include/linux/blkdev.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _LINUX_BLKDEV_H
   3 #define _LINUX_BLKDEV_H
   4
   5 #include <linux/sched.h>
   6 #include <linux/sched/clock.h>
   7
   8 #ifdef CONFIG_BLOCK
   9
  10 #include <linux/major.h>
  11 #include <linux/genhd.h>
  12 #include <linux/list.h>
  13 #include <linux/llist.h>
  14 #include <linux/timer.h>
  15 #include <linux/workqueue.h>
  16 #include <linux/pagemap.h>
  17 #include <linux/backing-dev-defs.h>
  18 #include <linux/wait.h>
  19 #include <linux/mempool.h>
  20 #include <linux/pfn.h>
  21 #include <linux/bio.h>
  22 #include <linux/stringify.h>
  23 #include <linux/gfp.h>
  24 #include <linux/bsg.h>
  25 #include <linux/smp.h>
  26 #include <linux/rcupdate.h>
  27 #include <linux/percpu-refcount.h>
  28 #include <linux/scatterlist.h>
  29 #include <linux/blkzoned.h>
  30
  31 struct module;
  32 struct scsi_ioctl_command;
  33
  34 struct request_queue;
  35 struct elevator_queue;
  36 struct blk_trace;
  37 struct request;
  38 struct sg_io_hdr;
  39 struct bsg_job;
  40 struct blkcg_gq;
  41 struct blk_flush_queue;
  42 struct pr_ops;
  43 struct rq_qos;
  44 struct blk_queue_stats;
  45 struct blk_stat_callback;
  46
  47 #define BLKDEV_MIN_RQ   4
  48 #define BLKDEV_MAX_RQ   128     /* Default maximum */
  49
  50 /* Must be consistent with blk_mq_poll_stats_bkt() */
  51 #define BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS 16
  52
  53 /* Doing classic polling */
  54 #define BLK_MQ_POLL_CLASSIC -1
  55
  56 /*
  57  * Maximum number of blkcg policies allowed to be registered concurrently.
  58  * Defined here to simplify include dependency.
  59  */
  60 #define BLKCG_MAX_POLS          5
  61
  62 typedef void (rq_end_io_fn)(struct request *, blk_status_t);
  63
  64 /*
  65  * request flags */
  66 typedef __u32 __bitwise req_flags_t;
  67
  68 /* elevator knows about this request */
  69 #define RQF_SORTED              ((__force req_flags_t)(1 << 0))
  70 /* drive already may have started this one */
  71 #define RQF_STARTED             ((__force req_flags_t)(1 << 1))
  72 /* may not be passed by ioscheduler */
  73 #define RQF_SOFTBARRIER         ((__force req_flags_t)(1 << 3))
  74 /* request for flush sequence */
  75 #define RQF_FLUSH_SEQ           ((__force req_flags_t)(1 << 4))
  76 /* merge of different types, fail separately */
  77 #define RQF_MIXED_MERGE         ((__force req_flags_t)(1 << 5))
  78 /* track inflight for MQ */
  79 #define RQF_MQ_INFLIGHT         ((__force req_flags_t)(1 << 6))
  80 /* don't call prep for this one */
  81 #define RQF_DONTPREP            ((__force req_flags_t)(1 << 7))
  82 /* set for "ide_preempt" requests and also for requests for which the SCSI
  83    "quiesce" state must be ignored. */
  84 #define RQF_PREEMPT             ((__force req_flags_t)(1 << 8))
  85 /* contains copies of user pages */
  86 #define RQF_COPY_USER           ((__force req_flags_t)(1 << 9))
  87 /* vaguely specified driver internal error.  Ignored by the block layer */
  88 #define RQF_FAILED              ((__force req_flags_t)(1 << 10))
  89 /* don't warn about errors */
  90 #define RQF_QUIET               ((__force req_flags_t)(1 << 11))
  91 /* elevator private data attached */
  92 #define RQF_ELVPRIV             ((__force req_flags_t)(1 << 12))
  93 /* account into disk and partition IO statistics */
  94 #define RQF_IO_STAT             ((__force req_flags_t)(1 << 13))
  95 /* request came from our alloc pool */
  96 #define RQF_ALLOCED             ((__force req_flags_t)(1 << 14))
  97 /* runtime pm request */
  98 #define RQF_PM                  ((__force req_flags_t)(1 << 15))
  99 /* on IO scheduler merge hash */
 100 #define RQF_HASHED              ((__force req_flags_t)(1 << 16))
 101 /* track IO completion time */
 102 #define RQF_STATS               ((__force req_flags_t)(1 << 17))
 103 /* Look at ->special_vec for the actual data payload instead of the
 104    bio chain. */
 105 #define RQF_SPECIAL_PAYLOAD     ((__force req_flags_t)(1 << 18))
 106 /* The per-zone write lock is held for this request */
 107 #define RQF_ZONE_WRITE_LOCKED   ((__force req_flags_t)(1 << 19))
 108 /* already slept for hybrid poll */
 109 #define RQF_MQ_POLL_SLEPT       ((__force req_flags_t)(1 << 20))
 110 /* ->timeout has been called, don't expire again */
 111 #define RQF_TIMED_OUT           ((__force req_flags_t)(1 << 21))
 112
 113 /* flags that prevent us from merging requests: */
 114 #define RQF_NOMERGE_FLAGS \
 115         (RQF_STARTED | RQF_SOFTBARRIER | RQF_FLUSH_SEQ | RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 116
 117 /*
 118  * Request state for blk-mq.
 119  */
 120 enum mq_rq_state {
 121         MQ_RQ_IDLE              = 0,
 122         MQ_RQ_IN_FLIGHT         = 1,
 123         MQ_RQ_COMPLETE          = 2,
 124 };
 125
 126 /*
 127  * Try to put the fields that are referenced together in the same cacheline.
 128  *
 129  * If you modify this structure, make sure to update blk_rq_init() and
 130  * especially blk_mq_rq_ctx_init() to take care of the added fields.
 131  */
 132 struct request {
 133         struct request_queue *q;
 134         struct blk_mq_ctx *mq_ctx;
 135         struct blk_mq_hw_ctx *mq_hctx;
 136
 137         unsigned int cmd_flags;         /* op and common flags */
 138         req_flags_t rq_flags;
 139
 140         int tag;
 141         int internal_tag;
 142
 143         /* the following two fields are internal, NEVER access directly */
 144         unsigned int __data_len;        /* total data len */
 145         sector_t __sector;              /* sector cursor */
 146
 147         struct bio *bio;
 148         struct bio *biotail;
 149
 150         struct list_head queuelist;
 151
 152         /*
 153          * The hash is used inside the scheduler, and killed once the
 154          * request reaches the dispatch list. The ipi_list is only used
 155          * to queue the request for softirq completion, which is long
 156          * after the request has been unhashed (and even removed from
 157          * the dispatch list).
 158          */
 159         union {
 160                 struct hlist_node hash; /* merge hash */
 161                 struct list_head ipi_list;
 162         };
 163
 164         /*
 165          * The rb_node is only used inside the io scheduler, requests
 166          * are pruned when moved to the dispatch queue. So let the
 167          * completion_data share space with the rb_node.
 168          */
 169         union {
 170                 struct rb_node rb_node; /* sort/lookup */
 171                 struct bio_vec special_vec;
 172                 void *completion_data;
 173                 int error_count; /* for legacy drivers, don't use */
 174         };
 175
 176         /*
 177          * Three pointers are available for the IO schedulers, if they need
 178          * more they have to dynamically allocate it.  Flush requests are
 179          * never put on the IO scheduler. So let the flush fields share
 180          * space with the elevator data.
 181          */
 182         union {
 183                 struct {
 184                         struct io_cq            *icq;
 185                         void                    *priv[2];
 186                 } elv;
 187
 188                 struct {
 189                         unsigned int            seq;
 190                         struct list_head        list;
 191                         rq_end_io_fn            *saved_end_io;
 192                 } flush;
 193         };
 194
 195         struct gendisk *rq_disk;
 196         struct hd_struct *part;
 197 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
 198         /* Time that the first bio started allocating this request. */
 199         u64 alloc_time_ns;
 200 #endif
 201         /* Time that this request was allocated for this IO. */
 202         u64 start_time_ns;
 203         /* Time that I/O was submitted to the device. */
 204         u64 io_start_time_ns;
 205
 206 #ifdef CONFIG_BLK_WBT
 207         unsigned short wbt_flags;
 208 #endif
 209         /*
 210          * rq sectors used for blk stats. It has the same value
 211          * with blk_rq_sectors(rq), except that it never be zeroed
 212          * by completion.
 213          */
 214         unsigned short stats_sectors;
 215
 216         /*
 217          * Number of scatter-gather DMA addr+len pairs after
 218          * physical address coalescing is performed.
 219          */
 220         unsigned short nr_phys_segments;
 221
 222 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
 223         unsigned short nr_integrity_segments;
 224 #endif
 225
 226         unsigned short write_hint;
 227         unsigned short ioprio;
 228
 229         unsigned int extra_len; /* length of alignment and padding */
 230
 231         enum mq_rq_state state;
 232         refcount_t ref;
 233
 234         unsigned int timeout;
 235         unsigned long deadline;
 236
 237         union {
 238                 struct __call_single_data csd;
 239                 u64 fifo_time;
 240         };
 241
 242         /*
 243          * completion callback.
 244          */
 245         rq_end_io_fn *end_io;
 246         void *end_io_data;
 247 };
 248
 249 static inline bool blk_op_is_scsi(unsigned int op)
 250 {
 251         return op == REQ_OP_SCSI_IN || op == REQ_OP_SCSI_OUT;
 252 }
 253
 254 static inline bool blk_op_is_private(unsigned int op)
 255 {
 256         return op == REQ_OP_DRV_IN || op == REQ_OP_DRV_OUT;
 257 }
 258
 259 static inline bool blk_rq_is_scsi(struct request *rq)
 260 {
 261         return blk_op_is_scsi(req_op(rq));
 262 }
 263
 264 static inline bool blk_rq_is_private(struct request *rq)
 265 {
 266         return blk_op_is_private(req_op(rq));
 267 }
 268
 269 static inline bool blk_rq_is_passthrough(struct request *rq)
 270 {
 271         return blk_rq_is_scsi(rq) || blk_rq_is_private(rq);
 272 }
 273
 274 static inline bool bio_is_passthrough(struct bio *bio)
 275 {
 276         unsigned op = bio_op(bio);
 277
 278         return blk_op_is_scsi(op) || blk_op_is_private(op);
 279 }
 280
 281 static inline unsigned short req_get_ioprio(struct request *req)
 282 {
 283         return req->ioprio;
 284 }
 285
 286 #include <linux/elevator.h>
 287
 288 struct blk_queue_ctx;
 289
 290 typedef blk_qc_t (make_request_fn) (struct request_queue *q, struct bio *bio);
 291
 292 struct bio_vec;
 293 typedef int (dma_drain_needed_fn)(struct request *);
 294
 295 enum blk_eh_timer_return {
 296         BLK_EH_DONE,            /* drivers has completed the command */
 297         BLK_EH_RESET_TIMER,     /* reset timer and try again */
 298 };
 299
 300 enum blk_queue_state {
 301         Queue_down,
 302         Queue_up,
 303 };
 304
 305 #define BLK_TAG_ALLOC_FIFO 0 /* allocate starting from 0 */
 306 #define BLK_TAG_ALLOC_RR 1 /* allocate starting from last allocated tag */
 307
 308 #define BLK_SCSI_MAX_CMDS       (256)
 309 #define BLK_SCSI_CMD_PER_LONG   (BLK_SCSI_MAX_CMDS / (sizeof(long) * 8))
 310
 311 /*
 312  * Zoned block device models (zoned limit).
 313  */
 314 enum blk_zoned_model {
 315         BLK_ZONED_NONE, /* Regular block device */
 316         BLK_ZONED_HA,   /* Host-aware zoned block device */
 317         BLK_ZONED_HM,   /* Host-managed zoned block device */
 318 };
 319
 320 struct queue_limits {
 321         unsigned long           bounce_pfn;
 322         unsigned long           seg_boundary_mask;
 323         unsigned long           virt_boundary_mask;
 324
 325         unsigned int            max_hw_sectors;
 326         unsigned int            max_dev_sectors;
 327         unsigned int            chunk_sectors;
 328         unsigned int            max_sectors;
 329         unsigned int            max_segment_size;
 330         unsigned int            physical_block_size;
 331         unsigned int            alignment_offset;
 332         unsigned int            io_min;
 333         unsigned int            io_opt;
 334         unsigned int            max_discard_sectors;
 335         unsigned int            max_hw_discard_sectors;
 336         unsigned int            max_write_same_sectors;
 337         unsigned int            max_write_zeroes_sectors;
 338         unsigned int            discard_granularity;
 339         unsigned int            discard_alignment;
 340
 341         unsigned short          logical_block_size;
 342         unsigned short          max_segments;
 343         unsigned short          max_integrity_segments;
 344         unsigned short          max_discard_segments;
 345
 346         unsigned char           misaligned;
 347         unsigned char           discard_misaligned;
 348         unsigned char           raid_partial_stripes_expensive;
 349         enum blk_zoned_model    zoned;
 350 };
 351
 352 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 353
 354 /*
 355  * Maximum number of zones to report with a single report zones command.
 356  */
 357 #define BLK_ZONED_REPORT_MAX_ZONES      8192U
 358
 359 extern unsigned int blkdev_nr_zones(struct block_device *bdev);
 360 extern int blkdev_report_zones(struct block_device *bdev,
 361                                sector_t sector, struct blk_zone *zones,
 362                                unsigned int *nr_zones);
 363 extern int blkdev_reset_zones(struct block_device *bdev, sector_t sectors,
 364                               sector_t nr_sectors, gfp_t gfp_mask);
 365 extern int blk_revalidate_disk_zones(struct gendisk *disk);
 366
 367 extern int blkdev_report_zones_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 368                                      unsigned int cmd, unsigned long arg);
 369 extern int blkdev_reset_zones_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 370                                     unsigned int cmd, unsigned long arg);
 371
 372 #else /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 373
 374 static inline unsigned int blkdev_nr_zones(struct block_device *bdev)
 375 {
 376         return 0;
 377 }
 378
 379 static inline int blk_revalidate_disk_zones(struct gendisk *disk)
 380 {
 381         return 0;
 382 }
 383
 384 static inline int blkdev_report_zones_ioctl(struct block_device *bdev,
 385                                             fmode_t mode, unsigned int cmd,
 386                                             unsigned long arg)
 387 {
 388         return -ENOTTY;
 389 }
 390
 391 static inline int blkdev_reset_zones_ioctl(struct block_device *bdev,
 392                                            fmode_t mode, unsigned int cmd,
 393                                            unsigned long arg)
 394 {
 395         return -ENOTTY;
 396 }
 397
 398 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 399
 400 struct request_queue {
 401         struct request          *last_merge;
 402         struct elevator_queue   *elevator;
 403
 404         struct blk_queue_stats  *stats;
 405         struct rq_qos           *rq_qos;
 406
 407         make_request_fn         *make_request_fn;
 408         dma_drain_needed_fn     *dma_drain_needed;
 409
 410         const struct blk_mq_ops *mq_ops;
 411
 412         /* sw queues */
 413         struct blk_mq_ctx __percpu      *queue_ctx;
 414         unsigned int            nr_queues;
 415
 416         unsigned int            queue_depth;
 417
 418         /* hw dispatch queues */
 419         struct blk_mq_hw_ctx    **queue_hw_ctx;
 420         unsigned int            nr_hw_queues;
 421
 422         struct backing_dev_info *backing_dev_info;
 423
 424         /*
 425          * The queue owner gets to use this for whatever they like.
 426          * ll_rw_blk doesn't touch it.
 427          */
 428         void                    *queuedata;
 429
 430         /*
 431          * various queue flags, see QUEUE_* below
 432          */
 433         unsigned long           queue_flags;
 434         /*
 435          * Number of contexts that have called blk_set_pm_only(). If this
 436          * counter is above zero then only RQF_PM and RQF_PREEMPT requests are
 437          * processed.
 438          */
 439         atomic_t                pm_only;
 440
 441         /*
 442          * ida allocated id for this queue.  Used to index queues from
 443          * ioctx.
 444          */
 445         int                     id;
 446
 447         /*
 448          * queue needs bounce pages for pages above this limit
 449          */
 450         gfp_t                   bounce_gfp;
 451
 452         spinlock_t              queue_lock;
 453
 454         /*
 455          * queue kobject
 456          */
 457         struct kobject kobj;
 458
 459         /*
 460          * mq queue kobject
 461          */
 462         struct kobject *mq_kobj;
 463
 464 #ifdef  CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 465         struct blk_integrity integrity;
 466 #endif  /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
 467
 468 #ifdef CONFIG_PM
 469         struct device           *dev;
 470         int                     rpm_status;
 471         unsigned int            nr_pending;
 472 #endif
 473
 474         /*
 475          * queue settings
 476          */
 477         unsigned long           nr_requests;    /* Max # of requests */
 478
 479         unsigned int            dma_drain_size;
 480         void                    *dma_drain_buffer;
 481         unsigned int            dma_pad_mask;
 482         unsigned int            dma_alignment;
 483
 484         unsigned int            rq_timeout;
 485         int                     poll_nsec;
 486
 487         struct blk_stat_callback        *poll_cb;
 488         struct blk_rq_stat      poll_stat[BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS];
 489
 490         struct timer_list       timeout;
 491         struct work_struct      timeout_work;
 492
 493         struct list_head        icq_list;
 494 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
 495         DECLARE_BITMAP          (blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS);
 496         struct blkcg_gq         *root_blkg;
 497         struct list_head        blkg_list;
 498 #endif
 499
 500         struct queue_limits     limits;
 501
 502         unsigned int            required_elevator_features;
 503
 504 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 505         /*
 506          * Zoned block device information for request dispatch control.
 507          * nr_zones is the total number of zones of the device. This is always
 508          * 0 for regular block devices. seq_zones_bitmap is a bitmap of nr_zones
 509          * bits which indicates if a zone is conventional (bit clear) or
 510          * sequential (bit set). seq_zones_wlock is a bitmap of nr_zones
 511          * bits which indicates if a zone is write locked, that is, if a write
 512          * request targeting the zone was dispatched. All three fields are
 513          * initialized by the low level device driver (e.g. scsi/sd.c).
 514          * Stacking drivers (device mappers) may or may not initialize
 515          * these fields.
 516          *
 517          * Reads of this information must be protected with blk_queue_enter() /
 518          * blk_queue_exit(). Modifying this information is only allowed while
 519          * no requests are being processed. See also blk_mq_freeze_queue() and
 520          * blk_mq_unfreeze_queue().
 521          */
 522         unsigned int            nr_zones;
 523         unsigned long           *seq_zones_bitmap;
 524         unsigned long           *seq_zones_wlock;
 525 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 526
 527         /*
 528          * sg stuff
 529          */
 530         unsigned int            sg_timeout;
 531         unsigned int            sg_reserved_size;
 532         int                     node;
 533 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
 534         struct blk_trace        *blk_trace;
 535         struct mutex            blk_trace_mutex;
 536 #endif
 537         /*
 538          * for flush operations
 539          */
 540         struct blk_flush_queue  *fq;
 541
 542         struct list_head        requeue_list;
 543         spinlock_t              requeue_lock;
 544         struct delayed_work     requeue_work;
 545
 546         struct mutex            sysfs_lock;
 547         struct mutex            sysfs_dir_lock;
 548
 549         /*
 550          * for reusing dead hctx instance in case of updating
 551          * nr_hw_queues
 552          */
 553         struct list_head        unused_hctx_list;
 554         spinlock_t              unused_hctx_lock;
 555
 556         int                     mq_freeze_depth;
 557
 558 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_BSG)
 559         struct bsg_class_device bsg_dev;
 560 #endif
 561
 562 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING
 563         /* Throttle data */
 564         struct throtl_data *td;
 565 #endif
 566         struct rcu_head         rcu_head;
 567         wait_queue_head_t       mq_freeze_wq;
 568         /*
 569          * Protect concurrent access to q_usage_counter by
 570          * percpu_ref_kill() and percpu_ref_reinit().
 571          */
 572         struct mutex            mq_freeze_lock;
 573         struct percpu_ref       q_usage_counter;
 574
 575         struct blk_mq_tag_set   *tag_set;
 576         struct list_head        tag_set_list;
 577         struct bio_set          bio_split;
 578
 579 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 580         struct dentry           *debugfs_dir;
 581         struct dentry           *sched_debugfs_dir;
 582         struct dentry           *rqos_debugfs_dir;
 583 #endif
 584
 585         bool                    mq_sysfs_init_done;
 586
 587         size_t                  cmd_size;
 588
 589         struct work_struct      release_work;
 590
 591 #define BLK_MAX_WRITE_HINTS     5
 592         u64                     write_hints[BLK_MAX_WRITE_HINTS];
 593 };
 594
 595 #define QUEUE_FLAG_STOPPED      0       /* queue is stopped */
 596 #define QUEUE_FLAG_DYING        1       /* queue being torn down */
 597 #define QUEUE_FLAG_NOMERGES     3       /* disable merge attempts */
 598 #define QUEUE_FLAG_SAME_COMP    4       /* complete on same CPU-group */
 599 #define QUEUE_FLAG_FAIL_IO      5       /* fake timeout */
 600 #define QUEUE_FLAG_NONROT       6       /* non-rotational device (SSD) */
 601 #define QUEUE_FLAG_VIRT         QUEUE_FLAG_NONROT /* paravirt device */
 602 #define QUEUE_FLAG_IO_STAT      7       /* do disk/partitions IO accounting */
 603 #define QUEUE_FLAG_DISCARD      8       /* supports DISCARD */
 604 #define QUEUE_FLAG_NOXMERGES    9       /* No extended merges */
 605 #define QUEUE_FLAG_ADD_RANDOM   10      /* Contributes to random pool */
 606 #define QUEUE_FLAG_SECERASE     11      /* supports secure erase */
 607 #define QUEUE_FLAG_SAME_FORCE   12      /* force complete on same CPU */
 608 #define QUEUE_FLAG_DEAD         13      /* queue tear-down finished */
 609 #define QUEUE_FLAG_INIT_DONE    14      /* queue is initialized */
 610 #define QUEUE_FLAG_POLL         16      /* IO polling enabled if set */
 611 #define QUEUE_FLAG_WC           17      /* Write back caching */
 612 #define QUEUE_FLAG_FUA          18      /* device supports FUA writes */
 613 #define QUEUE_FLAG_DAX          19      /* device supports DAX */
 614 #define QUEUE_FLAG_STATS        20      /* track IO start and completion times */
 615 #define QUEUE_FLAG_POLL_STATS   21      /* collecting stats for hybrid polling */
 616 #define QUEUE_FLAG_REGISTERED   22      /* queue has been registered to a disk */
 617 #define QUEUE_FLAG_SCSI_PASSTHROUGH 23  /* queue supports SCSI commands */
 618 #define QUEUE_FLAG_QUIESCED     24      /* queue has been quiesced */
 619 #define QUEUE_FLAG_PCI_P2PDMA   25      /* device supports PCI p2p requests */
 620 #define QUEUE_FLAG_ZONE_RESETALL 26     /* supports Zone Reset All */
 621 #define QUEUE_FLAG_RQ_ALLOC_TIME 27     /* record rq->alloc_time_ns */
 622
 623 #define QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT   ((1 << QUEUE_FLAG_IO_STAT) |            \
 624                                  (1 << QUEUE_FLAG_SAME_COMP))
 625
 626 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q);
 627 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q);
 628 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q);
 629
 630 #define blk_queue_stopped(q)    test_bit(QUEUE_FLAG_STOPPED, &(q)->queue_flags)
 631 #define blk_queue_dying(q)      test_bit(QUEUE_FLAG_DYING, &(q)->queue_flags)
 632 #define blk_queue_dead(q)       test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &(q)->queue_flags)
 633 #define blk_queue_init_done(q)  test_bit(QUEUE_FLAG_INIT_DONE, &(q)->queue_flags)
 634 #define blk_queue_nomerges(q)   test_bit(QUEUE_FLAG_NOMERGES, &(q)->queue_flags)
 635 #define blk_queue_noxmerges(q)  \
 636         test_bit(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, &(q)->queue_flags)
 637 #define blk_queue_nonrot(q)     test_bit(QUEUE_FLAG_NONROT, &(q)->queue_flags)
 638 #define blk_queue_io_stat(q)    test_bit(QUEUE_FLAG_IO_STAT, &(q)->queue_flags)
 639 #define blk_queue_add_random(q) test_bit(QUEUE_FLAG_ADD_RANDOM, &(q)->queue_flags)
 640 #define blk_queue_discard(q)    test_bit(QUEUE_FLAG_DISCARD, &(q)->queue_flags)
 641 #define blk_queue_zone_resetall(q)      \
 642         test_bit(QUEUE_FLAG_ZONE_RESETALL, &(q)->queue_flags)
 643 #define blk_queue_secure_erase(q) \
 644         (test_bit(QUEUE_FLAG_SECERASE, &(q)->queue_flags))
 645 #define blk_queue_dax(q)        test_bit(QUEUE_FLAG_DAX, &(q)->queue_flags)
 646 #define blk_queue_scsi_passthrough(q)   \
 647         test_bit(QUEUE_FLAG_SCSI_PASSTHROUGH, &(q)->queue_flags)
 648 #define blk_queue_pci_p2pdma(q) \
 649         test_bit(QUEUE_FLAG_PCI_P2PDMA, &(q)->queue_flags)
 650 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
 651 #define blk_queue_rq_alloc_time(q)      \
 652         test_bit(QUEUE_FLAG_RQ_ALLOC_TIME, &(q)->queue_flags)
 653 #else
 654 #define blk_queue_rq_alloc_time(q)      false
 655 #endif
 656
 657 #define blk_noretry_request(rq) \
 658         ((rq)->cmd_flags & (REQ_FAILFAST_DEV|REQ_FAILFAST_TRANSPORT| \
 659                              REQ_FAILFAST_DRIVER))
 660 #define blk_queue_quiesced(q)   test_bit(QUEUE_FLAG_QUIESCED, &(q)->queue_flags)
 661 #define blk_queue_pm_only(q)    atomic_read(&(q)->pm_only)
 662 #define blk_queue_fua(q)        test_bit(QUEUE_FLAG_FUA, &(q)->queue_flags)
 663 #define blk_queue_registered(q) test_bit(QUEUE_FLAG_REGISTERED, &(q)->queue_flags)
 664
 665 extern void blk_set_pm_only(struct request_queue *q);
 666 extern void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q);
 667
 668 static inline bool blk_account_rq(struct request *rq)
 669 {
 670         return (rq->rq_flags & RQF_STARTED) && !blk_rq_is_passthrough(rq);
 671 }
 672
 673 #define list_entry_rq(ptr)      list_entry((ptr), struct request, queuelist)
 674
 675 #define rq_data_dir(rq)         (op_is_write(req_op(rq)) ? WRITE : READ)
 676
 677 #define rq_dma_dir(rq) \
 678         (op_is_write(req_op(rq)) ? DMA_TO_DEVICE : DMA_FROM_DEVICE)
 679
 680 #define dma_map_bvec(dev, bv, dir, attrs) \
 681         dma_map_page_attrs(dev, (bv)->bv_page, (bv)->bv_offset, (bv)->bv_len, \
 682         (dir), (attrs))
 683
 684 static inline bool queue_is_mq(struct request_queue *q)
 685 {
 686         return q->mq_ops;
 687 }
 688
 689 static inline enum blk_zoned_model
 690 blk_queue_zoned_model(struct request_queue *q)
 691 {
 692         return q->limits.zoned;
 693 }
 694
 695 static inline bool blk_queue_is_zoned(struct request_queue *q)
 696 {
 697         switch (blk_queue_zoned_model(q)) {
 698         case BLK_ZONED_HA:
 699         case BLK_ZONED_HM:
 700                 return true;
 701         default:
 702                 return false;
 703         }
 704 }
 705
 706 static inline sector_t blk_queue_zone_sectors(struct request_queue *q)
 707 {
 708         return blk_queue_is_zoned(q) ? q->limits.chunk_sectors : 0;
 709 }
 710
 711 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 712 static inline unsigned int blk_queue_nr_zones(struct request_queue *q)
 713 {
 714         return blk_queue_is_zoned(q) ? q->nr_zones : 0;
 715 }
 716
 717 static inline unsigned int blk_queue_zone_no(struct request_queue *q,
 718                                              sector_t sector)
 719 {
 720         if (!blk_queue_is_zoned(q))
 721                 return 0;
 722         return sector >> ilog2(q->limits.chunk_sectors);
 723 }
 724
 725 static inline bool blk_queue_zone_is_seq(struct request_queue *q,
 726                                          sector_t sector)
 727 {
 728         if (!blk_queue_is_zoned(q) || !q->seq_zones_bitmap)
 729                 return false;
 730         return test_bit(blk_queue_zone_no(q, sector), q->seq_zones_bitmap);
 731 }
 732 #else /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 733 static inline unsigned int blk_queue_nr_zones(struct request_queue *q)
 734 {
 735         return 0;
 736 }
 737 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 738
 739 static inline bool rq_is_sync(struct request *rq)
 740 {
 741         return op_is_sync(rq->cmd_flags);
 742 }
 743
 744 static inline bool rq_mergeable(struct request *rq)
 745 {
 746         if (blk_rq_is_passthrough(rq))
 747                 return false;
 748
 749         if (req_op(rq) == REQ_OP_FLUSH)
 750                 return false;
 751
 752         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
 753                 return false;
 754
 755         if (rq->cmd_flags & REQ_NOMERGE_FLAGS)
 756                 return false;
 757         if (rq->rq_flags & RQF_NOMERGE_FLAGS)
 758                 return false;
 759
 760         return true;
 761 }
 762
 763 static inline bool blk_write_same_mergeable(struct bio *a, struct bio *b)
 764 {
 765         if (bio_page(a) == bio_page(b) &&
 766             bio_offset(a) == bio_offset(b))
 767                 return true;
 768
 769         return false;
 770 }
 771
 772 static inline unsigned int blk_queue_depth(struct request_queue *q)
 773 {
 774         if (q->queue_depth)
 775                 return q->queue_depth;
 776
 777         return q->nr_requests;
 778 }
 779
 780 extern unsigned long blk_max_low_pfn, blk_max_pfn;
 781
 782 /*
 783  * standard bounce addresses:
 784  *
 785  * BLK_BOUNCE_HIGH      : bounce all highmem pages
 786  * BLK_BOUNCE_ANY       : don't bounce anything
 787  * BLK_BOUNCE_ISA       : bounce pages above ISA DMA boundary
 788  */
 789
 790 #if BITS_PER_LONG == 32
 791 #define BLK_BOUNCE_HIGH         ((u64)blk_max_low_pfn << PAGE_SHIFT)
 792 #else
 793 #define BLK_BOUNCE_HIGH         -1ULL
 794 #endif
 795 #define BLK_BOUNCE_ANY          (-1ULL)
 796 #define BLK_BOUNCE_ISA          (DMA_BIT_MASK(24))
 797
 798 /*
 799  * default timeout for SG_IO if none specified
 800  */
 801 #define BLK_DEFAULT_SG_TIMEOUT  (60 * HZ)
 802 #define BLK_MIN_SG_TIMEOUT      (7 * HZ)
 803
 804 struct rq_map_data {
 805         struct page **pages;
 806         int page_order;
 807         int nr_entries;
 808         unsigned long offset;
 809         int null_mapped;
 810         int from_user;
 811 };
 812
 813 struct req_iterator {
 814         struct bvec_iter iter;
 815         struct bio *bio;
 816 };
 817
 818 /* This should not be used directly - use rq_for_each_segment */
 819 #define for_each_bio(_bio)              \
 820         for (; _bio; _bio = _bio->bi_next)
 821 #define __rq_for_each_bio(_bio, rq)     \
 822         if ((rq->bio))                  \
 823                 for (_bio = (rq)->bio; _bio; _bio = _bio->bi_next)
 824
 825 #define rq_for_each_segment(bvl, _rq, _iter)                    \
 826         __rq_for_each_bio(_iter.bio, _rq)                       \
 827                 bio_for_each_segment(bvl, _iter.bio, _iter.iter)
 828
 829 #define rq_for_each_bvec(bvl, _rq, _iter)                       \
 830         __rq_for_each_bio(_iter.bio, _rq)                       \
 831                 bio_for_each_bvec(bvl, _iter.bio, _iter.iter)
 832
 833 #define rq_iter_last(bvec, _iter)                               \
 834                 (_iter.bio->bi_next == NULL &&                  \
 835                  bio_iter_last(bvec, _iter.iter))
 836
 837 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
 838 # error "You should define ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE for your platform"
 839 #endif
 840 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
 841 extern void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq);
 842 #else
 843 static inline void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
 844 {
 845 }
 846 #endif
 847
 848 extern int blk_register_queue(struct gendisk *disk);
 849 extern void blk_unregister_queue(struct gendisk *disk);
 850 extern blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio);
 851 extern blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio);
 852 extern void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq);
 853 extern void blk_put_request(struct request *);
 854 extern struct request *blk_get_request(struct request_queue *, unsigned int op,
 855                                        blk_mq_req_flags_t flags);
 856 extern int blk_lld_busy(struct request_queue *q);
 857 extern int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
 858                              struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
 859                              int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
 860                              void *data);
 861 extern void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq);
 862 extern blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q,
 863                                      struct request *rq);
 864 extern int blk_rq_append_bio(struct request *rq, struct bio **bio);
 865 extern void blk_queue_split(struct request_queue *, struct bio **);
 866 extern int scsi_verify_blk_ioctl(struct block_device *, unsigned int);
 867 extern int scsi_cmd_blk_ioctl(struct block_device *, fmode_t,
 868                               unsigned int, void __user *);
 869 extern int scsi_cmd_ioctl(struct request_queue *, struct gendisk *, fmode_t,
 870                           unsigned int, void __user *);
 871 extern int sg_scsi_ioctl(struct request_queue *, struct gendisk *, fmode_t,
 872                          struct scsi_ioctl_command __user *);
 873
 874 extern int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags);
 875 extern void blk_queue_exit(struct request_queue *q);
 876 extern void blk_sync_queue(struct request_queue *q);
 877 extern int blk_rq_map_user(struct request_queue *, struct request *,
 878                            struct rq_map_data *, void __user *, unsigned long,
 879                            gfp_t);
 880 extern int blk_rq_unmap_user(struct bio *);
 881 extern int blk_rq_map_kern(struct request_queue *, struct request *, void *, unsigned int, gfp_t);
 882 extern int blk_rq_map_user_iov(struct request_queue *, struct request *,
 883                                struct rq_map_data *, const struct iov_iter *,
 884                                gfp_t);
 885 extern void blk_execute_rq(struct request_queue *, struct gendisk *,
 886                           struct request *, int);
 887 extern void blk_execute_rq_nowait(struct request_queue *, struct gendisk *,
 888                                   struct request *, int, rq_end_io_fn *);
 889
 890 /* Helper to convert REQ_OP_XXX to its string format XXX */
 891 extern const char *blk_op_str(unsigned int op);
 892
 893 int blk_status_to_errno(blk_status_t status);
 894 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno);
 895
 896 int blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie, bool spin);
 897
 898 static inline struct request_queue *bdev_get_queue(struct block_device *bdev)
 899 {
 900         return bdev->bd_disk->queue;    /* this is never NULL */
 901 }
 902
 903 /*
 904  * The basic unit of block I/O is a sector. It is used in a number of contexts
 905  * in Linux (blk, bio, genhd). The size of one sector is 512 = 2**9
 906  * bytes. Variables of type sector_t represent an offset or size that is a
 907  * multiple of 512 bytes. Hence these two constants.
 908  */
 909 #ifndef SECTOR_SHIFT
 910 #define SECTOR_SHIFT 9
 911 #endif
 912 #ifndef SECTOR_SIZE
 913 #define SECTOR_SIZE (1 << SECTOR_SHIFT)
 914 #endif
 915
 916 /*
 917  * blk_rq_pos()                 : the current sector
 918  * blk_rq_bytes()               : bytes left in the entire request
 919  * blk_rq_cur_bytes()           : bytes left in the current segment
 920  * blk_rq_err_bytes()           : bytes left till the next error boundary
 921  * blk_rq_sectors()             : sectors left in the entire request
 922  * blk_rq_cur_sectors()         : sectors left in the current segment
 923  * blk_rq_stats_sectors()       : sectors of the entire request used for stats
 924  */
 925 static inline sector_t blk_rq_pos(const struct request *rq)
 926 {
 927         return rq->__sector;
 928 }
 929
 930 static inline unsigned int blk_rq_bytes(const struct request *rq)
 931 {
 932         return rq->__data_len;
 933 }
 934
 935 static inline int blk_rq_cur_bytes(const struct request *rq)
 936 {
 937         return rq->bio ? bio_cur_bytes(rq->bio) : 0;
 938 }
 939
 940 extern unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq);
 941
 942 static inline unsigned int blk_rq_sectors(const struct request *rq)
 943 {
 944         return blk_rq_bytes(rq) >> SECTOR_SHIFT;
 945 }
 946
 947 static inline unsigned int blk_rq_cur_sectors(const struct request *rq)
 948 {
 949         return blk_rq_cur_bytes(rq) >> SECTOR_SHIFT;
 950 }
 951
 952 static inline unsigned int blk_rq_stats_sectors(const struct request *rq)
 953 {
 954         return rq->stats_sectors;
 955 }
 956
 957 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 958 static inline unsigned int blk_rq_zone_no(struct request *rq)
 959 {
 960         return blk_queue_zone_no(rq->q, blk_rq_pos(rq));
 961 }
 962
 963 static inline unsigned int blk_rq_zone_is_seq(struct request *rq)
 964 {
 965         return blk_queue_zone_is_seq(rq->q, blk_rq_pos(rq));
 966 }
 967 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 968
 969 /*
 970  * Some commands like WRITE SAME have a payload or data transfer size which
 971  * is different from the size of the request.  Any driver that supports such
 972  * commands using the RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag needs to use this helper to
 973  * calculate the data transfer size.
 974  */
 975 static inline unsigned int blk_rq_payload_bytes(struct request *rq)
 976 {
 977         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 978                 return rq->special_vec.bv_len;
 979         return blk_rq_bytes(rq);
 980 }
 981
 982 /*
 983  * Return the first full biovec in the request.  The caller needs to check that
 984  * there are any bvecs before calling this helper.
 985  */
 986 static inline struct bio_vec req_bvec(struct request *rq)
 987 {
 988         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 989                 return rq->special_vec;
 990         return mp_bvec_iter_bvec(rq->bio->bi_io_vec, rq->bio->bi_iter);
 991 }
 992
 993 static inline unsigned int blk_queue_get_max_sectors(struct request_queue *q,
 994                                                      int op)
 995 {
 996         if (unlikely(op == REQ_OP_DISCARD || op == REQ_OP_SECURE_ERASE))
 997                 return min(q->limits.max_discard_sectors,
 998                            UINT_MAX >> SECTOR_SHIFT);
 999
1000         if (unlikely(op == REQ_OP_WRITE_SAME))
1001                 return q->limits.max_write_same_sectors;
1002
1003         if (unlikely(op == REQ_OP_WRITE_ZEROES))
1004                 return q->limits.max_write_zeroes_sectors;
1005
1006         return q->limits.max_sectors;
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Return maximum size of a request at given offset. Only valid for
1011  * file system requests.
1012  */
1013 static inline unsigned int blk_max_size_offset(struct request_queue *q,
1014                                                sector_t offset)
1015 {
1016         if (!q->limits.chunk_sectors)
1017                 return q->limits.max_sectors;
1018
1019         return min(q->limits.max_sectors, (unsigned int)(q->limits.chunk_sectors -
1020                         (offset & (q->limits.chunk_sectors - 1))));
1021 }
1022
1023 static inline unsigned int blk_rq_get_max_sectors(struct request *rq,
1024                                                   sector_t offset)
1025 {
1026         struct request_queue *q = rq->q;
1027
1028         if (blk_rq_is_passthrough(rq))
1029                 return q->limits.max_hw_sectors;
1030
1031         if (!q->limits.chunk_sectors ||
1032             req_op(rq) == REQ_OP_DISCARD ||
1033             req_op(rq) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1034                 return blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1035
1036         return min(blk_max_size_offset(q, offset),
1037                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1038 }
1039
1040 static inline unsigned int blk_rq_count_bios(struct request *rq)
1041 {
1042         unsigned int nr_bios = 0;
1043         struct bio *bio;
1044
1045         __rq_for_each_bio(bio, rq)
1046                 nr_bios++;
1047
1048         return nr_bios;
1049 }
1050
1051 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq);
1052
1053 /*
1054  * Request completion related functions.
1055  *
1056  * blk_update_request() completes given number of bytes and updates
1057  * the request without completing it.
1058  */
1059 extern bool blk_update_request(struct request *rq, blk_status_t error,
1060                                unsigned int nr_bytes);
1061
1062 extern void __blk_complete_request(struct request *);
1063 extern void blk_abort_request(struct request *);
1064
1065 /*
1066  * Access functions for manipulating queue properties
1067  */
1068 extern void blk_cleanup_queue(struct request_queue *);
1069 extern void blk_queue_make_request(struct request_queue *, make_request_fn *);
1070 extern void blk_queue_bounce_limit(struct request_queue *, u64);
1071 extern void blk_queue_max_hw_sectors(struct request_queue *, unsigned int);
1072 extern void blk_queue_chunk_sectors(struct request_queue *, unsigned int);
1073 extern void blk_queue_max_segments(struct request_queue *, unsigned short);
1074 extern void blk_queue_max_discard_segments(struct request_queue *,
1075                 unsigned short);
1076 extern void blk_queue_max_segment_size(struct request_queue *, unsigned int);
1077 extern void blk_queue_max_discard_sectors(struct request_queue *q,
1078                 unsigned int max_discard_sectors);
1079 extern void blk_queue_max_write_same_sectors(struct request_queue *q,
1080                 unsigned int max_write_same_sectors);
1081 extern void blk_queue_max_write_zeroes_sectors(struct request_queue *q,
1082                 unsigned int max_write_same_sectors);
1083 extern void blk_queue_logical_block_size(struct request_queue *, unsigned short);
1084 extern void blk_queue_physical_block_size(struct request_queue *, unsigned int);
1085 extern void blk_queue_alignment_offset(struct request_queue *q,
1086                                        unsigned int alignment);
1087 extern void blk_limits_io_min(struct queue_limits *limits, unsigned int min);
1088 extern void blk_queue_io_min(struct request_queue *q, unsigned int min);
1089 extern void blk_limits_io_opt(struct queue_limits *limits, unsigned int opt);
1090 extern void blk_queue_io_opt(struct request_queue *q, unsigned int opt);
1091 extern void blk_set_queue_depth(struct request_queue *q, unsigned int depth);
1092 extern void blk_set_default_limits(struct queue_limits *lim);
1093 extern void blk_set_stacking_limits(struct queue_limits *lim);
1094 extern int blk_stack_limits(struct queue_limits *t, struct queue_limits *b,
1095                             sector_t offset);
1096 extern int bdev_stack_limits(struct queue_limits *t, struct block_device *bdev,
1097                             sector_t offset);
1098 extern void disk_stack_limits(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1099                               sector_t offset);
1100 extern void blk_queue_stack_limits(struct request_queue *t, struct request_queue *b);
1101 extern void blk_queue_update_dma_pad(struct request_queue *, unsigned int);
1102 extern int blk_queue_dma_drain(struct request_queue *q,
1103                                dma_drain_needed_fn *dma_drain_needed,
1104                                void *buf, unsigned int size);
1105 extern void blk_queue_segment_boundary(struct request_queue *, unsigned long);
1106 extern void blk_queue_virt_boundary(struct request_queue *, unsigned long);
1107 extern void blk_queue_dma_alignment(struct request_queue *, int);
1108 extern void blk_queue_update_dma_alignment(struct request_queue *, int);
1109 extern void blk_queue_rq_timeout(struct request_queue *, unsigned int);
1110 extern void blk_queue_write_cache(struct request_queue *q, bool enabled, bool fua);
1111 extern void blk_queue_required_elevator_features(struct request_queue *q,
1112                                                  unsigned int features);
1113
1114 /*
1115  * Number of physical segments as sent to the device.
1116  *
1117  * Normally this is the number of discontiguous data segments sent by the
1118  * submitter.  But for data-less command like discard we might have no
1119  * actual data segments submitted, but the driver might have to add it's
1120  * own special payload.  In that case we still return 1 here so that this
1121  * special payload will be mapped.
1122  */
1123 static inline unsigned short blk_rq_nr_phys_segments(struct request *rq)
1124 {
1125         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
1126                 return 1;
1127         return rq->nr_phys_segments;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Number of discard segments (or ranges) the driver needs to fill in.
1132  * Each discard bio merged into a request is counted as one segment.
1133  */
1134 static inline unsigned short blk_rq_nr_discard_segments(struct request *rq)
1135 {
1136         return max_t(unsigned short, rq->nr_phys_segments, 1);
1137 }
1138
1139 extern int blk_rq_map_sg(struct request_queue *, struct request *, struct scatterlist *);
1140 extern void blk_dump_rq_flags(struct request *, char *);
1141 extern long nr_blockdev_pages(void);
1142
1143 bool __must_check blk_get_queue(struct request_queue *);
1144 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t);
1145 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id);
1146 extern void blk_put_queue(struct request_queue *);
1147 extern void blk_set_queue_dying(struct request_queue *);
1148
1149 /*
1150  * blk_plug permits building a queue of related requests by holding the I/O
1151  * fragments for a short period. This allows merging of sequential requests
1152  * into single larger request. As the requests are moved from a per-task list to
1153  * the device's request_queue in a batch, this results in improved scalability
1154  * as the lock contention for request_queue lock is reduced.
1155  *
1156  * It is ok not to disable preemption when adding the request to the plug list
1157  * or when attempting a merge, because blk_schedule_flush_list() will only flush
1158  * the plug list when the task sleeps by itself. For details, please see
1159  * schedule() where blk_schedule_flush_plug() is called.
1160  */
1161 struct blk_plug {
1162         struct list_head mq_list; /* blk-mq requests */
1163         struct list_head cb_list; /* md requires an unplug callback */
1164         unsigned short rq_count;
1165         bool multiple_queues;
1166 };
1167 #define BLK_MAX_REQUEST_COUNT 16
1168 #define BLK_PLUG_FLUSH_SIZE (128 * 1024)
1169
1170 struct blk_plug_cb;
1171 typedef void (*blk_plug_cb_fn)(struct blk_plug_cb *, bool);
1172 struct blk_plug_cb {
1173         struct list_head list;
1174         blk_plug_cb_fn callback;
1175         void *data;
1176 };
1177 extern struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug,
1178                                              void *data, int size);
1179 extern void blk_start_plug(struct blk_plug *);
1180 extern void blk_finish_plug(struct blk_plug *);
1181 extern void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *, bool);
1182
1183 static inline void blk_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1184 {
1185         struct blk_plug *plug = tsk->plug;
1186
1187         if (plug)
1188                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1189 }
1190
1191 static inline void blk_schedule_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1192 {
1193         struct blk_plug *plug = tsk->plug;
1194
1195         if (plug)
1196                 blk_flush_plug_list(plug, true);
1197 }
1198
1199 static inline bool blk_needs_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1200 {
1201         struct blk_plug *plug = tsk->plug;
1202
1203         return plug &&
1204                  (!list_empty(&plug->mq_list) ||
1205                  !list_empty(&plug->cb_list));
1206 }
1207
1208 extern int blkdev_issue_flush(struct block_device *, gfp_t, sector_t *);
1209 extern int blkdev_issue_write_same(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1210                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, struct page *page);
1211
1212 #define BLKDEV_DISCARD_SECURE   (1 << 0)        /* issue a secure erase */
1213
1214 extern int blkdev_issue_discard(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1215                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, unsigned long flags);
1216 extern int __blkdev_issue_discard(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1217                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, int flags,
1218                 struct bio **biop);
1219
1220 #define BLKDEV_ZERO_NOUNMAP     (1 << 0)  /* do not free blocks */
1221 #define BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK  (1 << 1)  /* don't write explicit zeroes */
1222
1223 extern int __blkdev_issue_zeroout(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1224                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, struct bio **biop,
1225                 unsigned flags);
1226 extern int blkdev_issue_zeroout(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1227                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, unsigned flags);
1228
1229 static inline int sb_issue_discard(struct super_block *sb, sector_t block,
1230                 sector_t nr_blocks, gfp_t gfp_mask, unsigned long flags)
1231 {
1232         return blkdev_issue_discard(sb->s_bdev,
1233                                     block << (sb->s_blocksize_bits -
1234                                               SECTOR_SHIFT),
1235                                     nr_blocks << (sb->s_blocksize_bits -
1236                                                   SECTOR_SHIFT),
1237                                     gfp_mask, flags);
1238 }
1239 static inline int sb_issue_zeroout(struct super_block *sb, sector_t block,
1240                 sector_t nr_blocks, gfp_t gfp_mask)
1241 {
1242         return blkdev_issue_zeroout(sb->s_bdev,
1243                                     block << (sb->s_blocksize_bits -
1244                                               SECTOR_SHIFT),
1245                                     nr_blocks << (sb->s_blocksize_bits -
1246                                                   SECTOR_SHIFT),
1247                                     gfp_mask, 0);
1248 }
1249
1250 extern int blk_verify_command(unsigned char *cmd, fmode_t mode);
1251
1252 enum blk_default_limits {
1253         BLK_MAX_SEGMENTS        = 128,
1254         BLK_SAFE_MAX_SECTORS    = 255,
1255         BLK_DEF_MAX_SECTORS     = 2560,
1256         BLK_MAX_SEGMENT_SIZE    = 65536,
1257         BLK_SEG_BOUNDARY_MASK   = 0xFFFFFFFFUL,
1258 };
1259
1260 static inline unsigned long queue_segment_boundary(const struct request_queue *q)
1261 {
1262         return q->limits.seg_boundary_mask;
1263 }
1264
1265 static inline unsigned long queue_virt_boundary(const struct request_queue *q)
1266 {
1267         return q->limits.virt_boundary_mask;
1268 }
1269
1270 static inline unsigned int queue_max_sectors(const struct request_queue *q)
1271 {
1272         return q->limits.max_sectors;
1273 }
1274
1275 static inline unsigned int queue_max_hw_sectors(const struct request_queue *q)
1276 {
1277         return q->limits.max_hw_sectors;
1278 }
1279
1280 static inline unsigned short queue_max_segments(const struct request_queue *q)
1281 {
1282         return q->limits.max_segments;
1283 }
1284
1285 static inline unsigned short queue_max_discard_segments(const struct request_queue *q)
1286 {
1287         return q->limits.max_discard_segments;
1288 }
1289
1290 static inline unsigned int queue_max_segment_size(const struct request_queue *q)
1291 {
1292         return q->limits.max_segment_size;
1293 }
1294
1295 static inline unsigned short queue_logical_block_size(const struct request_queue *q)
1296 {
1297         int retval = 512;
1298
1299         if (q && q->limits.logical_block_size)
1300                 retval = q->limits.logical_block_size;
1301
1302         return retval;
1303 }
1304
1305 static inline unsigned short bdev_logical_block_size(struct block_device *bdev)
1306 {
1307         return queue_logical_block_size(bdev_get_queue(bdev));
1308 }
1309
1310 static inline unsigned int queue_physical_block_size(const struct request_queue *q)
1311 {
1312         return q->limits.physical_block_size;
1313 }
1314
1315 static inline unsigned int bdev_physical_block_size(struct block_device *bdev)
1316 {
1317         return queue_physical_block_size(bdev_get_queue(bdev));
1318 }
1319
1320 static inline unsigned int queue_io_min(const struct request_queue *q)
1321 {
1322         return q->limits.io_min;
1323 }
1324
1325 static inline int bdev_io_min(struct block_device *bdev)
1326 {
1327         return queue_io_min(bdev_get_queue(bdev));
1328 }
1329
1330 static inline unsigned int queue_io_opt(const struct request_queue *q)
1331 {
1332         return q->limits.io_opt;
1333 }
1334
1335 static inline int bdev_io_opt(struct block_device *bdev)
1336 {
1337         return queue_io_opt(bdev_get_queue(bdev));
1338 }
1339
1340 static inline int queue_alignment_offset(const struct request_queue *q)
1341 {
1342         if (q->limits.misaligned)
1343                 return -1;
1344
1345         return q->limits.alignment_offset;
1346 }
1347
1348 static inline int queue_limit_alignment_offset(struct queue_limits *lim, sector_t sector)
1349 {
1350         unsigned int granularity = max(lim->physical_block_size, lim->io_min);
1351         unsigned int alignment = sector_div(sector, granularity >> SECTOR_SHIFT)
1352                 << SECTOR_SHIFT;
1353
1354         return (granularity + lim->alignment_offset - alignment) % granularity;
1355 }
1356
1357 static inline int bdev_alignment_offset(struct block_device *bdev)
1358 {
1359         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1360
1361         if (q->limits.misaligned)
1362                 return -1;
1363
1364         if (bdev != bdev->bd_contains)
1365                 return bdev->bd_part->alignment_offset;
1366
1367         return q->limits.alignment_offset;
1368 }
1369
1370 static inline int queue_discard_alignment(const struct request_queue *q)
1371 {
1372         if (q->limits.discard_misaligned)
1373                 return -1;
1374
1375         return q->limits.discard_alignment;
1376 }
1377
1378 static inline int queue_limit_discard_alignment(struct queue_limits *lim, sector_t sector)
1379 {
1380         unsigned int alignment, granularity, offset;
1381
1382         if (!lim->max_discard_sectors)
1383                 return 0;
1384
1385         /* Why are these in bytes, not sectors? */
1386         alignment = lim->discard_alignment >> SECTOR_SHIFT;
1387         granularity = lim->discard_granularity >> SECTOR_SHIFT;
1388         if (!granularity)
1389                 return 0;
1390
1391         /* Offset of the partition start in 'granularity' sectors */
1392         offset = sector_div(sector, granularity);
1393
1394         /* And why do we do this modulus *again* in blkdev_issue_discard()? */
1395         offset = (granularity + alignment - offset) % granularity;
1396
1397         /* Turn it back into bytes, gaah */
1398         return offset << SECTOR_SHIFT;
1399 }
1400
1401 static inline int bdev_discard_alignment(struct block_device *bdev)
1402 {
1403         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1404
1405         if (bdev != bdev->bd_contains)
1406                 return bdev->bd_part->discard_alignment;
1407
1408         return q->limits.discard_alignment;
1409 }
1410
1411 static inline unsigned int bdev_write_same(struct block_device *bdev)
1412 {
1413         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1414
1415         if (q)
1416                 return q->limits.max_write_same_sectors;
1417
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 static inline unsigned int bdev_write_zeroes_sectors(struct block_device *bdev)
1422 {
1423         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1424
1425         if (q)
1426                 return q->limits.max_write_zeroes_sectors;
1427
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 static inline enum blk_zoned_model bdev_zoned_model(struct block_device *bdev)
1432 {
1433         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1434
1435         if (q)
1436                 return blk_queue_zoned_model(q);
1437
1438         return BLK_ZONED_NONE;
1439 }
1440
1441 static inline bool bdev_is_zoned(struct block_device *bdev)
1442 {
1443         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1444
1445         if (q)
1446                 return blk_queue_is_zoned(q);
1447
1448         return false;
1449 }
1450
1451 static inline sector_t bdev_zone_sectors(struct block_device *bdev)
1452 {
1453         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1454
1455         if (q)
1456                 return blk_queue_zone_sectors(q);
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 static inline int queue_dma_alignment(const struct request_queue *q)
1461 {
1462         return q ? q->dma_alignment : 511;
1463 }
1464
1465 static inline int blk_rq_aligned(struct request_queue *q, unsigned long addr,
1466                                  unsigned int len)
1467 {
1468         unsigned int alignment = queue_dma_alignment(q) | q->dma_pad_mask;
1469         return !(addr & alignment) && !(len & alignment);
1470 }
1471
1472 /* assumes size > 256 */
1473 static inline unsigned int blksize_bits(unsigned int size)
1474 {
1475         unsigned int bits = 8;
1476         do {
1477                 bits++;
1478                 size >>= 1;
1479         } while (size > 256);
1480         return bits;
1481 }
1482
1483 static inline unsigned int block_size(struct block_device *bdev)
1484 {
1485         return bdev->bd_block_size;
1486 }
1487
1488 typedef struct {struct page *v;} Sector;
1489
1490 unsigned char *read_dev_sector(struct block_device *, sector_t, Sector *);
1491
1492 static inline void put_dev_sector(Sector p)
1493 {
1494         put_page(p.v);
1495 }
1496
1497 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work);
1498 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work);
1499 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork, unsigned long delay);
1500
1501 #define MODULE_ALIAS_BLOCKDEV(major,minor) \
1502         MODULE_ALIAS("block-major-" __stringify(major) "-" __stringify(minor))
1503 #define MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(major) \
1504         MODULE_ALIAS("block-major-" __stringify(major) "-*")
1505
1506 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
1507
1508 enum blk_integrity_flags {
1509         BLK_INTEGRITY_VERIFY            = 1 << 0,
1510         BLK_INTEGRITY_GENERATE          = 1 << 1,
1511         BLK_INTEGRITY_DEVICE_CAPABLE    = 1 << 2,
1512         BLK_INTEGRITY_IP_CHECKSUM       = 1 << 3,
1513 };
1514
1515 struct blk_integrity_iter {
1516         void                    *prot_buf;
1517         void                    *data_buf;
1518         sector_t                seed;
1519         unsigned int            data_size;
1520         unsigned short          interval;
1521         const char              *disk_name;
1522 };
1523
1524 typedef blk_status_t (integrity_processing_fn) (struct blk_integrity_iter *);
1525
1526 struct blk_integrity_profile {
1527         integrity_processing_fn         *generate_fn;
1528         integrity_processing_fn         *verify_fn;
1529         const char                      *name;
1530 };
1531
1532 extern void blk_integrity_register(struct gendisk *, struct blk_integrity *);
1533 extern void blk_integrity_unregister(struct gendisk *);
1534 extern int blk_integrity_compare(struct gendisk *, struct gendisk *);
1535 extern int blk_rq_map_integrity_sg(struct request_queue *, struct bio *,
1536                                    struct scatterlist *);
1537 extern int blk_rq_count_integrity_sg(struct request_queue *, struct bio *);
1538 extern bool blk_integrity_merge_rq(struct request_queue *, struct request *,
1539                                    struct request *);
1540 extern bool blk_integrity_merge_bio(struct request_queue *, struct request *,
1541                                     struct bio *);
1542
1543 static inline struct blk_integrity *blk_get_integrity(struct gendisk *disk)
1544 {
1545         struct blk_integrity *bi = &disk->queue->integrity;
1546
1547         if (!bi->profile)
1548                 return NULL;
1549
1550         return bi;
1551 }
1552
1553 static inline
1554 struct blk_integrity *bdev_get_integrity(struct block_device *bdev)
1555 {
1556         return blk_get_integrity(bdev->bd_disk);
1557 }
1558
1559 static inline bool blk_integrity_rq(struct request *rq)
1560 {
1561         return rq->cmd_flags & REQ_INTEGRITY;
1562 }
1563
1564 static inline void blk_queue_max_integrity_segments(struct request_queue *q,
1565                                                     unsigned int segs)
1566 {
1567         q->limits.max_integrity_segments = segs;
1568 }
1569
1570 static inline unsigned short
1571 queue_max_integrity_segments(const struct request_queue *q)
1572 {
1573         return q->limits.max_integrity_segments;
1574 }
1575
1576 /**
1577  * bio_integrity_intervals - Return number of integrity intervals for a bio
1578  * @bi:         blk_integrity profile for device
1579  * @sectors:    Size of the bio in 512-byte sectors
1580  *
1581  * Description: The block layer calculates everything in 512 byte
1582  * sectors but integrity metadata is done in terms of the data integrity
1583  * interval size of the storage device.  Convert the block layer sectors
1584  * to the appropriate number of integrity intervals.
1585  */
1586 static inline unsigned int bio_integrity_intervals(struct blk_integrity *bi,
1587                                                    unsigned int sectors)
1588 {
1589         return sectors >> (bi->interval_exp - 9);
1590 }
1591
1592 static inline unsigned int bio_integrity_bytes(struct blk_integrity *bi,
1593                                                unsigned int sectors)
1594 {
1595         return bio_integrity_intervals(bi, sectors) * bi->tuple_size;
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Return the first bvec that contains integrity data.  Only drivers that are
1600  * limited to a single integrity segment should use this helper.
1601  */
1602 static inline struct bio_vec *rq_integrity_vec(struct request *rq)
1603 {
1604         if (WARN_ON_ONCE(queue_max_integrity_segments(rq->q) > 1))
1605                 return NULL;
1606         return rq->bio->bi_integrity->bip_vec;
1607 }
1608
1609 #else /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
1610
1611 struct bio;
1612 struct block_device;
1613 struct gendisk;
1614 struct blk_integrity;
1615
1616 static inline int blk_integrity_rq(struct request *rq)
1617 {
1618         return 0;
1619 }
1620 static inline int blk_rq_count_integrity_sg(struct request_queue *q,
1621                                             struct bio *b)
1622 {
1623         return 0;
1624 }
1625 static inline int blk_rq_map_integrity_sg(struct request_queue *q,
1626                                           struct bio *b,
1627                                           struct scatterlist *s)
1628 {
1629         return 0;
1630 }
1631 static inline struct blk_integrity *bdev_get_integrity(struct block_device *b)
1632 {
1633         return NULL;
1634 }
1635 static inline struct blk_integrity *blk_get_integrity(struct gendisk *disk)
1636 {
1637         return NULL;
1638 }
1639 static inline int blk_integrity_compare(struct gendisk *a, struct gendisk *b)
1640 {
1641         return 0;
1642 }
1643 static inline void blk_integrity_register(struct gendisk *d,
1644                                          struct blk_integrity *b)
1645 {
1646 }
1647 static inline void blk_integrity_unregister(struct gendisk *d)
1648 {
1649 }
1650 static inline void blk_queue_max_integrity_segments(struct request_queue *q,
1651                                                     unsigned int segs)
1652 {
1653 }
1654 static inline unsigned short queue_max_integrity_segments(const struct request_queue *q)
1655 {
1656         return 0;
1657 }
1658 static inline bool blk_integrity_merge_rq(struct request_queue *rq,
1659                                           struct request *r1,
1660                                           struct request *r2)
1661 {
1662         return true;
1663 }
1664 static inline bool blk_integrity_merge_bio(struct request_queue *rq,
1665                                            struct request *r,
1666                                            struct bio *b)
1667 {
1668         return true;
1669 }
1670
1671 static inline unsigned int bio_integrity_intervals(struct blk_integrity *bi,
1672                                                    unsigned int sectors)
1673 {
1674         return 0;
1675 }
1676
1677 static inline unsigned int bio_integrity_bytes(struct blk_integrity *bi,
1678                                                unsigned int sectors)
1679 {
1680         return 0;
1681 }
1682
1683 static inline struct bio_vec *rq_integrity_vec(struct request *rq)
1684 {
1685         return NULL;
1686 }
1687
1688 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
1689
1690 struct block_device_operations {
1691         int (*open) (struct block_device *, fmode_t);
1692         void (*release) (struct gendisk *, fmode_t);
1693         int (*rw_page)(struct block_device *, sector_t, struct page *, unsigned int);
1694         int (*ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long);
1695         int (*compat_ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long);
1696         unsigned int (*check_events) (struct gendisk *disk,
1697                                       unsigned int clearing);
1698         /* ->media_changed() is DEPRECATED, use ->check_events() instead */
1699         int (*media_changed) (struct gendisk *);
1700         void (*unlock_native_capacity) (struct gendisk *);
1701         int (*revalidate_disk) (struct gendisk *);
1702         int (*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry *);
1703         /* this callback is with swap_lock and sometimes page table lock held */
1704         void (*swap_slot_free_notify) (struct block_device *, unsigned long);
1705         int (*report_zones)(struct gendisk *, sector_t sector,
1706                             struct blk_zone *zones, unsigned int *nr_zones);
1707         struct module *owner;
1708         const struct pr_ops *pr_ops;
1709 };
1710
1711 extern int __blkdev_driver_ioctl(struct block_device *, fmode_t, unsigned int,
1712                                  unsigned long);
1713 extern int bdev_read_page(struct block_device *, sector_t, struct page *);
1714 extern int bdev_write_page(struct block_device *, sector_t, struct page *,
1715                                                 struct writeback_control *);
1716
1717 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
1718 bool blk_req_needs_zone_write_lock(struct request *rq);
1719 void __blk_req_zone_write_lock(struct request *rq);
1720 void __blk_req_zone_write_unlock(struct request *rq);
1721
1722 static inline void blk_req_zone_write_lock(struct request *rq)
1723 {
1724         if (blk_req_needs_zone_write_lock(rq))
1725                 __blk_req_zone_write_lock(rq);
1726 }
1727
1728 static inline void blk_req_zone_write_unlock(struct request *rq)
1729 {
1730         if (rq->rq_flags & RQF_ZONE_WRITE_LOCKED)
1731                 __blk_req_zone_write_unlock(rq);
1732 }
1733
1734 static inline bool blk_req_zone_is_write_locked(struct request *rq)
1735 {
1736         return rq->q->seq_zones_wlock &&
1737                 test_bit(blk_rq_zone_no(rq), rq->q->seq_zones_wlock);
1738 }
1739
1740 static inline bool blk_req_can_dispatch_to_zone(struct request *rq)
1741 {
1742         if (!blk_req_needs_zone_write_lock(rq))
1743                 return true;
1744         return !blk_req_zone_is_write_locked(rq);
1745 }
1746 #else
1747 static inline bool blk_req_needs_zone_write_lock(struct request *rq)
1748 {
1749         return false;
1750 }
1751
1752 static inline void blk_req_zone_write_lock(struct request *rq)
1753 {
1754 }
1755
1756 static inline void blk_req_zone_write_unlock(struct request *rq)
1757 {
1758 }
1759 static inline bool blk_req_zone_is_write_locked(struct request *rq)
1760 {
1761         return false;
1762 }
1763
1764 static inline bool blk_req_can_dispatch_to_zone(struct request *rq)
1765 {
1766         return true;
1767 }
1768 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
1769
1770 #else /* CONFIG_BLOCK */
1771
1772 struct block_device;
1773
1774 /*
1775  * stubs for when the block layer is configured out
1776  */
1777 #define buffer_heads_over_limit 0
1778
1779 static inline long nr_blockdev_pages(void)
1780 {
1781         return 0;
1782 }
1783
1784 struct blk_plug {
1785 };
1786
1787 static inline void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1788 {
1789 }
1790
1791 static inline void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1792 {
1793 }
1794
1795 static inline void blk_flush_plug(struct task_struct *task)
1796 {
1797 }
1798
1799 static inline void blk_schedule_flush_plug(struct task_struct *task)
1800 {
1801 }
1802
1803
1804 static inline bool blk_needs_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1805 {
1806         return false;
1807 }
1808
1809 static inline int blkdev_issue_flush(struct block_device *bdev, gfp_t gfp_mask,
1810                                      sector_t *error_sector)
1811 {
1812         return 0;
1813 }
1814
1815 #endif /* CONFIG_BLOCK */
1816
1817 static inline void blk_wake_io_task(struct task_struct *waiter)
1818 {
1819         /*
1820          * If we're polling, the task itself is doing the completions. For
1821          * that case, we don't need to signal a wakeup, it's enough to just
1822          * mark us as RUNNING.
1823          */
1824         if (waiter == current)
1825                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1826         else
1827                 wake_up_process(waiter);
1828 }
1829
1830 #endif