Merge tag 'mmc-v5.8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ulfh/mmc
[linux-2.6-microblaze.git] / block / blk-core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
4  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
5  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
7  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
8  *      -  July2000
9  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
10  */
11
12 /*
13  * This handles all read/write requests to block devices
14  */
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/bio.h>
19 #include <linux/blkdev.h>
20 #include <linux/blk-mq.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/pagemap.h>
24 #include <linux/kernel_stat.h>
25 #include <linux/string.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/completion.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/swap.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/list_sort.h>
34 #include <linux/delay.h>
35 #include <linux/ratelimit.h>
36 #include <linux/pm_runtime.h>
37 #include <linux/blk-cgroup.h>
38 #include <linux/t10-pi.h>
39 #include <linux/debugfs.h>
40 #include <linux/bpf.h>
41 #include <linux/psi.h>
42
43 #define CREATE_TRACE_POINTS
44 #include <trace/events/block.h>
45
46 #include "blk.h"
47 #include "blk-mq.h"
48 #include "blk-mq-sched.h"
49 #include "blk-pm.h"
50 #include "blk-rq-qos.h"
51
52 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
53 struct dentry *blk_debugfs_root;
54 #endif
55
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
60 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
61
62 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         set_bit(flag, &q->queue_flags);
82 }
83 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
84
85 /**
86  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
87  * @flag: flag to be cleared
88  * @q: request queue
89  */
90 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
91 {
92         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
93 }
94 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
95
96 /**
97  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
98  * @flag: flag to be set
99  * @q: request queue
100  *
101  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
102  * the flag was already set.
103  */
104 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
105 {
106         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
107 }
108 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
109
110 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
111 {
112         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
113
114         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
115         rq->q = q;
116         rq->__sector = (sector_t) -1;
117         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
118         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
119         rq->tag = -1;
120         rq->internal_tag = -1;
121         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
122         rq->part = NULL;
123         refcount_set(&rq->ref, 1);
124 }
125 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
126
127 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
128 static const char *const blk_op_name[] = {
129         REQ_OP_NAME(READ),
130         REQ_OP_NAME(WRITE),
131         REQ_OP_NAME(FLUSH),
132         REQ_OP_NAME(DISCARD),
133         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
134         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
138         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
139         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
140         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
141         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
142         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
143         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
144         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
145 };
146 #undef REQ_OP_NAME
147
148 /**
149  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
150  * @op: REQ_OP_XXX.
151  *
152  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
153  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
154  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
155  */
156 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
157 {
158         const char *op_str = "UNKNOWN";
159
160         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
161                 op_str = blk_op_name[op];
162
163         return op_str;
164 }
165 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
166
167 static const struct {
168         int             errno;
169         const char      *name;
170 } blk_errors[] = {
171         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
172         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
173         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
174         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
175         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
176         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
177         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
178         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
179         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
180         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
181         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
182         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
183
184         /* device mapper special case, should not leak out: */
185         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
186
187         /* everything else not covered above: */
188         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
189 };
190
191 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
192 {
193         int i;
194
195         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
196                 if (blk_errors[i].errno == errno)
197                         return (__force blk_status_t)i;
198         }
199
200         return BLK_STS_IOERR;
201 }
202 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
203
204 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
205 {
206         int idx = (__force int)status;
207
208         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
209                 return -EIO;
210         return blk_errors[idx].errno;
211 }
212 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
213
214 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
215                 const char *caller)
216 {
217         int idx = (__force int)status;
218
219         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
220                 return;
221
222         printk_ratelimited(KERN_ERR
223                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
224                 "phys_seg %u prio class %u\n",
225                 caller, blk_errors[idx].name,
226                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
227                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
228                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
229                 req->nr_phys_segments,
230                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
231 }
232
233 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
234                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
235 {
236         if (error)
237                 bio->bi_status = error;
238
239         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
240                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
241
242         bio_advance(bio, nbytes);
243
244         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
245         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
246                 bio_endio(bio);
247 }
248
249 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
250 {
251         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
252                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
253                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
254
255         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
256                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
257                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
258         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
259                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
260 }
261 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
262
263 /**
264  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
265  * @q: the queue
266  *
267  * Description:
268  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
269  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
270  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
271  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
272  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
273  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
274  *     this function.
275  *
276  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
277  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
278  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
279  *
280  */
281 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
282 {
283         del_timer_sync(&q->timeout);
284         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
285 }
286 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
287
288 /**
289  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
290  * @q: request queue pointer
291  */
292 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
293 {
294         atomic_inc(&q->pm_only);
295 }
296 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
297
298 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
299 {
300         int pm_only;
301
302         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
303         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
304         if (pm_only == 0)
305                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
308
309 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
310 {
311         kobject_put(&q->kobj);
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
314
315 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
316 {
317         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
318
319         /*
320          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
321          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
322          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
323          */
324         blk_freeze_queue_start(q);
325
326         if (queue_is_mq(q))
327                 blk_mq_wake_waiters(q);
328
329         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
330         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
331 }
332 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
333
334 /**
335  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
336  * @q: request queue to shutdown
337  *
338  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
339  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
340  */
341 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
342 {
343         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
344
345         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
346         blk_set_queue_dying(q);
347
348         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
349         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
350
351         /*
352          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
353          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
354          * after draining finished.
355          */
356         blk_freeze_queue(q);
357
358         rq_qos_exit(q);
359
360         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
361
362         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
363         blk_flush_integrity();
364
365         /* @q won't process any more request, flush async actions */
366         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
367         blk_sync_queue(q);
368
369         if (queue_is_mq(q))
370                 blk_mq_exit_queue(q);
371
372         /*
373          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
374          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
375          * requests, so free the pool now.
376          *
377          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
378          * it is safe to free requests now.
379          */
380         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
381         if (q->elevator)
382                 blk_mq_sched_free_requests(q);
383         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
384
385         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
386
387         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
388         blk_put_queue(q);
389 }
390 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
391
392 /**
393  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
394  * @q: request queue pointer
395  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
396  */
397 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
398 {
399         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
400
401         while (true) {
402                 bool success = false;
403
404                 rcu_read_lock();
405                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
406                         /*
407                          * The code that increments the pm_only counter is
408                          * responsible for ensuring that that counter is
409                          * globally visible before the queue is unfrozen.
410                          */
411                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
412                                 success = true;
413                         } else {
414                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
415                         }
416                 }
417                 rcu_read_unlock();
418
419                 if (success)
420                         return 0;
421
422                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
423                         return -EBUSY;
424
425                 /*
426                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
427                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
428                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
429                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
430                  * never return if the two reads are reordered.
431                  */
432                 smp_rmb();
433
434                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
435                            (!q->mq_freeze_depth &&
436                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
437                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
438                            blk_queue_dying(q));
439                 if (blk_queue_dying(q))
440                         return -ENODEV;
441         }
442 }
443
444 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
445 {
446         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
447 }
448
449 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
450 {
451         struct request_queue *q =
452                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
453
454         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
455 }
456
457 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
458 {
459         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
460
461         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
462 }
463
464 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
465 {
466 }
467
468 struct request_queue *__blk_alloc_queue(int node_id)
469 {
470         struct request_queue *q;
471         int ret;
472
473         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
474                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
475         if (!q)
476                 return NULL;
477
478         q->last_merge = NULL;
479
480         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
481         if (q->id < 0)
482                 goto fail_q;
483
484         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
485         if (ret)
486                 goto fail_id;
487
488         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(GFP_KERNEL, node_id);
489         if (!q->backing_dev_info)
490                 goto fail_split;
491
492         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
493         if (!q->stats)
494                 goto fail_stats;
495
496         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
497         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
498         q->backing_dev_info->name = "block";
499         q->node = node_id;
500
501         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
502                     laptop_mode_timer_fn, 0);
503         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
504         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
505         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
506 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
507         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
508 #endif
509
510         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
511
512 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
513         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
514 #endif
515         mutex_init(&q->sysfs_lock);
516         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
517         spin_lock_init(&q->queue_lock);
518
519         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
520         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
521
522         /*
523          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
524          * See blk_register_queue() for details.
525          */
526         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
527                                 blk_queue_usage_counter_release,
528                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
529                 goto fail_bdi;
530
531         if (blkcg_init_queue(q))
532                 goto fail_ref;
533
534         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
535         blk_set_default_limits(&q->limits);
536
537         return q;
538
539 fail_ref:
540         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
541 fail_bdi:
542         blk_free_queue_stats(q->stats);
543 fail_stats:
544         bdi_put(q->backing_dev_info);
545 fail_split:
546         bioset_exit(&q->bio_split);
547 fail_id:
548         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
549 fail_q:
550         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
551         return NULL;
552 }
553
554 struct request_queue *blk_alloc_queue(make_request_fn make_request, int node_id)
555 {
556         struct request_queue *q;
557
558         if (WARN_ON_ONCE(!make_request))
559                 return NULL;
560
561         q = __blk_alloc_queue(node_id);
562         if (!q)
563                 return NULL;
564         q->make_request_fn = make_request;
565         q->nr_requests = BLKDEV_MAX_RQ;
566         return q;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
569
570 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
571 {
572         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
573                 __blk_get_queue(q);
574                 return true;
575         }
576
577         return false;
578 }
579 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
580
581 /**
582  * blk_get_request - allocate a request
583  * @q: request queue to allocate a request for
584  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
585  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
586  */
587 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
588                                 blk_mq_req_flags_t flags)
589 {
590         struct request *req;
591
592         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
593         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
594
595         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
596         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
597                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
598
599         return req;
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
602
603 void blk_put_request(struct request *req)
604 {
605         blk_mq_free_request(req);
606 }
607 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
608
609 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
610                 unsigned int nr_segs)
611 {
612         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
613
614         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
615                 return false;
616
617         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
618         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
619
620         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
621                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
622
623         req->biotail->bi_next = bio;
624         req->biotail = bio;
625         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
626
627         blk_account_io_start(req, false);
628         return true;
629 }
630
631 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
632                 unsigned int nr_segs)
633 {
634         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
635
636         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
637                 return false;
638
639         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
640         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
641
642         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
643                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
644
645         bio->bi_next = req->bio;
646         req->bio = bio;
647
648         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
649         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
650
651         blk_account_io_start(req, false);
652         return true;
653 }
654
655 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
656                 struct bio *bio)
657 {
658         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
659
660         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
661                 goto no_merge;
662         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
663             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
664                 goto no_merge;
665
666         rq_qos_merge(q, req, bio);
667
668         req->biotail->bi_next = bio;
669         req->biotail = bio;
670         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
671         req->nr_phys_segments = segments + 1;
672
673         blk_account_io_start(req, false);
674         return true;
675 no_merge:
676         req_set_nomerge(q, req);
677         return false;
678 }
679
680 /**
681  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
682  * @q: request_queue new bio is being queued at
683  * @bio: new bio being queued
684  * @nr_segs: number of segments in @bio
685  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
686  * another request associated with @q is found on the plug list
687  * (optional, may be %NULL)
688  *
689  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
690  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
691  * otherwise %false.
692  *
693  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
694  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
695  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
696  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
697  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
698  * merging parameters without querying the elevator.
699  *
700  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
701  */
702 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
703                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
704 {
705         struct blk_plug *plug;
706         struct request *rq;
707         struct list_head *plug_list;
708
709         plug = blk_mq_plug(q, bio);
710         if (!plug)
711                 return false;
712
713         plug_list = &plug->mq_list;
714
715         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
716                 bool merged = false;
717
718                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
719                         /*
720                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
721                          * rq in the same queue, there should be only one such
722                          * rq in a queue
723                          **/
724                         *same_queue_rq = rq;
725                 }
726
727                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
728                         continue;
729
730                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
731                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
732                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
733                         break;
734                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
735                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
736                         break;
737                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
738                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
739                         break;
740                 default:
741                         break;
742                 }
743
744                 if (merged)
745                         return true;
746         }
747
748         return false;
749 }
750
751 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
752 {
753         char b[BDEVNAME_SIZE];
754
755         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
756         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
757                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
758                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
759                         (long long)maxsector);
760 }
761
762 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
763
764 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
765
766 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
767 {
768         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
769 }
770 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
771
772 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
773 {
774         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
775 }
776
777 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
778 {
779         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
780                                                 NULL, &fail_make_request);
781
782         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
783 }
784
785 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
786
787 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
788
789 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
790                                         unsigned int bytes)
791 {
792         return false;
793 }
794
795 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
796
797 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
798 {
799         const int op = bio_op(bio);
800
801         if (part->policy && op_is_write(op)) {
802                 char b[BDEVNAME_SIZE];
803
804                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
805                         return false;
806
807                 WARN_ONCE(1,
808                        "generic_make_request: Trying to write "
809                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
810                         bio_devname(bio, b), part->partno);
811                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
812                 return false;
813         }
814
815         return false;
816 }
817
818 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
819 {
820         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
821                 return -EIO;
822         return 0;
823 }
824 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
825
826 /*
827  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
828  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
829  * the device, e.g., when mounting a file system.
830  */
831 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
832 {
833         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
834
835         if (nr_sectors && maxsector &&
836             (nr_sectors > maxsector ||
837              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
838                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
839                 return -EIO;
840         }
841         return 0;
842 }
843
844 /*
845  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
846  */
847 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
848 {
849         struct hd_struct *p;
850         int ret = -EIO;
851
852         rcu_read_lock();
853         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
854         if (unlikely(!p))
855                 goto out;
856         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
857                 goto out;
858         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
859                 goto out;
860
861         if (bio_sectors(bio)) {
862                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
863                         goto out;
864                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
865                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
866                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
867         }
868         bio->bi_partno = 0;
869         ret = 0;
870 out:
871         rcu_read_unlock();
872         return ret;
873 }
874
875 static noinline_for_stack bool
876 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
877 {
878         struct request_queue *q;
879         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
880         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
881         char b[BDEVNAME_SIZE];
882
883         might_sleep();
884
885         q = bio->bi_disk->queue;
886         if (unlikely(!q)) {
887                 printk(KERN_ERR
888                        "generic_make_request: Trying to access "
889                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
890                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
891                 goto end_io;
892         }
893
894         /*
895          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
896          * if queue is not a request based queue.
897          */
898         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
899                 goto not_supported;
900
901         if (should_fail_bio(bio))
902                 goto end_io;
903
904         if (bio->bi_partno) {
905                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
906                         goto end_io;
907         } else {
908                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
909                         goto end_io;
910                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
911                         goto end_io;
912         }
913
914         /*
915          * Filter flush bio's early so that make_request based
916          * drivers without flush support don't have to worry
917          * about them.
918          */
919         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
920             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
921                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
922                 if (!nr_sectors) {
923                         status = BLK_STS_OK;
924                         goto end_io;
925                 }
926         }
927
928         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
929                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
930
931         switch (bio_op(bio)) {
932         case REQ_OP_DISCARD:
933                 if (!blk_queue_discard(q))
934                         goto not_supported;
935                 break;
936         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
937                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
938                         goto not_supported;
939                 break;
940         case REQ_OP_WRITE_SAME:
941                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
942                         goto not_supported;
943                 break;
944         case REQ_OP_ZONE_RESET:
945         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
946         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
947         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
948                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
949                         goto not_supported;
950                 break;
951         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
952                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
953                         goto not_supported;
954                 break;
955         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
956                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
957                         goto not_supported;
958                 break;
959         default:
960                 break;
961         }
962
963         /*
964          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
965          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
966          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
967          * layer knows how to live with it.
968          */
969         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
970
971         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
972                 return false;
973
974         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
975                 trace_block_bio_queue(q, bio);
976                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
977                  * completion as well.
978                  */
979                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
980         }
981         return true;
982
983 not_supported:
984         status = BLK_STS_NOTSUPP;
985 end_io:
986         bio->bi_status = status;
987         bio_endio(bio);
988         return false;
989 }
990
991 /**
992  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
993  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
994  *
995  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
996  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
997  * to be done.
998  *
999  * generic_make_request() does not return any status.  The
1000  * success/failure status of the request, along with notification of
1001  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1002  * function described (one day) else where.
1003  *
1004  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1005  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1006  * set to describe the device address, and the
1007  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1008  * completion notification should be signaled.
1009  *
1010  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1011  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1012  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1013  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1014  */
1015 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1016 {
1017         /*
1018          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1019          * make_request_fn.
1020          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1021          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1022          * yet.
1023          */
1024         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1025         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1026
1027         if (!generic_make_request_checks(bio))
1028                 goto out;
1029
1030         /*
1031          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1032          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1033          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1034          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1035          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1036          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1037          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1038          * should be added at the tail
1039          */
1040         if (current->bio_list) {
1041                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1042                 goto out;
1043         }
1044
1045         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1046          * explanation.
1047          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1048          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1049          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1050          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1051          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1052          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1053          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1054          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1055          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1056          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1057          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1058          */
1059         BUG_ON(bio->bi_next);
1060         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1061         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1062         do {
1063                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1064                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1065                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1066
1067                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1068                         struct bio_list lower, same;
1069
1070                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1071                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1072                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1073                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1074
1075                         blk_queue_exit(q);
1076
1077                         /* sort new bios into those for a lower level
1078                          * and those for the same level
1079                          */
1080                         bio_list_init(&lower);
1081                         bio_list_init(&same);
1082                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1083                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1084                                         bio_list_add(&same, bio);
1085                                 else
1086                                         bio_list_add(&lower, bio);
1087                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1088                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1089                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1090                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1091                 } else {
1092                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1093                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1094                                 bio_wouldblock_error(bio);
1095                         else
1096                                 bio_io_error(bio);
1097                 }
1098                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1099         } while (bio);
1100         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1101
1102 out:
1103         return ret;
1104 }
1105 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1106
1107 /**
1108  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1109  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1110  *
1111  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1112  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1113  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1114  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1115  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1116  */
1117 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1118 {
1119         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1120         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1121         blk_qc_t ret;
1122
1123         if (!generic_make_request_checks(bio))
1124                 return BLK_QC_T_NONE;
1125
1126         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1127                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1128                         bio_wouldblock_error(bio);
1129                 else
1130                         bio_io_error(bio);
1131                 return BLK_QC_T_NONE;
1132         }
1133
1134         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1135         blk_queue_exit(q);
1136         return ret;
1137 }
1138 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1139
1140 /**
1141  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1142  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1143  *
1144  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1145  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1146  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1147  *
1148  */
1149 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1150 {
1151         bool workingset_read = false;
1152         unsigned long pflags;
1153         blk_qc_t ret;
1154
1155         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1156                 return BLK_QC_T_NONE;
1157
1158         /*
1159          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1160          * go through the normal accounting stuff before submission.
1161          */
1162         if (bio_has_data(bio)) {
1163                 unsigned int count;
1164
1165                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1166                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1167                 else
1168                         count = bio_sectors(bio);
1169
1170                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1171                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1172                 } else {
1173                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1174                                 workingset_read = true;
1175                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1176                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1177                 }
1178
1179                 if (unlikely(block_dump)) {
1180                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1181                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1182                         current->comm, task_pid_nr(current),
1183                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1184                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1185                                 bio_devname(bio, b), count);
1186                 }
1187         }
1188
1189         /*
1190          * If we're reading data that is part of the userspace
1191          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1192          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1193          * submission can be a significant part of overall IO time.
1194          */
1195         if (workingset_read)
1196                 psi_memstall_enter(&pflags);
1197
1198         ret = generic_make_request(bio);
1199
1200         if (workingset_read)
1201                 psi_memstall_leave(&pflags);
1202
1203         return ret;
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1206
1207 /**
1208  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1209  *                              for the new queue limits
1210  * @q:  the queue
1211  * @rq: the request being checked
1212  *
1213  * Description:
1214  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1215  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1216  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1217  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1218  *    the insertion using this generic function.
1219  *
1220  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1221  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1222  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1223  */
1224 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1225                                       struct request *rq)
1226 {
1227         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1228                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1229                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1230                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1231                 return -EIO;
1232         }
1233
1234         /*
1235          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1236          * may differ from that of other stacking queues.
1237          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1238          * limitation.
1239          */
1240         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1241         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1242                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1243                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1244                 return -EIO;
1245         }
1246
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1252  * @q:  the queue to submit the request
1253  * @rq: the request being queued
1254  */
1255 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1256 {
1257         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1258                 return BLK_STS_IOERR;
1259
1260         if (rq->rq_disk &&
1261             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1262                 return BLK_STS_IOERR;
1263
1264         if (blk_queue_io_stat(q))
1265                 blk_account_io_start(rq, true);
1266
1267         /*
1268          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1269          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1270          * insert.
1271          */
1272         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1273 }
1274 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1275
1276 /**
1277  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1278  * @rq: request to examine
1279  *
1280  * Description:
1281  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1282  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1283  *     can be failed from the beginning of the request without
1284  *     crossing into area which need to be retried further.
1285  *
1286  * Return:
1287  *     The number of bytes to fail.
1288  */
1289 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1290 {
1291         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1292         unsigned int bytes = 0;
1293         struct bio *bio;
1294
1295         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1296                 return blk_rq_bytes(rq);
1297
1298         /*
1299          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1300          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1301          * which have all the failfast bits that the first one has -
1302          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1303          * one.
1304          */
1305         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1306                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1307                         break;
1308                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1309         }
1310
1311         /* this could lead to infinite loop */
1312         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1313         return bytes;
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1316
1317 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1318 {
1319         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1320                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1321                 struct hd_struct *part;
1322
1323                 part_stat_lock();
1324                 part = req->part;
1325                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1326                 part_stat_unlock();
1327         }
1328 }
1329
1330 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1331 {
1332         /*
1333          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1334          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1335          * containing request is enough.
1336          */
1337         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1338             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1339                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1340                 struct hd_struct *part;
1341
1342                 part_stat_lock();
1343                 part = req->part;
1344
1345                 update_io_ticks(part, jiffies, true);
1346                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1347                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1348                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1349
1350                 hd_struct_put(part);
1351                 part_stat_unlock();
1352         }
1353 }
1354
1355 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1356 {
1357         struct hd_struct *part;
1358         int rw = rq_data_dir(rq);
1359
1360         if (!blk_do_io_stat(rq))
1361                 return;
1362
1363         part_stat_lock();
1364
1365         if (!new_io) {
1366                 part = rq->part;
1367                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1368         } else {
1369                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1370                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1371                         /*
1372                          * The partition is already being removed,
1373                          * the request will be accounted on the disk only
1374                          *
1375                          * We take a reference on disk->part0 although that
1376                          * partition will never be deleted, so we can treat
1377                          * it as any other partition.
1378                          */
1379                         part = &rq->rq_disk->part0;
1380                         hd_struct_get(part);
1381                 }
1382                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1383                 rq->part = part;
1384         }
1385
1386         update_io_ticks(part, jiffies, false);
1387
1388         part_stat_unlock();
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1393  * The request must not have been partially completed before.
1394  */
1395 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1396 {
1397         if (rq->bio) {
1398                 if (list->tail)
1399                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1400                 else
1401                         list->head = rq->bio;
1402                 list->tail = rq->biotail;
1403
1404                 rq->bio = NULL;
1405                 rq->biotail = NULL;
1406         }
1407
1408         rq->__data_len = 0;
1409 }
1410 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1411
1412 /**
1413  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1414  * @req:      the request being processed
1415  * @error:    block status code
1416  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1417  *
1418  * Description:
1419  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1420  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1421  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1422  *
1423  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1424  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1425  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1426  *
1427  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1428  *     %false return from this function.
1429  *
1430  * Note:
1431  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1432  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1433  *
1434  * Return:
1435  *     %false - this request doesn't have any more data
1436  *     %true  - this request has more data
1437  **/
1438 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1439                 unsigned int nr_bytes)
1440 {
1441         int total_bytes;
1442
1443         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1444
1445         if (!req->bio)
1446                 return false;
1447
1448 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1449         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1450             error == BLK_STS_OK)
1451                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1452 #endif
1453
1454         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1455                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1456                 print_req_error(req, error, __func__);
1457
1458         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1459
1460         total_bytes = 0;
1461         while (req->bio) {
1462                 struct bio *bio = req->bio;
1463                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1464
1465                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1466                         req->bio = bio->bi_next;
1467
1468                 /* Completion has already been traced */
1469                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1470                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1471
1472                 total_bytes += bio_bytes;
1473                 nr_bytes -= bio_bytes;
1474
1475                 if (!nr_bytes)
1476                         break;
1477         }
1478
1479         /*
1480          * completely done
1481          */
1482         if (!req->bio) {
1483                 /*
1484                  * Reset counters so that the request stacking driver
1485                  * can find how many bytes remain in the request
1486                  * later.
1487                  */
1488                 req->__data_len = 0;
1489                 return false;
1490         }
1491
1492         req->__data_len -= total_bytes;
1493
1494         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1495         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1496                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1497
1498         /* mixed attributes always follow the first bio */
1499         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1500                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1501                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1502         }
1503
1504         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1505                 /*
1506                  * If total number of sectors is less than the first segment
1507                  * size, something has gone terribly wrong.
1508                  */
1509                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1510                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1511                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1512                 }
1513
1514                 /* recalculate the number of segments */
1515                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1516         }
1517
1518         return true;
1519 }
1520 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1521
1522 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1523 /**
1524  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1525  * @rq: the request to be flushed
1526  *
1527  * Description:
1528  *     Flush all pages in @rq.
1529  */
1530 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1531 {
1532         struct req_iterator iter;
1533         struct bio_vec bvec;
1534
1535         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1536                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1537 }
1538 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1539 #endif
1540
1541 /**
1542  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1543  * @q : the queue of the device being checked
1544  *
1545  * Description:
1546  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1547  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1548  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1549  *
1550  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1551  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1552  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1553  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1554  *    on burst I/O load.
1555  *
1556  * Return:
1557  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1558  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1559  */
1560 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1561 {
1562         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1563                 return q->mq_ops->busy(q);
1564
1565         return 0;
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1568
1569 /**
1570  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1571  * @rq: the clone request to be cleaned up
1572  *
1573  * Description:
1574  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1575  */
1576 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1577 {
1578         struct bio *bio;
1579
1580         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1581                 rq->bio = bio->bi_next;
1582
1583                 bio_put(bio);
1584         }
1585 }
1586 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1587
1588 /**
1589  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1590  * @rq: the request to be setup
1591  * @rq_src: original request to be cloned
1592  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1593  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1594  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1595  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1596  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1597  *
1598  * Description:
1599  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1600  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1601  *     and the cloned bios just point same pages.
1602  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1603  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1604  */
1605 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1606                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1607                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1608                       void *data)
1609 {
1610         struct bio *bio, *bio_src;
1611
1612         if (!bs)
1613                 bs = &fs_bio_set;
1614
1615         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1616                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1617                 if (!bio)
1618                         goto free_and_out;
1619
1620                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1621                         goto free_and_out;
1622
1623                 if (rq->bio) {
1624                         rq->biotail->bi_next = bio;
1625                         rq->biotail = bio;
1626                 } else
1627                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1628         }
1629
1630         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1631         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1632         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1633         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1634                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1635                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1636         }
1637         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1638         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1639         rq->extra_len = rq_src->extra_len;
1640
1641         return 0;
1642
1643 free_and_out:
1644         if (bio)
1645                 bio_put(bio);
1646         blk_rq_unprep_clone(rq);
1647
1648         return -ENOMEM;
1649 }
1650 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1651
1652 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1653 {
1654         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1655 }
1656 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1657
1658 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1659                                 unsigned long delay)
1660 {
1661         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1664
1665 /**
1666  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1667  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1668  *
1669  * Description:
1670  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1671  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1672  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1673  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1674  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1675  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1676  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1677  *   the task schedules (see below).
1678  *
1679  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1680  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1681  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1682  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1683  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1684  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1685  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1686  *   this kind of deadlock.
1687  */
1688 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1689 {
1690         struct task_struct *tsk = current;
1691
1692         /*
1693          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1694          */
1695         if (tsk->plug)
1696                 return;
1697
1698         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1699         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1700         plug->rq_count = 0;
1701         plug->multiple_queues = false;
1702
1703         /*
1704          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1705          * preempt will imply a full memory barrier
1706          */
1707         tsk->plug = plug;
1708 }
1709 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1710
1711 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1712 {
1713         LIST_HEAD(callbacks);
1714
1715         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1716                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1717
1718                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1719                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1720                                                           struct blk_plug_cb,
1721                                                           list);
1722                         list_del(&cb->list);
1723                         cb->callback(cb, from_schedule);
1724                 }
1725         }
1726 }
1727
1728 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1729                                       int size)
1730 {
1731         struct blk_plug *plug = current->plug;
1732         struct blk_plug_cb *cb;
1733
1734         if (!plug)
1735                 return NULL;
1736
1737         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1738                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1739                         return cb;
1740
1741         /* Not currently on the callback list */
1742         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1743         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1744         if (cb) {
1745                 cb->data = data;
1746                 cb->callback = unplug;
1747                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1748         }
1749         return cb;
1750 }
1751 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1752
1753 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1754 {
1755         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1756
1757         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1758                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1759 }
1760
1761 /**
1762  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1763  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1764  *
1765  * Description:
1766  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1767  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1768  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1769  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1770  */
1771 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1772 {
1773         if (plug != current->plug)
1774                 return;
1775         blk_flush_plug_list(plug, false);
1776
1777         current->plug = NULL;
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1780
1781 int __init blk_dev_init(void)
1782 {
1783         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1784         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1785                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1786         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1787                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1788
1789         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1790         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1791                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1792         if (!kblockd_workqueue)
1793                 panic("Failed to create kblockd\n");
1794
1795         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1796                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1797
1798 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1799         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1800 #endif
1801
1802         return 0;
1803 }