block: introduce part_[begin|end]_io_acct
[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 #include <linux/sched/sysctl.h>
43 #include <linux/blk-crypto.h>
44
45 #define CREATE_TRACE_POINTS
46 #include <trace/events/block.h>
47
48 #include "blk.h"
49 #include "blk-mq.h"
50 #include "blk-mq-sched.h"
51 #include "blk-pm.h"
52 #include "blk-rq-qos.h"
53
54 struct dentry *blk_debugfs_root;
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 = BLK_MQ_NO_TAG;
120         rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
121         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
122         rq->part = NULL;
123         refcount_set(&rq->ref, 1);
124         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
125 }
126 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
127
128 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
129 static const char *const blk_op_name[] = {
130         REQ_OP_NAME(READ),
131         REQ_OP_NAME(WRITE),
132         REQ_OP_NAME(FLUSH),
133         REQ_OP_NAME(DISCARD),
134         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
138         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
139         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
140         REQ_OP_NAME(ZONE_APPEND),
141         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
142         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
143         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
144         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
145         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
146         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
147 };
148 #undef REQ_OP_NAME
149
150 /**
151  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
152  * @op: REQ_OP_XXX.
153  *
154  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
155  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
156  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
157  */
158 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
159 {
160         const char *op_str = "UNKNOWN";
161
162         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
163                 op_str = blk_op_name[op];
164
165         return op_str;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
168
169 static const struct {
170         int             errno;
171         const char      *name;
172 } blk_errors[] = {
173         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
174         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
175         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
176         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
177         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
178         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
179         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
180         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
181         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
182         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
183         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
184         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
185
186         /* device mapper special case, should not leak out: */
187         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
188
189         /* everything else not covered above: */
190         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
191 };
192
193 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
194 {
195         int i;
196
197         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
198                 if (blk_errors[i].errno == errno)
199                         return (__force blk_status_t)i;
200         }
201
202         return BLK_STS_IOERR;
203 }
204 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
205
206 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
207 {
208         int idx = (__force int)status;
209
210         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
211                 return -EIO;
212         return blk_errors[idx].errno;
213 }
214 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
215
216 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
217                 const char *caller)
218 {
219         int idx = (__force int)status;
220
221         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
222                 return;
223
224         printk_ratelimited(KERN_ERR
225                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
226                 "phys_seg %u prio class %u\n",
227                 caller, blk_errors[idx].name,
228                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
229                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
230                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
231                 req->nr_phys_segments,
232                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
233 }
234
235 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
236                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
237 {
238         if (error)
239                 bio->bi_status = error;
240
241         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
242                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
243
244         bio_advance(bio, nbytes);
245
246         if (req_op(rq) == REQ_OP_ZONE_APPEND && error == BLK_STS_OK) {
247                 /*
248                  * Partial zone append completions cannot be supported as the
249                  * BIO fragments may end up not being written sequentially.
250                  */
251                 if (bio->bi_iter.bi_size)
252                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
253                 else
254                         bio->bi_iter.bi_sector = rq->__sector;
255         }
256
257         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
258         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
259                 bio_endio(bio);
260 }
261
262 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
263 {
264         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
265                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
266                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
267
268         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
269                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
270                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
271         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
272                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
275
276 /**
277  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
278  * @q: the queue
279  *
280  * Description:
281  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
282  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
283  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
284  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
285  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
286  *     that its ->submit_bio will not re-add plugging prior to calling
287  *     this function.
288  *
289  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
290  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
291  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
292  *
293  */
294 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
295 {
296         del_timer_sync(&q->timeout);
297         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
300
301 /**
302  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
303  * @q: request queue pointer
304  */
305 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
306 {
307         atomic_inc(&q->pm_only);
308 }
309 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
310
311 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
312 {
313         int pm_only;
314
315         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
316         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
317         if (pm_only == 0)
318                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
319 }
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
321
322 /**
323  * blk_put_queue - decrement the request_queue refcount
324  * @q: the request_queue structure to decrement the refcount for
325  *
326  * Decrements the refcount of the request_queue kobject. When this reaches 0
327  * we'll have blk_release_queue() called.
328  *
329  * Context: Any context, but the last reference must not be dropped from
330  *          atomic context.
331  */
332 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
333 {
334         kobject_put(&q->kobj);
335 }
336 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
337
338 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
339 {
340         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
341
342         /*
343          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
344          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
345          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
346          */
347         blk_freeze_queue_start(q);
348
349         if (queue_is_mq(q))
350                 blk_mq_wake_waiters(q);
351
352         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
353         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
354 }
355 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
356
357 /**
358  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
359  * @q: request queue to shutdown
360  *
361  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
362  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
363  *
364  * Context: can sleep
365  */
366 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
367 {
368         /* cannot be called from atomic context */
369         might_sleep();
370
371         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
372
373         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
374         blk_set_queue_dying(q);
375
376         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
377         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
378
379         /*
380          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
381          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
382          * after draining finished.
383          */
384         blk_freeze_queue(q);
385
386         rq_qos_exit(q);
387
388         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
389
390         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
391         blk_flush_integrity();
392
393         /* @q won't process any more request, flush async actions */
394         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
395         blk_sync_queue(q);
396
397         if (queue_is_mq(q))
398                 blk_mq_exit_queue(q);
399
400         /*
401          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
402          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
403          * requests, so free the pool now.
404          *
405          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
406          * it is safe to free requests now.
407          */
408         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
409         if (q->elevator)
410                 blk_mq_sched_free_requests(q);
411         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
412
413         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
414
415         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
416         blk_put_queue(q);
417 }
418 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
419
420 /**
421  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
422  * @q: request queue pointer
423  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
424  */
425 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
426 {
427         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
428
429         while (true) {
430                 bool success = false;
431
432                 rcu_read_lock();
433                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
434                         /*
435                          * The code that increments the pm_only counter is
436                          * responsible for ensuring that that counter is
437                          * globally visible before the queue is unfrozen.
438                          */
439                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
440                                 success = true;
441                         } else {
442                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
443                         }
444                 }
445                 rcu_read_unlock();
446
447                 if (success)
448                         return 0;
449
450                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
451                         return -EBUSY;
452
453                 /*
454                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
455                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
456                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
457                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
458                  * never return if the two reads are reordered.
459                  */
460                 smp_rmb();
461
462                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
463                            (!q->mq_freeze_depth &&
464                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
465                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
466                            blk_queue_dying(q));
467                 if (blk_queue_dying(q))
468                         return -ENODEV;
469         }
470 }
471
472 static inline int bio_queue_enter(struct bio *bio)
473 {
474         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
475         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
476         int ret;
477
478         ret = blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0);
479         if (unlikely(ret)) {
480                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
481                         bio_wouldblock_error(bio);
482                 else
483                         bio_io_error(bio);
484         }
485
486         return ret;
487 }
488
489 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
490 {
491         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
492 }
493
494 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
495 {
496         struct request_queue *q =
497                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
498
499         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
500 }
501
502 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
503 {
504         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
505
506         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
507 }
508
509 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
510 {
511 }
512
513 struct request_queue *blk_alloc_queue(int node_id)
514 {
515         struct request_queue *q;
516         int ret;
517
518         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
519                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
520         if (!q)
521                 return NULL;
522
523         q->last_merge = NULL;
524
525         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
526         if (q->id < 0)
527                 goto fail_q;
528
529         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
530         if (ret)
531                 goto fail_id;
532
533         q->backing_dev_info = bdi_alloc(node_id);
534         if (!q->backing_dev_info)
535                 goto fail_split;
536
537         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
538         if (!q->stats)
539                 goto fail_stats;
540
541         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
542         q->backing_dev_info->io_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
543         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
544         q->node = node_id;
545
546         atomic_set(&q->nr_active_requests_shared_sbitmap, 0);
547
548         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
549                     laptop_mode_timer_fn, 0);
550         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
551         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
552         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
553 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
554         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
555 #endif
556
557         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
558
559         mutex_init(&q->debugfs_mutex);
560         mutex_init(&q->sysfs_lock);
561         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
562         spin_lock_init(&q->queue_lock);
563
564         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
565         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
566
567         /*
568          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
569          * See blk_register_queue() for details.
570          */
571         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
572                                 blk_queue_usage_counter_release,
573                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
574                 goto fail_bdi;
575
576         if (blkcg_init_queue(q))
577                 goto fail_ref;
578
579         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
580         blk_set_default_limits(&q->limits);
581         q->nr_requests = BLKDEV_MAX_RQ;
582
583         return q;
584
585 fail_ref:
586         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
587 fail_bdi:
588         blk_free_queue_stats(q->stats);
589 fail_stats:
590         bdi_put(q->backing_dev_info);
591 fail_split:
592         bioset_exit(&q->bio_split);
593 fail_id:
594         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
595 fail_q:
596         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
597         return NULL;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
600
601 /**
602  * blk_get_queue - increment the request_queue refcount
603  * @q: the request_queue structure to increment the refcount for
604  *
605  * Increment the refcount of the request_queue kobject.
606  *
607  * Context: Any context.
608  */
609 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
610 {
611         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
612                 __blk_get_queue(q);
613                 return true;
614         }
615
616         return false;
617 }
618 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
619
620 /**
621  * blk_get_request - allocate a request
622  * @q: request queue to allocate a request for
623  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
624  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
625  */
626 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
627                                 blk_mq_req_flags_t flags)
628 {
629         struct request *req;
630
631         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
632         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
633
634         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
635         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
636                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
637
638         return req;
639 }
640 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
641
642 void blk_put_request(struct request *req)
643 {
644         blk_mq_free_request(req);
645 }
646 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
647
648 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
649 {
650         char b[BDEVNAME_SIZE];
651
652         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
653         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
654                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
655                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
656                         (long long)maxsector);
657 }
658
659 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
660
661 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
662
663 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
664 {
665         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
666 }
667 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
668
669 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
670 {
671         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
672 }
673
674 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
675 {
676         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
677                                                 NULL, &fail_make_request);
678
679         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
680 }
681
682 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
683
684 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
685
686 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
687                                         unsigned int bytes)
688 {
689         return false;
690 }
691
692 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
693
694 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
695 {
696         const int op = bio_op(bio);
697
698         if (part->policy && op_is_write(op)) {
699                 char b[BDEVNAME_SIZE];
700
701                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
702                         return false;
703
704                 WARN_ONCE(1,
705                        "Trying to write to read-only block-device %s (partno %d)\n",
706                         bio_devname(bio, b), part->partno);
707                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
708                 return false;
709         }
710
711         return false;
712 }
713
714 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
715 {
716         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
717                 return -EIO;
718         return 0;
719 }
720 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
721
722 /*
723  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
724  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
725  * the device, e.g., when mounting a file system.
726  */
727 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
728 {
729         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
730
731         if (nr_sectors && maxsector &&
732             (nr_sectors > maxsector ||
733              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
734                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
735                 return -EIO;
736         }
737         return 0;
738 }
739
740 /*
741  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
742  */
743 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
744 {
745         struct hd_struct *p;
746         int ret = -EIO;
747
748         rcu_read_lock();
749         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
750         if (unlikely(!p))
751                 goto out;
752         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
753                 goto out;
754         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
755                 goto out;
756
757         if (bio_sectors(bio)) {
758                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
759                         goto out;
760                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
761                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
762                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
763         }
764         bio->bi_partno = 0;
765         ret = 0;
766 out:
767         rcu_read_unlock();
768         return ret;
769 }
770
771 /*
772  * Check write append to a zoned block device.
773  */
774 static inline blk_status_t blk_check_zone_append(struct request_queue *q,
775                                                  struct bio *bio)
776 {
777         sector_t pos = bio->bi_iter.bi_sector;
778         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
779
780         /* Only applicable to zoned block devices */
781         if (!blk_queue_is_zoned(q))
782                 return BLK_STS_NOTSUPP;
783
784         /* The bio sector must point to the start of a sequential zone */
785         if (pos & (blk_queue_zone_sectors(q) - 1) ||
786             !blk_queue_zone_is_seq(q, pos))
787                 return BLK_STS_IOERR;
788
789         /*
790          * Not allowed to cross zone boundaries. Otherwise, the BIO will be
791          * split and could result in non-contiguous sectors being written in
792          * different zones.
793          */
794         if (nr_sectors > q->limits.chunk_sectors)
795                 return BLK_STS_IOERR;
796
797         /* Make sure the BIO is small enough and will not get split */
798         if (nr_sectors > q->limits.max_zone_append_sectors)
799                 return BLK_STS_IOERR;
800
801         bio->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
802
803         return BLK_STS_OK;
804 }
805
806 static noinline_for_stack bool submit_bio_checks(struct bio *bio)
807 {
808         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
809         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
810         struct blk_plug *plug;
811
812         might_sleep();
813
814         plug = blk_mq_plug(q, bio);
815         if (plug && plug->nowait)
816                 bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
817
818         /*
819          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
820          * if queue is not a request based queue.
821          */
822         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
823                 goto not_supported;
824
825         if (should_fail_bio(bio))
826                 goto end_io;
827
828         if (bio->bi_partno) {
829                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
830                         goto end_io;
831         } else {
832                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
833                         goto end_io;
834                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
835                         goto end_io;
836         }
837
838         /*
839          * Filter flush bio's early so that bio based drivers without flush
840          * support don't have to worry about them.
841          */
842         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
843             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
844                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
845                 if (!bio_sectors(bio)) {
846                         status = BLK_STS_OK;
847                         goto end_io;
848                 }
849         }
850
851         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
852                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
853
854         switch (bio_op(bio)) {
855         case REQ_OP_DISCARD:
856                 if (!blk_queue_discard(q))
857                         goto not_supported;
858                 break;
859         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
860                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
861                         goto not_supported;
862                 break;
863         case REQ_OP_WRITE_SAME:
864                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
865                         goto not_supported;
866                 break;
867         case REQ_OP_ZONE_APPEND:
868                 status = blk_check_zone_append(q, bio);
869                 if (status != BLK_STS_OK)
870                         goto end_io;
871                 break;
872         case REQ_OP_ZONE_RESET:
873         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
874         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
875         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
876                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
877                         goto not_supported;
878                 break;
879         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
880                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
881                         goto not_supported;
882                 break;
883         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
884                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
885                         goto not_supported;
886                 break;
887         default:
888                 break;
889         }
890
891         /*
892          * Various block parts want %current->io_context, so allocate it up
893          * front rather than dealing with lots of pain to allocate it only
894          * where needed. This may fail and the block layer knows how to live
895          * with it.
896          */
897         if (unlikely(!current->io_context))
898                 create_task_io_context(current, GFP_ATOMIC, q->node);
899
900         if (blk_throtl_bio(bio)) {
901                 blkcg_bio_issue_init(bio);
902                 return false;
903         }
904
905         blk_cgroup_bio_start(bio);
906         blkcg_bio_issue_init(bio);
907
908         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
909                 trace_block_bio_queue(q, bio);
910                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
911                  * completion as well.
912                  */
913                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
914         }
915         return true;
916
917 not_supported:
918         status = BLK_STS_NOTSUPP;
919 end_io:
920         bio->bi_status = status;
921         bio_endio(bio);
922         return false;
923 }
924
925 static blk_qc_t __submit_bio(struct bio *bio)
926 {
927         struct gendisk *disk = bio->bi_disk;
928         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
929
930         if (blk_crypto_bio_prep(&bio)) {
931                 if (!disk->fops->submit_bio)
932                         return blk_mq_submit_bio(bio);
933                 ret = disk->fops->submit_bio(bio);
934         }
935         blk_queue_exit(disk->queue);
936         return ret;
937 }
938
939 /*
940  * The loop in this function may be a bit non-obvious, and so deserves some
941  * explanation:
942  *
943  *  - Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers ensure
944  *    that), so we have a list with a single bio.
945  *  - We pretend that we have just taken it off a longer list, so we assign
946  *    bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack, thus initialising the
947  *    bio_list of new bios to be added.  ->submit_bio() may indeed add some more
948  *    bios through a recursive call to submit_bio_noacct.  If it did, we find a
949  *    non-NULL value in bio_list and re-enter the loop from the top.
950  *  - In this case we really did just take the bio of the top of the list (no
951  *    pretending) and so remove it from bio_list, and call into ->submit_bio()
952  *    again.
953  *
954  * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current ->submit_bio.
955  * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before the current
956  *      ->submit_bio_bio, but that haven't been processed yet.
957  */
958 static blk_qc_t __submit_bio_noacct(struct bio *bio)
959 {
960         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
961         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
962
963         BUG_ON(bio->bi_next);
964
965         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
966         current->bio_list = bio_list_on_stack;
967
968         do {
969                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
970                 struct bio_list lower, same;
971
972                 if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
973                         continue;
974
975                 /*
976                  * Create a fresh bio_list for all subordinate requests.
977                  */
978                 bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
979                 bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
980
981                 ret = __submit_bio(bio);
982
983                 /*
984                  * Sort new bios into those for a lower level and those for the
985                  * same level.
986                  */
987                 bio_list_init(&lower);
988                 bio_list_init(&same);
989                 while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
990                         if (q == bio->bi_disk->queue)
991                                 bio_list_add(&same, bio);
992                         else
993                                 bio_list_add(&lower, bio);
994
995                 /*
996                  * Now assemble so we handle the lowest level first.
997                  */
998                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
999                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1000                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1001         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])));
1002
1003         current->bio_list = NULL;
1004         return ret;
1005 }
1006
1007 static blk_qc_t __submit_bio_noacct_mq(struct bio *bio)
1008 {
1009         struct bio_list bio_list[2] = { };
1010         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1011
1012         current->bio_list = bio_list;
1013
1014         do {
1015                 struct gendisk *disk = bio->bi_disk;
1016
1017                 if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
1018                         continue;
1019
1020                 if (!blk_crypto_bio_prep(&bio)) {
1021                         blk_queue_exit(disk->queue);
1022                         ret = BLK_QC_T_NONE;
1023                         continue;
1024                 }
1025
1026                 ret = blk_mq_submit_bio(bio);
1027         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list[0])));
1028
1029         current->bio_list = NULL;
1030         return ret;
1031 }
1032
1033 /**
1034  * submit_bio_noacct - re-submit a bio to the block device layer for I/O
1035  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1036  *
1037  * This is a version of submit_bio() that shall only be used for I/O that is
1038  * resubmitted to lower level drivers by stacking block drivers.  All file
1039  * systems and other upper level users of the block layer should use
1040  * submit_bio() instead.
1041  */
1042 blk_qc_t submit_bio_noacct(struct bio *bio)
1043 {
1044         if (!submit_bio_checks(bio))
1045                 return BLK_QC_T_NONE;
1046
1047         /*
1048          * We only want one ->submit_bio to be active at a time, else stack
1049          * usage with stacked devices could be a problem.  Use current->bio_list
1050          * to collect a list of requests submited by a ->submit_bio method while
1051          * it is active, and then process them after it returned.
1052          */
1053         if (current->bio_list) {
1054                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1055                 return BLK_QC_T_NONE;
1056         }
1057
1058         if (!bio->bi_disk->fops->submit_bio)
1059                 return __submit_bio_noacct_mq(bio);
1060         return __submit_bio_noacct(bio);
1061 }
1062 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_noacct);
1063
1064 /**
1065  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1066  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1067  *
1068  * submit_bio() is used to submit I/O requests to block devices.  It is passed a
1069  * fully set up &struct bio that describes the I/O that needs to be done.  The
1070  * bio will be send to the device described by the bi_disk and bi_partno fields.
1071  *
1072  * The success/failure status of the request, along with notification of
1073  * completion, is delivered asynchronously through the ->bi_end_io() callback
1074  * in @bio.  The bio must NOT be touched by thecaller until ->bi_end_io() has
1075  * been called.
1076  */
1077 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1078 {
1079         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1080                 return BLK_QC_T_NONE;
1081
1082         /*
1083          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1084          * go through the normal accounting stuff before submission.
1085          */
1086         if (bio_has_data(bio)) {
1087                 unsigned int count;
1088
1089                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1090                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1091                 else
1092                         count = bio_sectors(bio);
1093
1094                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1095                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1096                 } else {
1097                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1098                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1099                 }
1100
1101                 if (unlikely(block_dump)) {
1102                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1103                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1104                         current->comm, task_pid_nr(current),
1105                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1106                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1107                                 bio_devname(bio, b), count);
1108                 }
1109         }
1110
1111         /*
1112          * If we're reading data that is part of the userspace workingset, count
1113          * submission time as memory stall.  When the device is congested, or
1114          * the submitting cgroup IO-throttled, submission can be a significant
1115          * part of overall IO time.
1116          */
1117         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_READ &&
1118             bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))) {
1119                 unsigned long pflags;
1120                 blk_qc_t ret;
1121
1122                 psi_memstall_enter(&pflags);
1123                 ret = submit_bio_noacct(bio);
1124                 psi_memstall_leave(&pflags);
1125
1126                 return ret;
1127         }
1128
1129         return submit_bio_noacct(bio);
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1132
1133 /**
1134  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1135  *                              for the new queue limits
1136  * @q:  the queue
1137  * @rq: the request being checked
1138  *
1139  * Description:
1140  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1141  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1142  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1143  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1144  *    the insertion using this generic function.
1145  *
1146  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1147  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1148  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1149  */
1150 static blk_status_t blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1151                                       struct request *rq)
1152 {
1153         unsigned int max_sectors = blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1154
1155         if (blk_rq_sectors(rq) > max_sectors) {
1156                 /*
1157                  * SCSI device does not have a good way to return if
1158                  * Write Same/Zero is actually supported. If a device rejects
1159                  * a non-read/write command (discard, write same,etc.) the
1160                  * low-level device driver will set the relevant queue limit to
1161                  * 0 to prevent blk-lib from issuing more of the offending
1162                  * operations. Commands queued prior to the queue limit being
1163                  * reset need to be completed with BLK_STS_NOTSUPP to avoid I/O
1164                  * errors being propagated to upper layers.
1165                  */
1166                 if (max_sectors == 0)
1167                         return BLK_STS_NOTSUPP;
1168
1169                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1170                         __func__, blk_rq_sectors(rq), max_sectors);
1171                 return BLK_STS_IOERR;
1172         }
1173
1174         /*
1175          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1176          * may differ from that of other stacking queues.
1177          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1178          * limitation.
1179          */
1180         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1181         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1182                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1183                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1184                 return BLK_STS_IOERR;
1185         }
1186
1187         return BLK_STS_OK;
1188 }
1189
1190 /**
1191  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1192  * @q:  the queue to submit the request
1193  * @rq: the request being queued
1194  */
1195 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1196 {
1197         blk_status_t ret;
1198
1199         ret = blk_cloned_rq_check_limits(q, rq);
1200         if (ret != BLK_STS_OK)
1201                 return ret;
1202
1203         if (rq->rq_disk &&
1204             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1205                 return BLK_STS_IOERR;
1206
1207         if (blk_crypto_insert_cloned_request(rq))
1208                 return BLK_STS_IOERR;
1209
1210         if (blk_queue_io_stat(q))
1211                 blk_account_io_start(rq);
1212
1213         /*
1214          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1215          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1216          * insert.
1217          */
1218         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1219 }
1220 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1221
1222 /**
1223  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1224  * @rq: request to examine
1225  *
1226  * Description:
1227  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1228  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1229  *     can be failed from the beginning of the request without
1230  *     crossing into area which need to be retried further.
1231  *
1232  * Return:
1233  *     The number of bytes to fail.
1234  */
1235 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1236 {
1237         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1238         unsigned int bytes = 0;
1239         struct bio *bio;
1240
1241         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1242                 return blk_rq_bytes(rq);
1243
1244         /*
1245          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1246          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1247          * which have all the failfast bits that the first one has -
1248          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1249          * one.
1250          */
1251         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1252                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1253                         break;
1254                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1255         }
1256
1257         /* this could lead to infinite loop */
1258         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1259         return bytes;
1260 }
1261 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1262
1263 static void update_io_ticks(struct hd_struct *part, unsigned long now, bool end)
1264 {
1265         unsigned long stamp;
1266 again:
1267         stamp = READ_ONCE(part->stamp);
1268         if (unlikely(stamp != now)) {
1269                 if (likely(cmpxchg(&part->stamp, stamp, now) == stamp))
1270                         __part_stat_add(part, io_ticks, end ? now - stamp : 1);
1271         }
1272         if (part->partno) {
1273                 part = &part_to_disk(part)->part0;
1274                 goto again;
1275         }
1276 }
1277
1278 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1279 {
1280         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1281                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1282                 struct hd_struct *part;
1283
1284                 part_stat_lock();
1285                 part = req->part;
1286                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1287                 part_stat_unlock();
1288         }
1289 }
1290
1291 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1292 {
1293         /*
1294          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1295          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1296          * containing request is enough.
1297          */
1298         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1299             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1300                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1301                 struct hd_struct *part;
1302
1303                 part_stat_lock();
1304                 part = req->part;
1305
1306                 update_io_ticks(part, jiffies, true);
1307                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1308                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1309                 part_stat_unlock();
1310
1311                 hd_struct_put(part);
1312         }
1313 }
1314
1315 void blk_account_io_start(struct request *rq)
1316 {
1317         if (!blk_do_io_stat(rq))
1318                 return;
1319
1320         rq->part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1321
1322         part_stat_lock();
1323         update_io_ticks(rq->part, jiffies, false);
1324         part_stat_unlock();
1325 }
1326
1327 static unsigned long __part_start_io_acct(struct hd_struct *part,
1328                                           unsigned int sectors, unsigned int op)
1329 {
1330         const int sgrp = op_stat_group(op);
1331         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1332
1333         part_stat_lock();
1334         update_io_ticks(part, now, false);
1335         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1336         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1337         part_stat_local_inc(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1338         part_stat_unlock();
1339
1340         return now;
1341 }
1342
1343 unsigned long part_start_io_acct(struct gendisk *disk, struct hd_struct **part,
1344                                  struct bio *bio)
1345 {
1346         *part = disk_map_sector_rcu(disk, bio->bi_iter.bi_sector);
1347
1348         return __part_start_io_acct(*part, bio_sectors(bio), bio_op(bio));
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_start_io_acct);
1351
1352 unsigned long disk_start_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int sectors,
1353                                  unsigned int op)
1354 {
1355         return __part_start_io_acct(&disk->part0, sectors, op);
1356 }
1357 EXPORT_SYMBOL(disk_start_io_acct);
1358
1359 static void __part_end_io_acct(struct hd_struct *part, unsigned int op,
1360                                unsigned long start_time)
1361 {
1362         const int sgrp = op_stat_group(op);
1363         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1364         unsigned long duration = now - start_time;
1365
1366         part_stat_lock();
1367         update_io_ticks(part, now, true);
1368         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1369         part_stat_local_dec(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1370         part_stat_unlock();
1371 }
1372
1373 void part_end_io_acct(struct hd_struct *part, struct bio *bio,
1374                       unsigned long start_time)
1375 {
1376         __part_end_io_acct(part, bio_op(bio), start_time);
1377         hd_struct_put(part);
1378 }
1379 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_end_io_acct);
1380
1381 void disk_end_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int op,
1382                       unsigned long start_time)
1383 {
1384         __part_end_io_acct(&disk->part0, op, start_time);
1385 }
1386 EXPORT_SYMBOL(disk_end_io_acct);
1387
1388 /*
1389  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1390  * The request must not have been partially completed before.
1391  */
1392 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1393 {
1394         if (rq->bio) {
1395                 if (list->tail)
1396                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1397                 else
1398                         list->head = rq->bio;
1399                 list->tail = rq->biotail;
1400
1401                 rq->bio = NULL;
1402                 rq->biotail = NULL;
1403         }
1404
1405         rq->__data_len = 0;
1406 }
1407 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1408
1409 /**
1410  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1411  * @req:      the request being processed
1412  * @error:    block status code
1413  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1414  *
1415  * Description:
1416  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1417  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1418  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1419  *
1420  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1421  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1422  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1423  *
1424  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1425  *     %false return from this function.
1426  *
1427  * Note:
1428  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1429  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1430  *
1431  * Return:
1432  *     %false - this request doesn't have any more data
1433  *     %true  - this request has more data
1434  **/
1435 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1436                 unsigned int nr_bytes)
1437 {
1438         int total_bytes;
1439
1440         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1441
1442         if (!req->bio)
1443                 return false;
1444
1445 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1446         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1447             error == BLK_STS_OK)
1448                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1449 #endif
1450
1451         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1452                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1453                 print_req_error(req, error, __func__);
1454
1455         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1456
1457         total_bytes = 0;
1458         while (req->bio) {
1459                 struct bio *bio = req->bio;
1460                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1461
1462                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1463                         req->bio = bio->bi_next;
1464
1465                 /* Completion has already been traced */
1466                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1467                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1468
1469                 total_bytes += bio_bytes;
1470                 nr_bytes -= bio_bytes;
1471
1472                 if (!nr_bytes)
1473                         break;
1474         }
1475
1476         /*
1477          * completely done
1478          */
1479         if (!req->bio) {
1480                 /*
1481                  * Reset counters so that the request stacking driver
1482                  * can find how many bytes remain in the request
1483                  * later.
1484                  */
1485                 req->__data_len = 0;
1486                 return false;
1487         }
1488
1489         req->__data_len -= total_bytes;
1490
1491         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1492         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1493                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1494
1495         /* mixed attributes always follow the first bio */
1496         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1497                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1498                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1499         }
1500
1501         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1502                 /*
1503                  * If total number of sectors is less than the first segment
1504                  * size, something has gone terribly wrong.
1505                  */
1506                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1507                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1508                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1509                 }
1510
1511                 /* recalculate the number of segments */
1512                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1513         }
1514
1515         return true;
1516 }
1517 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1518
1519 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1520 /**
1521  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1522  * @rq: the request to be flushed
1523  *
1524  * Description:
1525  *     Flush all pages in @rq.
1526  */
1527 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1528 {
1529         struct req_iterator iter;
1530         struct bio_vec bvec;
1531
1532         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1533                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1534 }
1535 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1536 #endif
1537
1538 /**
1539  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1540  * @q : the queue of the device being checked
1541  *
1542  * Description:
1543  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1544  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1545  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1546  *
1547  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1548  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1549  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1550  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1551  *    on burst I/O load.
1552  *
1553  * Return:
1554  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1555  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1556  */
1557 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1558 {
1559         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1560                 return q->mq_ops->busy(q);
1561
1562         return 0;
1563 }
1564 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1565
1566 /**
1567  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1568  * @rq: the clone request to be cleaned up
1569  *
1570  * Description:
1571  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1572  */
1573 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1574 {
1575         struct bio *bio;
1576
1577         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1578                 rq->bio = bio->bi_next;
1579
1580                 bio_put(bio);
1581         }
1582 }
1583 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1584
1585 /**
1586  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1587  * @rq: the request to be setup
1588  * @rq_src: original request to be cloned
1589  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1590  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1591  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1592  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1593  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1594  *
1595  * Description:
1596  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1597  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1598  *     and the cloned bios just point same pages.
1599  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1600  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1601  */
1602 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1603                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1604                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1605                       void *data)
1606 {
1607         struct bio *bio, *bio_src;
1608
1609         if (!bs)
1610                 bs = &fs_bio_set;
1611
1612         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1613                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1614                 if (!bio)
1615                         goto free_and_out;
1616
1617                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1618                         goto free_and_out;
1619
1620                 if (rq->bio) {
1621                         rq->biotail->bi_next = bio;
1622                         rq->biotail = bio;
1623                 } else
1624                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1625         }
1626
1627         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1628         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1629         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1630         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1631                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1632                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1633         }
1634         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1635         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1636
1637         if (rq->bio)
1638                 blk_crypto_rq_bio_prep(rq, rq->bio, gfp_mask);
1639
1640         return 0;
1641
1642 free_and_out:
1643         if (bio)
1644                 bio_put(bio);
1645         blk_rq_unprep_clone(rq);
1646
1647         return -ENOMEM;
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1650
1651 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1652 {
1653         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1654 }
1655 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1656
1657 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1658                                 unsigned long delay)
1659 {
1660         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1661 }
1662 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1663
1664 /**
1665  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1666  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1667  *
1668  * Description:
1669  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1670  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1671  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1672  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1673  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1674  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1675  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1676  *   the task schedules (see below).
1677  *
1678  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1679  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1680  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1681  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1682  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1683  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1684  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1685  *   this kind of deadlock.
1686  */
1687 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1688 {
1689         struct task_struct *tsk = current;
1690
1691         /*
1692          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1693          */
1694         if (tsk->plug)
1695                 return;
1696
1697         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1698         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1699         plug->rq_count = 0;
1700         plug->multiple_queues = false;
1701         plug->nowait = 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 void blk_io_schedule(void)
1782 {
1783         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1784         unsigned long timeout = sysctl_hung_task_timeout_secs * HZ / 2;
1785
1786         if (timeout)
1787                 io_schedule_timeout(timeout);
1788         else
1789                 io_schedule();
1790 }
1791 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_io_schedule);
1792
1793 int __init blk_dev_init(void)
1794 {
1795         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1796         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1797                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1798         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1799                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1800
1801         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1802         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1803                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1804         if (!kblockd_workqueue)
1805                 panic("Failed to create kblockd\n");
1806
1807         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1808                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1809
1810         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1811
1812         return 0;
1813 }