_map_sg(struct request_queue *q,
 413                 struct bio_vec *bvec, struct scatterlist *sglist,
 414                 struct scatterlist **sg)
 415 {
 416         unsigned nbytes = bvec->bv_len;
 417         unsigned nsegs = 0, total = 0;
 418
 419         while (nbytes > 0) {
 420                 unsigned offset = bvec->bv_offset + total;
 421                 unsigned len = min(get_max_segment_size(q, offset), nbytes);
 422                 struct page *page = bvec->bv_page;
 423
 424                 /*
 425                  * Unfortunately a fair number of drivers barf on scatterlists
 426                  * that have an offset larger than PAGE_SIZE, despite other
 427                  * subsystems dealing with that invariant just fine.  For now
 428                  * stick to the legacy format where we never present those from
 429                  * the block layer, but the code below should be removed once
 430                  * these offenders (mostly MMC/SD drivers) are fixed.
 431                  */
 432                 page += (offset >> PAGE_SHIFT);
 433                 offset &= ~PAGE_MASK;
 434
 435                 *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 436                 sg_set_page(*sg, page, len, offset);
 437
 438                 total += len;
 439                 nbytes -= len;
 440                 nsegs++;
 441         }
 442
 443         return nsegs;
 444 }
 445
 446 static inline int __blk_bvec_map_sg(struct bio_vec bv,
 447                 struct scatterlist *sglist, struct scatterlist **sg)
 448 {
 449         *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 450         sg_set_page(*sg, bv.bv_page, bv.bv_len, bv.bv_offset);
 451         return 1;
 452 }
 453
 454 /* only try to merge bvecs into one sg if they are from two bios */
 455 static inline bool
 456 __blk_segment_map_sg_merge(struct request_queue *q, struct bio_vec *bvec,
 457                            struct bio_vec *bvprv, struct scatterlist **sg)
 458 {
 459
 460         int nbytes = bvec->bv_len;
 461
 462         if (!*sg)
 463                 return false;
 464
 465         if ((*sg)->length + nbytes > queue_max_segment_size(q))
 466                 return false;
 467
 468         if (!biovec_phys_mergeable(q, bvprv, bvec))
 469                 return false;
 470
 471         (*sg)->length += nbytes;
 472
 473         return true;
 474 }
 475
 476 static int __blk_bios_map_sg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 477                              struct scatterlist *sglist,
 478                              struct scatterlist **sg)
 479 {
 480         struct bio_vec uninitialized_var(bvec), bvprv = { NULL };
 481         struct bvec_iter iter;
 482         int nsegs = 0;
 483         bool new_bio = false;
 484
 485         for_each_bio(bio) {
 486                 bio_for_each_bvec(bvec, bio, iter) {
 487                         /*
 488                          * Only try to merge bvecs from two bios given we
 489                          * have done bio internal merge when adding pages
 490                          * to bio
 491                          */
 492                         if (new_bio &&
 493                             __blk_segment_map_sg_merge(q, &bvec, &bvprv, sg))
 494                                 goto next_bvec;
 495
 496                         if (bvec.bv_offset + bvec.bv_len <= PAGE_SIZE)
 497                                 nsegs += __blk_bvec_map_sg(bvec, sglist, sg);
 498                         else
 499                                 nsegs += blk_bvec_map_sg(q, &bvec, sglist, sg);
 500  next_bvec:
 501                         new_bio = false;
 502                 }
 503                 if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
 504                         bvprv = bvec;
 505                         new_bio = true;
 506                 }
 507         }
 508
 509         return nsegs;
 510 }
 511
 512 /*
 513  * map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 514  * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries
 515  */
 516 int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
 517                   struct scatterlist *sglist)
 518 {
 519         struct scatterlist *sg = NULL;
 520         int nsegs = 0;
 521
 522         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 523                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(rq->special_vec, sglist, &sg);
 524         else if (rq->bio && bio_op(rq->bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
 525                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(bio_iovec(rq->bio), sglist, &sg);
 526         else if (rq->bio)
 527                 nsegs = __blk_bios_map_sg(q, rq->bio, sglist, &sg);
 528
 529         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_COPY_USER) &&
 530             (blk_rq_bytes(rq) & q->dma_pad_mask)) {
 531                 unsigned int pad_len =
 532                         (q->dma_pad_mask & ~blk_rq_bytes(rq)) + 1;
 533
 534                 sg->length += pad_len;
 535                 rq->extra_len += pad_len;
 536         }
 537
 538         if (q->dma_drain_size && q->dma_drain_needed(rq)) {
 539                 if (op_is_write(req_op(rq)))
 540                         memset(q->dma_drain_buffer, 0, q->dma_drain_size);
 541
 542                 sg_unmark_end(sg);
 543                 sg = sg_next(sg);
 544                 sg_set_page(sg, virt_to_page(q->dma_drain_buffer),
 545                             q->dma_drain_size,
 546                             ((unsigned long)q->dma_drain_buffer) &
 547                             (PAGE_SIZE - 1));
 548                 nsegs++;
 549                 rq->extra_len += q->dma_drain_size;
 550         }
 551
 552         if (sg)
 553                 sg_mark_end(sg);
 554
 555         /*
 556          * Something must have been wrong if the figured number of
 557          * segment is bigger than number of req's physical segments
 558          */
 559         WARN_ON(nsegs > blk_rq_nr_phys_segments(rq));
 560
 561         return nsegs;
 562 }
 563 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_map_sg);
 564
 565 static inline int ll_new_hw_segment(struct request *req, struct bio *bio,
 566                 unsigned int nr_phys_segs)
 567 {
 568         if (req->nr_phys_segments + nr_phys_segs > queue_max_segments(req->q))
 569                 goto no_merge;
 570
 571         if (blk_integrity_merge_bio(req->q, req, bio) == false)
 572                 goto no_merge;
 573
 574         /*
 575          * This will form the start of a new hw segment.  Bump both
 576          * counters.
 577          */
 578         req->nr_phys_segments += nr_phys_segs;
 579         return 1;
 580
 581 no_merge:
 582         req_set_nomerge(req->q, req);
 583         return 0;
 584 }
 585
 586 int ll_back_merge_fn(struct request *req, struct bio *bio, unsigned int nr_segs)
 587 {
 588         if (req_gap_back_merge(req, bio))
 589                 return 0;
 590         if (blk_integrity_rq(req) &&
 591             integrity_req_gap_back_merge(req, bio))
 592                 return 0;
 593         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 594             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req))) {
 595                 req_set_nomerge(req->q, req);
 596                 return 0;
 597         }
 598
 599         return ll_new_hw_segment(req, bio, nr_segs);
 600 }
 601
 602 int ll_front_merge_fn(struct request *req, struct bio *bio, unsigned int nr_segs)
 603 {
 604         if (req_gap_front_merge(req, bio))
 605                 return 0;
 606         if (blk_integrity_rq(req) &&
 607             integrity_req_gap_front_merge(req, bio))
 608                 return 0;
 609         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 610             blk_rq_get_max_sectors(req, bio->bi_iter.bi_sector)) {
 611                 req_set_nomerge(req->q, req);
 612                 return 0;
 613         }
 614
 615         return ll_new_hw_segment(req, bio, nr_segs);
 616 }
 617
 618 static bool req_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
 619                 struct request *next)
 620 {
 621         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
 622
 623         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
 624                 goto no_merge;
 625         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(next->bio) >
 626             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 627                 goto no_merge;
 628
 629         req->nr_phys_segments = segments + blk_rq_nr_discard_segments(next);
 630         return true;
 631 no_merge:
 632         req_set_nomerge(q, req);
 633         return false;
 634 }
 635
 636 static int ll_merge_requests_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 637                                 struct request *next)
 638 {
 639         int total_phys_segments;
 640
 641         if (req_gap_back_merge(req, next->bio))
 642                 return 0;
 643
 644         /*
 645          * Will it become too large?
 646          */
 647         if ((blk_rq_sectors(req) + blk_rq_sectors(next)) >
 648             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 649                 return 0;
 650
 651         total_phys_segments = req->nr_phys_segments + next->nr_phys_segments;
 652         if (total_phys_segments > queue_max_segments(q))
 653                 return 0;
 654
 655         if (blk_integrity_merge_rq(q, req, next) == false)
 656                 return 0;
 657
 658         /* Merge is OK... */
 659         req->nr_phys_segments = total_phys_segments;
 660         return 1;
 661 }
 662
 663 /**
 664  * blk_rq_set_mixed_merge - mark a request as mixed merge
 665  * @rq: request to mark as mixed merge
 666  *
 667  * Description:
 668  *     @rq is about to be mixed merged.  Make sure the attributes
 669  *     which can be mixed are set in each bio and mark @rq as mixed
 670  *     merged.
 671  */
 672 void blk_rq_set_mixed_merge(struct request *rq)
 673 {
 674         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
 675         struct bio *bio;
 676
 677         if (rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE)
 678                 return;
 679
 680         /*
 681          * @rq will no longer represent mixable attributes for all the
 682          * contained bios.  It will just track those of the first one.
 683          * Distributes the attributs to each bio.
 684          */
 685         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
 686                 WARN_ON_ONCE((bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) &&
 687                              (bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) != ff);
 688                 bio->bi_opf |= ff;
 689         }
 690         rq->rq_flags |= RQF_MIXED_MERGE;
 691 }
 692
 693 static void blk_account_io_merge(struct request *req)
 694 {
 695         if (blk_do_io_stat(req)) {
 696                 struct hd_struct *part;
 697
 698                 part_stat_lock();
 699                 part = req->part;
 700
 701                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
 702
 703                 hd_struct_put(part);
 704                 part_stat_unlock();
 705         }
 706 }
 707 /*
 708  * Two cases of handling DISCARD merge:
 709  * If max_discard_segments > 1, the driver takes every bio
 710  * as a range and send them to controller together. The ranges
 711  * needn't to be contiguous.
 712  * Otherwise, the bios/requests will be handled as same as
 713  * others which should be contiguous.
 714  */
 715 static inline bool blk_discard_mergable(struct request *req)
 716 {
 717         if (req_op(req) == REQ_OP_DISCARD &&
 718             queue_max_discard_segments(req->q) > 1)
 719                 return true;
 720         return false;
 721 }
 722
 723 static enum elv_merge blk_try_req_merge(struct request *req,
 724                                         struct request *next)
 725 {
 726         if (blk_discard_mergable(req))
 727                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 728         else if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) == blk_rq_pos(next))
 729                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 730
 731         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 732 }
 733
 734 /*
 735  * For non-mq, this has to be called with the request spinlock acquired.
 736  * For mq with scheduling, the appropriate queue wide lock should be held.
 737  */
 738 static struct request *attempt_merge(struct request_queue *q,
 739                                      struct request *req, struct request *next)
 740 {
 741         if (!rq_mergeable(req) || !rq_mergeable(next))
 742                 return NULL;
 743
 744         if (req_op(req) != req_op(next))
 745                 return NULL;
 746
 747         if (rq_data_dir(req) != rq_data_dir(next)
 748             || req->rq_disk != next->rq_disk)
 749                 return NULL;
 750
 751         if (req_op(req) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 752             !blk_write_same_mergeable(req->bio, next->bio))
 753                 return NULL;
 754
 755         /*
 756          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 757          * non-hint IO.
 758          */
 759         if (req->write_hint != next->write_hint)
 760                 return NULL;
 761
 762         if (req->ioprio != next->ioprio)
 763                 return NULL;
 764
 765         /*
 766          * If we are allowed to merge, then append bio list
 767          * from next to rq and release next. merge_requests_fn
 768          * will have updated segment counts, update sector
 769          * counts here. Handle DISCARDs separately, as they
 770          * have separate settings.
 771          */
 772
 773         switch (blk_try_req_merge(req, next)) {
 774         case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
 775                 if (!req_attempt_discard_merge(q, req, next))
 776                         return NULL;
 777                 break;
 778         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
 779                 if (!ll_merge_requests_fn(q, req, next))
 780                         return NULL;
 781                 break;
 782         default:
 783                 return NULL;
 784         }
 785
 786         /*
 787          * If failfast settings disagree or any of the two is already
 788          * a mixed merge, mark both as mixed before proceeding.  This
 789          * makes sure that all involved bios have mixable attributes
 790          * set properly.
 791          */
 792         if (((req->rq_flags | next->rq_flags) & RQF_MIXED_MERGE) ||
 793             (req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) !=
 794             (next->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK)) {
 795                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
 796                 blk_rq_set_mixed_merge(next);
 797         }
 798
 799         /*
 800          * At this point we have either done a back merge or front merge. We
 801          * need the smaller start_time_ns of the merged requests to be the
 802          * current request for accounting purposes.
 803          */
 804         if (next->start_time_ns < req->start_time_ns)
 805                 req->start_time_ns = next->start_time_ns;
 806
 807         req->biotail->bi_next = next->bio;
 808         req->biotail = next->biotail;
 809
 810         req->__data_len += blk_rq_bytes(next);
 811
 812         if (!blk_discard_mergable(req))
 813                 elv_merge_requests(q, req, next);
 814
 815         /*
 816          * 'next' is going away, so update stats accordingly
 817          */
 818         blk_account_io_merge(next);
 819
 820         /*
 821          * ownership of bio passed from next to req, return 'next' for
 822          * the caller to free
 823          */
 824         next->bio = NULL;
 825         return next;
 826 }
 827
 828 struct request *attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 829 {
 830         struct request *next = elv_latter_request(q, rq);
 831
 832         if (next)
 833                 return attempt_merge(q, rq, next);
 834
 835         return NULL;
 836 }
 837
 838 struct request *attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 839 {
 840         struct request *prev = elv_former_request(q, rq);
 841
 842         if (prev)
 843                 return attempt_merge(q, prev, rq);
 844
 845         return NULL;
 846 }
 847
 848 int blk_attempt_req_merge(struct request_queue *q, struct request *rq,
 849                           struct request *next)
 850 {
 851         struct request *free;
 852
 853         free = attempt_merge(q, rq, next);
 854         if (free) {
 855                 blk_put_request(free);
 856                 return 1;
 857         }
 858
 859         return 0;
 860 }
 861
 862 bool blk_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
 863 {
 864         if (!rq_mergeable(rq) || !bio_mergeable(bio))
 865                 return false;
 866
 867         if (req_op(rq) != bio_op(bio))
 868                 return false;
 869
 870         /* different data direction or already started, don't merge */
 871         if (bio_data_dir(bio) != rq_data_dir(rq))
 872                 return false;
 873
 874         /* must be same device */
 875         if (rq->rq_disk != bio->bi_disk)
 876                 return false;
 877
 878         /* only merge integrity protected bio into ditto rq */
 879         if (blk_integrity_merge_bio(rq->q, rq, bio) == false)
 880                 return false;
 881
 882         /* must be using the same buffer */
 883         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 884             !blk_write_same_mergeable(rq->bio, bio))
 885                 return false;
 886
 887         /*
 888          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 889          * non-hint IO.
 890          */
 891         if (rq->write_hint != bio->bi_write_hint)
 892                 return false;
 893
 894         if (rq->ioprio != bio_prio(bio))
 895                 return false;
 896
 897         return true;
 898 }
 899
 900 enum elv_merge blk_try_merge(struct request *rq, struct bio *bio)
 901 {
 902         if (blk_discard_mergable(rq))
 903                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 904         else if (blk_rq_pos(rq) + blk_rq_sectors(rq) == bio->bi_iter.bi_sector)
 905                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 906         else if (blk_rq_pos(rq) - bio_sectors(bio) == bio->bi_iter.bi_sector)
 907                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
 908         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 909 }