include/linux/blkdev.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _LINUX_BLKDEV_H
   3 #define _LINUX_BLKDEV_H
   4
   5 #include <linux/sched.h>
   6 #include <linux/sched/clock.h>
   7
   8 #ifdef CONFIG_BLOCK
   9
  10 #include <linux/major.h>
  11 #include <linux/genhd.h>
  12 #include <linux/list.h>
  13 #include <linux/llist.h>
  14 #include <linux/timer.h>
  15 #include <linux/workqueue.h>
  16 #include <linux/pagemap.h>
  17 #include <linux/backing-dev-defs.h>
  18 #include <linux/wait.h>
  19 #include <linux/mempool.h>
  20 #include <linux/pfn.h>
  21 #include <linux/bio.h>
  22 #include <linux/stringify.h>
  23 #include <linux/gfp.h>
  24 #include <linux/bsg.h>
  25 #include <linux/smp.h>
  26 #include <linux/rcupdate.h>
  27 #include <linux/percpu-refcount.h>
  28 #include <linux/scatterlist.h>
  29 #include <linux/blkzoned.h>
  30
  31 struct module;
  32 struct scsi_ioctl_command;
  33
  34 struct request_queue;
  35 struct elevator_queue;
  36 struct blk_trace;
  37 struct request;
  38 struct sg_io_hdr;
  39 struct bsg_job;
  40 struct blkcg_gq;
  41 struct blk_flush_queue;
  42 struct pr_ops;
  43 struct rq_qos;
  44 struct blk_queue_stats;
  45 struct blk_stat_callback;
  46
  47 #define BLKDEV_MIN_RQ   4
  48 #define BLKDEV_MAX_RQ   128     /* Default maximum */
  49
  50 /* Must be consistent with blk_mq_poll_stats_bkt() */
  51 #define BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS 16
  52
  53 /* Doing classic polling */
  54 #define BLK_MQ_POLL_CLASSIC -1
  55
  56 /*
  57  * Maximum number of blkcg policies allowed to be registered concurrently.
  58  * Defined here to simplify include dependency.
  59  */
  60 #define BLKCG_MAX_POLS          5
  61
  62 typedef void (rq_end_io_fn)(struct request *, blk_status_t);
  63
  64 /*
  65  * request flags */
  66 typedef __u32 __bitwise req_flags_t;
  67
  68 /* elevator knows about this request */
  69 #define RQF_SORTED              ((__force req_flags_t)(1 << 0))
  70 /* drive already may have started this one */
  71 #define RQF_STARTED             ((__force req_flags_t)(1 << 1))
  72 /* may not be passed by ioscheduler */
  73 #define RQF_SOFTBARRIER         ((__force req_flags_t)(1 << 3))
  74 /* request for flush sequence */
  75 #define RQF_FLUSH_SEQ           ((__force req_flags_t)(1 << 4))
  76 /* merge of different types, fail separately */
  77 #define RQF_MIXED_MERGE         ((__force req_flags_t)(1 << 5))
  78 /* track inflight for MQ */
  79 #define RQF_MQ_INFLIGHT         ((__force req_flags_t)(1 << 6))
  80 /* don't call prep for this one */
  81 #define RQF_DONTPREP            ((__force req_flags_t)(1 << 7))
  82 /* set for "ide_preempt" requests and also for requests for which the SCSI
  83    "quiesce" state must be ignored. */
  84 #define RQF_PREEMPT             ((__force req_flags_t)(1 << 8))
  85 /* contains copies of user pages */
  86 #define RQF_COPY_USER           ((__force req_flags_t)(1 << 9))
  87 /* vaguely specified driver internal error.  Ignored by the block layer */
  88 #define RQF_FAILED              ((__force req_flags_t)(1 << 10))
  89 /* don't warn about errors */
  90 #define RQF_QUIET               ((__force req_flags_t)(1 << 11))
  91 /* elevator private data attached */
  92 #define RQF_ELVPRIV             ((__force req_flags_t)(1 << 12))
  93 /* account into disk and partition IO statistics */
  94 #define RQF_IO_STAT             ((__force req_flags_t)(1 << 13))
  95 /* request came from our alloc pool */
  96 #define RQF_ALLOCED             ((__force req_flags_t)(1 << 14))
  97 /* runtime pm request */
  98 #define RQF_PM                  ((__force req_flags_t)(1 << 15))
  99 /* on IO scheduler merge hash */
 100 #define RQF_HASHED              ((__force req_flags_t)(1 << 16))
 101 /* track IO completion time */
 102 #define RQF_STATS               ((__force req_flags_t)(1 << 17))
 103 /* Look at ->special_vec for the actual data payload instead of the
 104    bio chain. */
 105 #define RQF_SPECIAL_PAYLOAD     ((__force req_flags_t)(1 << 18))
 106 /* The per-zone write lock is held for this request */
 107 #define RQF_ZONE_WRITE_LOCKED   ((__force req_flags_t)(1 << 19))
 108 /* already slept for hybrid poll */
 109 #define RQF_MQ_POLL_SLEPT       ((__force req_flags_t)(1 << 20))
 110 /* ->timeout has been called, don't expire again */
 111 #define RQF_TIMED_OUT           ((__force req_flags_t)(1 << 21))
 112
 113 /* flags that prevent us from merging requests: */
 114 #define RQF_NOMERGE_FLAGS \
 115         (RQF_STARTED | RQF_SOFTBARRIER | RQF_FLUSH_SEQ | RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 116
 117 /*
 118  * Request state for blk-mq.
 119  */
 120 enum mq_rq_state {
 121         MQ_RQ_IDLE              = 0,
 122         MQ_RQ_IN_FLIGHT         = 1,
 123         MQ_RQ_COMPLETE          = 2,
 124 };
 125
 126 /*
 127  * Try to put the fields that are referenced together in the same cacheline.
 128  *
 129  * If you modify this structure, make sure to update blk_rq_init() and
 130  * especially blk_mq_rq_ctx_init() to take care of the added fields.
 131  */
 132 struct request {
 133         struct request_queue *q;
 134         struct blk_mq_ctx *mq_ctx;
 135         struct blk_mq_hw_ctx *mq_hctx;
 136
 137         unsigned int cmd_flags;         /* op and common flags */
 138         req_flags_t rq_flags;
 139
 140         int tag;
 141         int internal_tag;
 142
 143         /* the following two fields are internal, NEVER access directly */
 144         unsigned int __data_len;        /* total data len */
 145         sector_t __sector;              /* sector cursor */
 146
 147         struct bio *bio;
 148         struct bio *biotail;
 149
 150         struct list_head queuelist;
 151
 152         /*
 153          * The hash is used inside the scheduler, and killed once the
 154          * request reaches the dispatch list. The ipi_list is only used
 155          * to queue the request for softirq completion, which is long
 156          * after the request has been unhashed (and even removed from
 157          * the dispatch list).
 158          */
 159         union {
 160                 struct hlist_node hash; /* merge hash */
 161                 struct list_head ipi_list;
 162         };
 163
 164         /*
 165          * The rb_node is only used inside the io scheduler, requests
 166          * are pruned when moved to the dispatch queue. So let the
 167          * completion_data share space with the rb_node.
 168          */
 169         union {
 170                 struct rb_node rb_node; /* sort/lookup */
 171                 struct bio_vec special_vec;
 172                 void *completion_data;
 173                 int error_count; /* for legacy drivers, don't use */
 174         };
 175
 176         /*
 177          * Three pointers are available for the IO schedulers, if they need
 178          * more they have to dynamically allocate it.  Flush requests are
 179          * never put on the IO scheduler. So let the flush fields share
 180          * space with the elevator data.
 181          */
 182         union {
 183                 struct {
 184                         struct io_cq            *icq;
 185                         void                    *priv[2];
 186                 } elv;
 187
 188                 struct {
 189                         unsigned int            seq;
 190                         struct list_head        list;
 191                         rq_end_io_fn            *saved_end_io;
 192                 } flush;
 193         };
 194
 195         struct gendisk *rq_disk;
 196         struct hd_struct *part;
 197 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
 198         /* Time that the first bio started allocating this request. */
 199         u64 alloc_time_ns;
 200 #endif
 201         /* Time that this request was allocated for this IO. */
 202         u64 start_time_ns;
 203         /* Time that I/O was submitted to the device. */
 204         u64 io_start_time_ns;
 205
 206 #ifdef CONFIG_BLK_WBT
 207         unsigned short wbt_flags;
 208 #endif
 209         /*
 210          * rq sectors used for blk stats. It has the same value
 211          * with blk_rq_sectors(rq), except that it never be zeroed
 212          * by completion.
 213          */
 214         unsigned short stats_sectors;
 215
 216         /*
 217          * Number of scatter-gather DMA addr+len pairs after
 218          * physical address coalescing is performed.
 219          */
 220         unsigned short nr_phys_segments;
 221
 222 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
 223         unsigned short nr_integrity_segments;
 224 #endif
 225
 226         unsigned short write_hint;
 227         unsigned short ioprio;
 228
 229         unsigned int extra_len; /* length of alignment and padding */
 230
 231         enum mq_rq_state state;
 232         refcount_t ref;
 233
 234         unsigned int timeout;
 235         unsigned long deadline;
 236
 237         union {
 238                 struct __call_single_data csd;
 239                 u64 fifo_time;
 240         };
 241
 242         /*
 243          * completion callback.
 244          */
 245         rq_end_io_fn *end_io;
 246         void *end_io_data;
 247 };
 248
 249 static inline bool blk_op_is_scsi(unsigned int op)
 250 {
 251         return op == REQ_OP_SCSI_IN || op == REQ_OP_SCSI_OUT;
 252 }
 253
 254 static inline bool blk_op_is_private(unsigned int op)
 255 {
 256         return op == REQ_OP_DRV_IN || op == REQ_OP_DRV_OUT;
 257 }
 258
 259 static inline bool blk_rq_is_scsi(struct request *rq)
 260 {
 261         return blk_op_is_scsi(req_op(rq));
 262 }
 263
 264 static inline bool blk_rq_is_private(struct request *rq)
 265 {
 266         return blk_op_is_private(req_op(rq));
 267 }
 268
 269 static inline bool blk_rq_is_passthrough(struct request *rq)
 270 {
 271         return blk_rq_is_scsi(rq) || blk_rq_is_private(rq);
 272 }
 273
 274 static inline bool bio_is_passthrough(struct bio *bio)
 275 {
 276         unsigned op = bio_op(bio);
 277
 278         return blk_op_is_scsi(op) || blk_op_is_private(op);
 279 }
 280
 281 static inline unsigned short req_get_ioprio(struct request *req)
 282 {
 283         return req->ioprio;
 284 }
 285
 286 #include <linux/elevator.h>
 287
 288 struct blk_queue_ctx;
 289
 290 typedef blk_qc_t (make_request_fn) (struct request_queue *q, struct bio *bio);
 291
 292 struct bio_vec;
 293 typedef int (dma_drain_needed_fn)(struct request *);
 294
 295 enum blk_eh_timer_return {
 296         BLK_EH_DONE,            /* drivers has completed the command */
 297         BLK_EH_RESET_TIMER,     /* reset timer and try again */
 298 };
 299
 300 enum blk_queue_state {
 301         Queue_down,
 302         Queue_up,
 303 };
 304
 305 #define BLK_TAG_ALLOC_FIFO 0 /* allocate starting from 0 */
 306 #define BLK_TAG_ALLOC_RR 1 /* allocate starting from last allocated tag */
 307
 308 #define BLK_SCSI_MAX_CMDS       (256)
 309 #define BLK_SCSI_CMD_PER_LONG   (BLK_SCSI_MAX_CMDS / (sizeof(long) * 8))
 310
 311 /*
 312  * Zoned block device models (zoned limit).
 313  */
 314 enum blk_zoned_model {
 315         BLK_ZONED_NONE, /* Regular block device */
 316         BLK_ZONED_HA,   /* Host-aware zoned block device */
 317         BLK_ZONED_HM,   /* Host-managed zoned block device */
 318 };
 319
 320 struct queue_limits {
 321         unsigned long           bounce_pfn;
 322         unsigned long           seg_boundary_mask;
 323         unsigned long           virt_boundary_mask;
 324
 325         unsigned int            max_hw_sectors;
 326         unsigned int            max_dev_sectors;
 327         unsigned int            chunk_sectors;
 328         unsigned int            max_sectors;
 329         unsigned int            max_segment_size;
 330         unsigned int            physical_block_size;
 331         unsigned int            logical_block_size;
 332         unsigned int            alignment_offset;
 333         unsigned int            io_min;
 334         unsigned int            io_opt;
 335         unsigned int            max_discard_sectors;
 336         unsigned int            max_hw_discard_sectors;
 337         unsigned int            max_write_same_sectors;
 338         unsigned int            max_write_zeroes_sectors;
 339         unsigned int            discard_granularity;
 340         unsigned int            discard_alignment;
 341
 342         unsigned short          max_segments;
 343         unsigned short          max_integrity_segments;
 344         unsigned short          max_discard_segments;
 345
 346         unsigned char           misaligned;
 347         unsigned char           discard_misaligned;
 348         unsigned char           raid_partial_stripes_expensive;
 349         enum blk_zoned_model    zoned;
 350 };
 351
 352 typedef int (*report_zones_cb)(struct blk_zone *zone, unsigned int idx,
 353                                void *data);
 354
 355 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 356
 357 #define BLK_ALL_ZONES  ((unsigned int)-1)
 358 int blkdev_report_zones(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 359                         unsigned int nr_zones, report_zones_cb cb, void *data);
 360 unsigned int blkdev_nr_zones(struct gendisk *disk);
 361 extern int blkdev_zone_mgmt(struct block_device *bdev, enum req_opf op,
 362                             sector_t sectors, sector_t nr_sectors,
 363                             gfp_t gfp_mask);
 364 extern int blk_revalidate_disk_zones(struct gendisk *disk);
 365
 366 extern int blkdev_report_zones_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 367                                      unsigned int cmd, unsigned long arg);
 368 extern int blkdev_zone_mgmt_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 369                                   unsigned int cmd, unsigned long arg);
 370
 371 #else /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 372
 373 static inline unsigned int blkdev_nr_zones(struct gendisk *disk)
 374 {
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 static inline int blkdev_report_zones_ioctl(struct block_device *bdev,
 379                                             fmode_t mode, unsigned int cmd,
 380                                             unsigned long arg)
 381 {
 382         return -ENOTTY;
 383 }
 384
 385 static inline int blkdev_zone_mgmt_ioctl(struct block_device *bdev,
 386                                          fmode_t mode, unsigned int cmd,
 387                                          unsigned long arg)
 388 {
 389         return -ENOTTY;
 390 }
 391
 392 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 393
 394 struct request_queue {
 395         struct request          *last_merge;
 396         struct elevator_queue   *elevator;
 397
 398         struct blk_queue_stats  *stats;
 399         struct rq_qos           *rq_qos;
 400
 401         make_request_fn         *make_request_fn;
 402         dma_drain_needed_fn     *dma_drain_needed;
 403
 404         const struct blk_mq_ops *mq_ops;
 405
 406         /* sw queues */
 407         struct blk_mq_ctx __percpu      *queue_ctx;
 408
 409         unsigned int            queue_depth;
 410
 411         /* hw dispatch queues */
 412         struct blk_mq_hw_ctx    **queue_hw_ctx;
 413         unsigned int            nr_hw_queues;
 414
 415         struct backing_dev_info *backing_dev_info;
 416
 417         /*
 418          * The queue owner gets to use this for whatever they like.
 419          * ll_rw_blk doesn't touch it.
 420          */
 421         void                    *queuedata;
 422
 423         /*
 424          * various queue flags, see QUEUE_* below
 425          */
 426         unsigned long           queue_flags;
 427         /*
 428          * Number of contexts that have called blk_set_pm_only(). If this
 429          * counter is above zero then only RQF_PM and RQF_PREEMPT requests are
 430          * processed.
 431          */
 432         atomic_t                pm_only;
 433
 434         /*
 435          * ida allocated id for this queue.  Used to index queues from
 436          * ioctx.
 437          */
 438         int                     id;
 439
 440         /*
 441          * queue needs bounce pages for pages above this limit
 442          */
 443         gfp_t                   bounce_gfp;
 444
 445         spinlock_t              queue_lock;
 446
 447         /*
 448          * queue kobject
 449          */
 450         struct kobject kobj;
 451
 452         /*
 453          * mq queue kobject
 454          */
 455         struct kobject *mq_kobj;
 456
 457 #ifdef  CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 458         struct blk_integrity integrity;
 459 #endif  /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
 460
 461 #ifdef CONFIG_PM
 462         struct device           *dev;
 463         int                     rpm_status;
 464         unsigned int            nr_pending;
 465 #endif
 466
 467         /*
 468          * queue settings
 469          */
 470         unsigned long           nr_requests;    /* Max # of requests */
 471
 472         unsigned int            dma_drain_size;
 473         void                    *dma_drain_buffer;
 474         unsigned int            dma_pad_mask;
 475         unsigned int            dma_alignment;
 476
 477         unsigned int            rq_timeout;
 478         int                     poll_nsec;
 479
 480         struct blk_stat_callback        *poll_cb;
 481         struct blk_rq_stat      poll_stat[BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS];
 482
 483         struct timer_list       timeout;
 484         struct work_struct      timeout_work;
 485
 486         struct list_head        icq_list;
 487 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
 488         DECLARE_BITMAP          (blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS);
 489         struct blkcg_gq         *root_blkg;
 490         struct list_head        blkg_list;
 491 #endif
 492
 493         struct queue_limits     limits;
 494
 495         unsigned int            required_elevator_features;
 496
 497 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 498         /*
 499          * Zoned block device information for request dispatch control.
 500          * nr_zones is the total number of zones of the device. This is always
 501          * 0 for regular block devices. conv_zones_bitmap is a bitmap of nr_zones
 502          * bits which indicates if a zone is conventional (bit set) or
 503          * sequential (bit clear). seq_zones_wlock is a bitmap of nr_zones
 504          * bits which indicates if a zone is write locked, that is, if a write
 505          * request targeting the zone was dispatched. All three fields are
 506          * initialized by the low level device driver (e.g. scsi/sd.c).
 507          * Stacking drivers (device mappers) may or may not initialize
 508          * these fields.
 509          *
 510          * Reads of this information must be protected with blk_queue_enter() /
 511          * blk_queue_exit(). Modifying this information is only allowed while
 512          * no requests are being processed. See also blk_mq_freeze_queue() and
 513          * blk_mq_unfreeze_queue().
 514          */
 515         unsigned int            nr_zones;
 516         unsigned long           *conv_zones_bitmap;
 517         unsigned long           *seq_zones_wlock;
 518 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 519
 520         /*
 521          * sg stuff
 522          */
 523         unsigned int            sg_timeout;
 524         unsigned int            sg_reserved_size;
 525         int                     node;
 526 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
 527         struct blk_trace __rcu  *blk_trace;
 528         struct mutex            blk_trace_mutex;
 529 #endif
 530         /*
 531          * for flush operations
 532          */
 533         struct blk_flush_queue  *fq;
 534
 535         struct list_head        requeue_list;
 536         spinlock_t              requeue_lock;
 537         struct delayed_work     requeue_work;
 538
 539         struct mutex            sysfs_lock;
 540         struct mutex            sysfs_dir_lock;
 541
 542         /*
 543          * for reusing dead hctx instance in case of updating
 544          * nr_hw_queues
 545          */
 546         struct list_head        unused_hctx_list;
 547         spinlock_t              unused_hctx_lock;
 548
 549         int                     mq_freeze_depth;
 550
 551 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_BSG)
 552         struct bsg_class_device bsg_dev;
 553 #endif
 554
 555 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING
 556         /* Throttle data */
 557         struct throtl_data *td;
 558 #endif
 559         struct rcu_head         rcu_head;
 560         wait_queue_head_t       mq_freeze_wq;
 561         /*
 562          * Protect concurrent access to q_usage_counter by
 563          * percpu_ref_kill() and percpu_ref_reinit().
 564          */
 565         struct mutex            mq_freeze_lock;
 566         struct percpu_ref       q_usage_counter;
 567
 568         struct blk_mq_tag_set   *tag_set;
 569         struct list_head        tag_set_list;
 570         struct bio_set          bio_split;
 571
 572 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 573         struct dentry           *debugfs_dir;
 574         struct dentry           *sched_debugfs_dir;
 575         struct dentry           *rqos_debugfs_dir;
 576 #endif
 577
 578         bool                    mq_sysfs_init_done;
 579
 580         size_t                  cmd_size;
 581
 582         struct work_struct      release_work;
 583
 584 #define BLK_MAX_WRITE_HINTS     5
 585         u64                     write_hints[BLK_MAX_WRITE_HINTS];
 586 };
 587
 588 #define QUEUE_FLAG_STOPPED      0       /* queue is stopped */
 589 #define QUEUE_FLAG_DYING        1       /* queue being torn down */
 590 #define QUEUE_FLAG_NOMERGES     3       /* disable merge attempts */
 591 #define QUEUE_FLAG_SAME_COMP    4       /* complete on same CPU-group */
 592 #define QUEUE_FLAG_FAIL_IO      5       /* fake timeout */
 593 #define QUEUE_FLAG_NONROT       6       /* non-rotational device (SSD) */
 594 #define QUEUE_FLAG_VIRT         QUEUE_FLAG_NONROT /* paravirt device */
 595 #define QUEUE_FLAG_IO_STAT      7       /* do disk/partitions IO accounting */
 596 #define QUEUE_FLAG_DISCARD      8       /* supports DISCARD */
 597 #define QUEUE_FLAG_NOXMERGES    9       /* No extended merges */
 598 #define QUEUE_FLAG_ADD_RANDOM   10      /* Contributes to random pool */
 599 #define QUEUE_FLAG_SECERASE     11      /* supports secure erase */
 600 #define QUEUE_FLAG_SAME_FORCE   12      /* force complete on same CPU */
 601 #define QUEUE_FLAG_DEAD         13      /* queue tear-down finished */
 602 #define QUEUE_FLAG_INIT_DONE    14      /* queue is initialized */
 603 #define QUEUE_FLAG_POLL         16      /* IO polling enabled if set */
 604 #define QUEUE_FLAG_WC           17      /* Write back caching */
 605 #define QUEUE_FLAG_FUA          18      /* device supports FUA writes */
 606 #define QUEUE_FLAG_DAX          19      /* device supports DAX */
 607 #define QUEUE_FLAG_STATS        20      /* track IO start and completion times */
 608 #define QUEUE_FLAG_POLL_STATS   21      /* collecting stats for hybrid polling */
 609 #define QUEUE_FLAG_REGISTERED   22      /* queue has been registered to a disk */
 610 #define QUEUE_FLAG_SCSI_PASSTHROUGH 23  /* queue supports SCSI commands */
 611 #define QUEUE_FLAG_QUIESCED     24      /* queue has been quiesced */
 612 #define QUEUE_FLAG_PCI_P2PDMA   25      /* device supports PCI p2p requests */
 613 #define QUEUE_FLAG_ZONE_RESETALL 26     /* supports Zone Reset All */
 614 #define QUEUE_FLAG_RQ_ALLOC_TIME 27     /* record rq->alloc_time_ns */
 615
 616 #define QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT   ((1 << QUEUE_FLAG_IO_STAT) |            \
 617                                  (1 << QUEUE_FLAG_SAME_COMP))
 618
 619 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q);
 620 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q);
 621 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q);
 622
 623 #define blk_queue_stopped(q)    test_bit(QUEUE_FLAG_STOPPED, &(q)->queue_flags)
 624 #define blk_queue_dying(q)      test_bit(QUEUE_FLAG_DYING, &(q)->queue_flags)
 625 #define blk_queue_dead(q)       test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &(q)->queue_flags)
 626 #define blk_queue_init_done(q)  test_bit(QUEUE_FLAG_INIT_DONE, &(q)->queue_flags)
 627 #define blk_queue_nomerges(q)   test_bit(QUEUE_FLAG_NOMERGES, &(q)->queue_flags)
 628 #define blk_queue_noxmerges(q)  \
 629         test_bit(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, &(q)->queue_flags)
 630 #define blk_queue_nonrot(q)     test_bit(QUEUE_FLAG_NONROT, &(q)->queue_flags)
 631 #define blk_queue_io_stat(q)    test_bit(QUEUE_FLAG_IO_STAT, &(q)->queue_flags)
 632 #define blk_queue_add_random(q) test_bit(QUEUE_FLAG_ADD_RANDOM, &(q)->queue_flags)
 633 #define blk_queue_discard(q)    test_bit(QUEUE_FLAG_DISCARD, &(q)->queue_flags)
 634 #define blk_queue_zone_resetall(q)      \
 635         test_bit(QUEUE_FLAG_ZONE_RESETALL, &(q)->queue_flags)
 636 #define blk_queue_secure_erase(q) \
 637         (test_bit(QUEUE_FLAG_SECERASE, &(q)->queue_flags))
 638 #define blk_queue_dax(q)        test_bit(QUEUE_FLAG_DAX, &(q)->queue_flags)
 639 #define blk_queue_scsi_passthrough(q)   \
 640         test_bit(QUEUE_FLAG_SCSI_PASSTHROUGH, &(q)->queue_flags)
 641 #define blk_queue_pci_p2pdma(q) \
 642         test_bit(QUEUE_FLAG_PCI_P2PDMA, &(q)->queue_flags)
 643 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
 644 #define blk_queue_rq_alloc_time(q)      \
 645         test_bit(QUEUE_FLAG_RQ_ALLOC_TIME, &(q)->queue_flags)
 646 #else
 647 #define blk_queue_rq_alloc_time(q)      false
 648 #endif
 649
 650 #define blk_noretry_request(rq) \
 651         ((rq)->cmd_flags & (REQ_FAILFAST_DEV|REQ_FAILFAST_TRANSPORT| \
 652                              REQ_FAILFAST_DRIVER))
 653 #define blk_queue_quiesced(q)   test_bit(QUEUE_FLAG_QUIESCED, &(q)->queue_flags)
 654 #define blk_queue_pm_only(q)    atomic_read(&(q)->pm_only)
 655 #define blk_queue_fua(q)        test_bit(QUEUE_FLAG_FUA, &(q)->queue_flags)
 656 #define blk_queue_registered(q) test_bit(QUEUE_FLAG_REGISTERED, &(q)->queue_flags)
 657
 658 extern void blk_set_pm_only(struct request_queue *q);
 659 extern void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q);
 660
 661 static inline bool blk_account_rq(struct request *rq)
 662 {
 663         return (rq->rq_flags & RQF_STARTED) && !blk_rq_is_passthrough(rq);
 664 }
 665
 666 #define list_entry_rq(ptr)      list_entry((ptr), struct request, queuelist)
 667
 668 #define rq_data_dir(rq)         (op_is_write(req_op(rq)) ? WRITE : READ)
 669
 670 #define rq_dma_dir(rq) \
 671         (op_is_write(req_op(rq)) ? DMA_TO_DEVICE : DMA_FROM_DEVICE)
 672
 673 #define dma_map_bvec(dev, bv, dir, attrs) \
 674         dma_map_page_attrs(dev, (bv)->bv_page, (bv)->bv_offset, (bv)->bv_len, \
 675         (dir), (attrs))
 676
 677 static inline bool queue_is_mq(struct request_queue *q)
 678 {
 679         return q->mq_ops;
 680 }
 681
 682 static inline enum blk_zoned_model
 683 blk_queue_zoned_model(struct request_queue *q)
 684 {
 685         return q->limits.zoned;
 686 }
 687
 688 static inline bool blk_queue_is_zoned(struct request_queue *q)
 689 {
 690         switch (blk_queue_zoned_model(q)) {
 691         case BLK_ZONED_HA:
 692         case BLK_ZONED_HM:
 693                 return true;
 694         default:
 695                 return false;
 696         }
 697 }
 698
 699 static inline sector_t blk_queue_zone_sectors(struct request_queue *q)
 700 {
 701         return blk_queue_is_zoned(q) ? q->limits.chunk_sectors : 0;
 702 }
 703
 704 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 705 static inline unsigned int blk_queue_nr_zones(struct request_queue *q)
 706 {
 707         return blk_queue_is_zoned(q) ? q->nr_zones : 0;
 708 }
 709
 710 static inline unsigned int blk_queue_zone_no(struct request_queue *q,
 711                                              sector_t sector)
 712 {
 713         if (!blk_queue_is_zoned(q))
 714                 return 0;
 715         return sector >> ilog2(q->limits.chunk_sectors);
 716 }
 717
 718 static inline bool blk_queue_zone_is_seq(struct request_queue *q,
 719                                          sector_t sector)
 720 {
 721         if (!blk_queue_is_zoned(q))
 722                 return false;
 723         if (!q->conv_zones_bitmap)
 724                 return true;
 725         return !test_bit(blk_queue_zone_no(q, sector), q->conv_zones_bitmap);
 726 }
 727 #else /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 728 static inline unsigned int blk_queue_nr_zones(struct request_queue *q)
 729 {
 730         return 0;
 731 }
 732 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 733
 734 static inline bool rq_is_sync(struct request *rq)
 735 {
 736         return op_is_sync(rq->cmd_flags);
 737 }
 738
 739 static inline bool rq_mergeable(struct request *rq)
 740 {
 741         if (blk_rq_is_passthrough(rq))
 742                 return false;
 743
 744         if (req_op(rq) == REQ_OP_FLUSH)
 745                 return false;
 746
 747         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
 748                 return false;
 749
 750         if (rq->cmd_flags & REQ_NOMERGE_FLAGS)
 751                 return false;
 752         if (rq->rq_flags & RQF_NOMERGE_FLAGS)
 753                 return false;
 754
 755         return true;
 756 }
 757
 758 static inline bool blk_write_same_mergeable(struct bio *a, struct bio *b)
 759 {
 760         if (bio_page(a) == bio_page(b) &&
 761             bio_offset(a) == bio_offset(b))
 762                 return true;
 763
 764         return false;
 765 }
 766
 767 static inline unsigned int blk_queue_depth(struct request_queue *q)
 768 {
 769         if (q->queue_depth)
 770                 return q->queue_depth;
 771
 772         return q->nr_requests;
 773 }
 774
 775 extern unsigned long blk_max_low_pfn, blk_max_pfn;
 776
 777 /*
 778  * standard bounce addresses:
 779  *
 780  * BLK_BOUNCE_HIGH      : bounce all highmem pages
 781  * BLK_BOUNCE_ANY       : don't bounce anything
 782  * BLK_BOUNCE_ISA       : bounce pages above ISA DMA boundary
 783  */
 784
 785 #if BITS_PER_LONG == 32
 786 #define BLK_BOUNCE_HIGH         ((u64)blk_max_low_pfn << PAGE_SHIFT)
 787 #else
 788 #define BLK_BOUNCE_HIGH         -1ULL
 789 #endif
 790 #define BLK_BOUNCE_ANY          (-1ULL)
 791 #define BLK_BOUNCE_ISA          (DMA_BIT_MASK(24))
 792
 793 /*
 794  * default timeout for SG_IO if none specified
 795  */
 796 #define BLK_DEFAULT_SG_TIMEOUT  (60 * HZ)
 797 #define BLK_MIN_SG_TIMEOUT      (7 * HZ)
 798
 799 struct rq_map_data {
 800         struct page **pages;
 801         int page_order;
 802         int nr_entries;
 803         unsigned long offset;
 804         int null_mapped;
 805         int from_user;
 806 };
 807
 808 struct req_iterator {
 809         struct bvec_iter iter;
 810         struct bio *bio;
 811 };
 812
 813 /* This should not be used directly - use rq_for_each_segment */
 814 #define for_each_bio(_bio)              \
 815         for (; _bio; _bio = _bio->bi_next)
 816 #define __rq_for_each_bio(_bio, rq)     \
 817         if ((rq->bio))                  \
 818                 for (_bio = (rq)->bio; _bio; _bio = _bio->bi_next)
 819
 820 #define rq_for_each_segment(bvl, _rq, _iter)                    \
 821         __rq_for_each_bio(_iter.bio, _rq)                       \
 822                 bio_for_each_segment(bvl, _iter.bio, _iter.iter)
 823
 824 #define rq_for_each_bvec(bvl, _rq, _iter)                       \
 825         __rq_for_each_bio(_iter.bio, _rq)                       \
 826                 bio_for_each_bvec(bvl, _iter.bio, _iter.iter)
 827
 828 #define rq_iter_last(bvec, _iter)                               \
 829                 (_iter.bio->bi_next == NULL &&                  \
 830                  bio_iter_last(bvec, _iter.iter))
 831
 832 #ifndef ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
 833 # error "You should define ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE for your platform"
 834 #endif
 835 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
 836 extern void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq);
 837 #else
 838 static inline void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
 839 {
 840 }
 841 #endif
 842
 843 extern int blk_register_queue(struct gendisk *disk);
 844 extern void blk_unregister_queue(struct gendisk *disk);
 845 extern blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio);
 846 extern blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio);
 847 extern void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq);
 848 extern void blk_put_request(struct request *);
 849 extern struct request *blk_get_request(struct request_queue *, unsigned int op,
 850                                        blk_mq_req_flags_t flags);
 851 extern int blk_lld_busy(struct request_queue *q);
 852 extern int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
 853                              struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
 854                              int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
 855                              void *data);
 856 extern void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq);
 857 extern blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q,
 858                                      struct request *rq);
 859 extern int blk_rq_append_bio(struct request *rq, struct bio **bio);
 860 extern void blk_queue_split(struct request_queue *, struct bio **);
 861 extern int scsi_verify_blk_ioctl(struct block_device *, unsigned int);
 862 extern int scsi_cmd_blk_ioctl(struct block_device *, fmode_t,
 863                               unsigned int, void __user *);
 864 extern int scsi_cmd_ioctl(struct request_queue *, struct gendisk *, fmode_t,
 865                           unsigned int, void __user *);
 866 extern int sg_scsi_ioctl(struct request_queue *, struct gendisk *, fmode_t,
 867                          struct scsi_ioctl_command __user *);
 868 extern int get_sg_io_hdr(struct sg_io_hdr *hdr, const void __user *argp);
 869 extern int put_sg_io_hdr(const struct sg_io_hdr *hdr, void __user *argp);
 870
 871 extern int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags);
 872 extern void blk_queue_exit(struct request_queue *q);
 873 extern void blk_sync_queue(struct request_queue *q);
 874 extern int blk_rq_map_user(struct request_queue *, struct request *,
 875                            struct rq_map_data *, void __user *, unsigned long,
 876                            gfp_t);
 877 extern int blk_rq_unmap_user(struct bio *);
 878 extern int blk_rq_map_kern(struct request_queue *, struct request *, void *, unsigned int, gfp_t);
 879 extern int blk_rq_map_user_iov(struct request_queue *, struct request *,
 880                                struct rq_map_data *, const struct iov_iter *,
 881                                gfp_t);
 882 extern void blk_execute_rq(struct request_queue *, struct gendisk *,
 883                           struct request *, int);
 884 extern void blk_execute_rq_nowait(struct request_queue *, struct gendisk *,
 885                                   struct request *, int, rq_end_io_fn *);
 886
 887 /* Helper to convert REQ_OP_XXX to its string format XXX */
 888 extern const char *blk_op_str(unsigned int op);
 889
 890 int blk_status_to_errno(blk_status_t status);
 891 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno);
 892
 893 int blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie, bool spin);
 894
 895 static inline struct request_queue *bdev_get_queue(struct block_device *bdev)
 896 {
 897         return bdev->bd_disk->queue;    /* this is never NULL */
 898 }
 899
 900 /*
 901  * The basic unit of block I/O is a sector. It is used in a number of contexts
 902  * in Linux (blk, bio, genhd). The size of one sector is 512 = 2**9
 903  * bytes. Variables of type sector_t represent an offset or size that is a
 904  * multiple of 512 bytes. Hence these two constants.
 905  */
 906 #ifndef SECTOR_SHIFT
 907 #define SECTOR_SHIFT 9
 908 #endif
 909 #ifndef SECTOR_SIZE
 910 #define SECTOR_SIZE (1 << SECTOR_SHIFT)
 911 #endif
 912
 913 /*
 914  * blk_rq_pos()                 : the current sector
 915  * blk_rq_bytes()               : bytes left in the entire request
 916  * blk_rq_cur_bytes()           : bytes left in the current segment
 917  * blk_rq_err_bytes()           : bytes left till the next error boundary
 918  * blk_rq_sectors()             : sectors left in the entire request
 919  * blk_rq_cur_sectors()         : sectors left in the current segment
 920  * blk_rq_stats_sectors()       : sectors of the entire request used for stats
 921  */
 922 static inline sector_t blk_rq_pos(const struct request *rq)
 923 {
 924         return rq->__sector;
 925 }
 926
 927 static inline unsigned int blk_rq_bytes(const struct request *rq)
 928 {
 929         return rq->__data_len;
 930 }
 931
 932 static inline int blk_rq_cur_bytes(const struct request *rq)
 933 {
 934         return rq->bio ? bio_cur_bytes(rq->bio) : 0;
 935 }
 936
 937 extern unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq);
 938
 939 static inline unsigned int blk_rq_sectors(const struct request *rq)
 940 {
 941         return blk_rq_bytes(rq) >> SECTOR_SHIFT;
 942 }
 943
 944 static inline unsigned int blk_rq_cur_sectors(const struct request *rq)
 945 {
 946         return blk_rq_cur_bytes(rq) >> SECTOR_SHIFT;
 947 }
 948
 949 static inline unsigned int blk_rq_stats_sectors(const struct request *rq)
 950 {
 951         return rq->stats_sectors;
 952 }
 953
 954 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 955
 956 /* Helper to convert BLK_ZONE_ZONE_XXX to its string format XXX */
 957 const char *blk_zone_cond_str(enum blk_zone_cond zone_cond);
 958
 959 static inline unsigned int blk_rq_zone_no(struct request *rq)
 960 {
 961         return blk_queue_zone_no(rq->q, blk_rq_pos(rq));
 962 }
 963
 964 static inline unsigned int blk_rq_zone_is_seq(struct request *rq)
 965 {
 966         return blk_queue_zone_is_seq(rq->q, blk_rq_pos(rq));
 967 }
 968 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
 969
 970 /*
 971  * Some commands like WRITE SAME have a payload or data transfer size which
 972  * is different from the size of the request.  Any driver that supports such
 973  * commands using the RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag needs to use this helper to
 974  * calculate the data transfer size.
 975  */
 976 static inline unsigned int blk_rq_payload_bytes(struct request *rq)
 977 {
 978         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 979                 return rq->special_vec.bv_len;
 980         return blk_rq_bytes(rq);
 981 }
 982
 983 /*
 984  * Return the first full biovec in the request.  The caller needs to check that
 985  * there are any bvecs before calling this helper.
 986  */
 987 static inline struct bio_vec req_bvec(struct request *rq)
 988 {
 989         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 990                 return rq->special_vec;
 991         return mp_bvec_iter_bvec(rq->bio->bi_io_vec, rq->bio->bi_iter);
 992 }
 993
 994 static inline unsigned int blk_queue_get_max_sectors(struct request_queue *q,
 995                                                      int op)
 996 {
 997         if (unlikely(op == REQ_OP_DISCARD || op == REQ_OP_SECURE_ERASE))
 998                 return min(q->limits.max_discard_sectors,
 999                            UINT_MAX >> SECTOR_SHIFT);
1000
1001         if (unlikely(op == REQ_OP_WRITE_SAME))
1002                 return q->limits.max_write_same_sectors;
1003
1004         if (unlikely(op == REQ_OP_WRITE_ZEROES))
1005                 return q->limits.max_write_zeroes_sectors;
1006
1007         return q->limits.max_sectors;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Return maximum size of a request at given offset. Only valid for
1012  * file system requests.
1013  */
1014 static inline unsigned int blk_max_size_offset(struct request_queue *q,
1015                                                sector_t offset)
1016 {
1017         if (!q->limits.chunk_sectors)
1018                 return q->limits.max_sectors;
1019
1020         return min(q->limits.max_sectors, (unsigned int)(q->limits.chunk_sectors -
1021                         (offset & (q->limits.chunk_sectors - 1))));
1022 }
1023
1024 static inline unsigned int blk_rq_get_max_sectors(struct request *rq,
1025                                                   sector_t offset)
1026 {
1027         struct request_queue *q = rq->q;
1028
1029         if (blk_rq_is_passthrough(rq))
1030                 return q->limits.max_hw_sectors;
1031
1032         if (!q->limits.chunk_sectors ||
1033             req_op(rq) == REQ_OP_DISCARD ||
1034             req_op(rq) == REQ_OP_SECURE_ERASE)
1035                 return blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1036
1037         return min(blk_max_size_offset(q, offset),
1038                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1039 }
1040
1041 static inline unsigned int blk_rq_count_bios(struct request *rq)
1042 {
1043         unsigned int nr_bios = 0;
1044         struct bio *bio;
1045
1046         __rq_for_each_bio(bio, rq)
1047                 nr_bios++;
1048
1049         return nr_bios;
1050 }
1051
1052 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq);
1053
1054 /*
1055  * Request completion related functions.
1056  *
1057  * blk_update_request() completes given number of bytes and updates
1058  * the request without completing it.
1059  */
1060 extern bool blk_update_request(struct request *rq, blk_status_t error,
1061                                unsigned int nr_bytes);
1062
1063 extern void __blk_complete_request(struct request *);
1064 extern void blk_abort_request(struct request *);
1065
1066 /*
1067  * Access functions for manipulating queue properties
1068  */
1069 extern void blk_cleanup_queue(struct request_queue *);
1070 extern void blk_queue_bounce_limit(struct request_queue *, u64);
1071 extern void blk_queue_max_hw_sectors(struct request_queue *, unsigned int);
1072 extern void blk_queue_chunk_sectors(struct request_queue *, unsigned int);
1073 extern void blk_queue_max_segments(struct request_queue *, unsigned short);
1074 extern void blk_queue_max_discard_segments(struct request_queue *,
1075                 unsigned short);
1076 extern void blk_queue_max_segment_size(struct request_queue *, unsigned int);
1077 extern void blk_queue_max_discard_sectors(struct request_queue *q,
1078                 unsigned int max_discard_sectors);
1079 extern void blk_queue_max_write_same_sectors(struct request_queue *q,
1080                 unsigned int max_write_same_sectors);
1081 extern void blk_queue_max_write_zeroes_sectors(struct request_queue *q,
1082                 unsigned int max_write_same_sectors);
1083 extern void blk_queue_logical_block_size(struct request_queue *, unsigned int);
1084 extern void blk_queue_physical_block_size(struct request_queue *, unsigned int);
1085 extern void blk_queue_alignment_offset(struct request_queue *q,
1086                                        unsigned int alignment);
1087 extern void blk_limits_io_min(struct queue_limits *limits, unsigned int min);
1088 extern void blk_queue_io_min(struct request_queue *q, unsigned int min);
1089 extern void blk_limits_io_opt(struct queue_limits *limits, unsigned int opt);
1090 extern void blk_queue_io_opt(struct request_queue *q, unsigned int opt);
1091 extern void blk_set_queue_depth(struct request_queue *q, unsigned int depth);
1092 extern void blk_set_default_limits(struct queue_limits *lim);
1093 extern void blk_set_stacking_limits(struct queue_limits *lim);
1094 extern int blk_stack_limits(struct queue_limits *t, struct queue_limits *b,
1095                             sector_t offset);
1096 extern int bdev_stack_limits(struct queue_limits *t, struct block_device *bdev,
1097                             sector_t offset);
1098 extern void disk_stack_limits(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev,
1099                               sector_t offset);
1100 extern void blk_queue_stack_limits(struct request_queue *t, struct request_queue *b);
1101 extern void blk_queue_update_dma_pad(struct request_queue *, unsigned int);
1102 extern int blk_queue_dma_drain(struct request_queue *q,
1103                                dma_drain_needed_fn *dma_drain_needed,
1104                                void *buf, unsigned int size);
1105 extern void blk_queue_segment_boundary(struct request_queue *, unsigned long);
1106 extern void blk_queue_virt_boundary(struct request_queue *, unsigned long);
1107 extern void blk_queue_dma_alignment(struct request_queue *, int);
1108 extern void blk_queue_update_dma_alignment(struct request_queue *, int);
1109 extern void blk_queue_rq_timeout(struct request_queue *, unsigned int);
1110 extern void blk_queue_write_cache(struct request_queue *q, bool enabled, bool fua);
1111 extern void blk_queue_required_elevator_features(struct request_queue *q,
1112                                                  unsigned int features);
1113 extern bool blk_queue_can_use_dma_map_merging(struct request_queue *q,
1114                                               struct device *dev);
1115
1116 /*
1117  * Number of physical segments as sent to the device.
1118  *
1119  * Normally this is the number of discontiguous data segments sent by the
1120  * submitter.  But for data-less command like discard we might have no
1121  * actual data segments submitted, but the driver might have to add it's
1122  * own special payload.  In that case we still return 1 here so that this
1123  * special payload will be mapped.
1124  */
1125 static inline unsigned short blk_rq_nr_phys_segments(struct request *rq)
1126 {
1127         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
1128                 return 1;
1129         return rq->nr_phys_segments;
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Number of discard segments (or ranges) the driver needs to fill in.
1134  * Each discard bio merged into a request is counted as one segment.
1135  */
1136 static inline unsigned short blk_rq_nr_discard_segments(struct request *rq)
1137 {
1138         return max_t(unsigned short, rq->nr_phys_segments, 1);
1139 }
1140
1141 extern int blk_rq_map_sg(struct request_queue *, struct request *, struct scatterlist *);
1142 extern void blk_dump_rq_flags(struct request *, char *);
1143 extern long nr_blockdev_pages(void);
1144
1145 bool __must_check blk_get_queue(struct request_queue *);
1146 struct request_queue *blk_alloc_queue(make_request_fn make_request, int node_id);
1147 extern void blk_put_queue(struct request_queue *);
1148 extern void blk_set_queue_dying(struct request_queue *);
1149
1150 /*
1151  * blk_plug permits building a queue of related requests by holding the I/O
1152  * fragments for a short period. This allows merging of sequential requests
1153  * into single larger request. As the requests are moved from a per-task list to
1154  * the device's request_queue in a batch, this results in improved scalability
1155  * as the lock contention for request_queue lock is reduced.
1156  *
1157  * It is ok not to disable preemption when adding the request to the plug list
1158  * or when attempting a merge, because blk_schedule_flush_list() will only flush
1159  * the plug list when the task sleeps by itself. For details, please see
1160  * schedule() where blk_schedule_flush_plug() is called.
1161  */
1162 struct blk_plug {
1163         struct list_head mq_list; /* blk-mq requests */
1164         struct list_head cb_list; /* md requires an unplug callback */
1165         unsigned short rq_count;
1166         bool multiple_queues;
1167 };
1168 #define BLK_MAX_REQUEST_COUNT 16
1169 #define BLK_PLUG_FLUSH_SIZE (128 * 1024)
1170
1171 struct blk_plug_cb;
1172 typedef void (*blk_plug_cb_fn)(struct blk_plug_cb *, bool);
1173 struct blk_plug_cb {
1174         struct list_head list;
1175         blk_plug_cb_fn callback;
1176         void *data;
1177 };
1178 extern struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug,
1179                                              void *data, int size);
1180 extern void blk_start_plug(struct blk_plug *);
1181 extern void blk_finish_plug(struct blk_plug *);
1182 extern void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *, bool);
1183
1184 static inline void blk_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1185 {
1186         struct blk_plug *plug = tsk->plug;
1187
1188         if (plug)
1189                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1190 }
1191
1192 static inline void blk_schedule_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1193 {
1194         struct blk_plug *plug = tsk->plug;
1195
1196         if (plug)
1197                 blk_flush_plug_list(plug, true);
1198 }
1199
1200 static inline bool blk_needs_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1201 {
1202         struct blk_plug *plug = tsk->plug;
1203
1204         return plug &&
1205                  (!list_empty(&plug->mq_list) ||
1206                  !list_empty(&plug->cb_list));
1207 }
1208
1209 extern int blkdev_issue_flush(struct block_device *, gfp_t, sector_t *);
1210 extern int blkdev_issue_write_same(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1211                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, struct page *page);
1212
1213 #define BLKDEV_DISCARD_SECURE   (1 << 0)        /* issue a secure erase */
1214
1215 extern int blkdev_issue_discard(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1216                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, unsigned long flags);
1217 extern int __blkdev_issue_discard(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1218                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, int flags,
1219                 struct bio **biop);
1220
1221 #define BLKDEV_ZERO_NOUNMAP     (1 << 0)  /* do not free blocks */
1222 #define BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK  (1 << 1)  /* don't write explicit zeroes */
1223
1224 extern int __blkdev_issue_zeroout(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1225                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, struct bio **biop,
1226                 unsigned flags);
1227 extern int blkdev_issue_zeroout(struct block_device *bdev, sector_t sector,
1228                 sector_t nr_sects, gfp_t gfp_mask, unsigned flags);
1229
1230 static inline int sb_issue_discard(struct super_block *sb, sector_t block,
1231                 sector_t nr_blocks, gfp_t gfp_mask, unsigned long flags)
1232 {
1233         return blkdev_issue_discard(sb->s_bdev,
1234                                     block << (sb->s_blocksize_bits -
1235                                               SECTOR_SHIFT),
1236                                     nr_blocks << (sb->s_blocksize_bits -
1237                                                   SECTOR_SHIFT),
1238                                     gfp_mask, flags);
1239 }
1240 static inline int sb_issue_zeroout(struct super_block *sb, sector_t block,
1241                 sector_t nr_blocks, gfp_t gfp_mask)
1242 {
1243         return blkdev_issue_zeroout(sb->s_bdev,
1244                                     block << (sb->s_blocksize_bits -
1245                                               SECTOR_SHIFT),
1246                                     nr_blocks << (sb->s_blocksize_bits -
1247                                                   SECTOR_SHIFT),
1248                                     gfp_mask, 0);
1249 }
1250
1251 extern int blk_verify_command(unsigned char *cmd, fmode_t mode);
1252
1253 enum blk_default_limits {
1254         BLK_MAX_SEGMENTS        = 128,
1255         BLK_SAFE_MAX_SECTORS    = 255,
1256         BLK_DEF_MAX_SECTORS     = 2560,
1257         BLK_MAX_SEGMENT_SIZE    = 65536,
1258         BLK_SEG_BOUNDARY_MASK   = 0xFFFFFFFFUL,
1259 };
1260
1261 static inline unsigned long queue_segment_boundary(const struct request_queue *q)
1262 {
1263         return q->limits.seg_boundary_mask;
1264 }
1265
1266 static inline unsigned long queue_virt_boundary(const struct request_queue *q)
1267 {
1268         return q->limits.virt_boundary_mask;
1269 }
1270
1271 static inline unsigned int queue_max_sectors(const struct request_queue *q)
1272 {
1273         return q->limits.max_sectors;
1274 }
1275
1276 static inline unsigned int queue_max_hw_sectors(const struct request_queue *q)
1277 {
1278         return q->limits.max_hw_sectors;
1279 }
1280
1281 static inline unsigned short queue_max_segments(const struct request_queue *q)
1282 {
1283         return q->limits.max_segments;
1284 }
1285
1286 static inline unsigned short queue_max_discard_segments(const struct request_queue *q)
1287 {
1288         return q->limits.max_discard_segments;
1289 }
1290
1291 static inline unsigned int queue_max_segment_size(const struct request_queue *q)
1292 {
1293         return q->limits.max_segment_size;
1294 }
1295
1296 static inline unsigned queue_logical_block_size(const struct request_queue *q)
1297 {
1298         int retval = 512;
1299
1300         if (q && q->limits.logical_block_size)
1301                 retval = q->limits.logical_block_size;
1302
1303         return retval;
1304 }
1305
1306 static inline unsigned int bdev_logical_block_size(struct block_device *bdev)
1307 {
1308         return queue_logical_block_size(bdev_get_queue(bdev));
1309 }
1310
1311 static inline unsigned int queue_physical_block_size(const struct request_queue *q)
1312 {
1313         return q->limits.physical_block_size;
1314 }
1315
1316 static inline unsigned int bdev_physical_block_size(struct block_device *bdev)
1317 {
1318         return queue_physical_block_size(bdev_get_queue(bdev));
1319 }
1320
1321 static inline unsigned int queue_io_min(const struct request_queue *q)
1322 {
1323         return q->limits.io_min;
1324 }
1325
1326 static inline int bdev_io_min(struct block_device *bdev)
1327 {
1328         return queue_io_min(bdev_get_queue(bdev));
1329 }
1330
1331 static inline unsigned int queue_io_opt(const struct request_queue *q)
1332 {
1333         return q->limits.io_opt;
1334 }
1335
1336 static inline int bdev_io_opt(struct block_device *bdev)
1337 {
1338         return queue_io_opt(bdev_get_queue(bdev));
1339 }
1340
1341 static inline int queue_alignment_offset(const struct request_queue *q)
1342 {
1343         if (q->limits.misaligned)
1344                 return -1;
1345
1346         return q->limits.alignment_offset;
1347 }
1348
1349 static inline int queue_limit_alignment_offset(struct queue_limits *lim, sector_t sector)
1350 {
1351         unsigned int granularity = max(lim->physical_block_size, lim->io_min);
1352         unsigned int alignment = sector_div(sector, granularity >> SECTOR_SHIFT)
1353                 << SECTOR_SHIFT;
1354
1355         return (granularity + lim->alignment_offset - alignment) % granularity;
1356 }
1357
1358 static inline int bdev_alignment_offset(struct block_device *bdev)
1359 {
1360         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1361
1362         if (q->limits.misaligned)
1363                 return -1;
1364
1365         if (bdev != bdev->bd_contains)
1366                 return bdev->bd_part->alignment_offset;
1367
1368         return q->limits.alignment_offset;
1369 }
1370
1371 static inline int queue_discard_alignment(const struct request_queue *q)
1372 {
1373         if (q->limits.discard_misaligned)
1374                 return -1;
1375
1376         return q->limits.discard_alignment;
1377 }
1378
1379 static inline int queue_limit_discard_alignment(struct queue_limits *lim, sector_t sector)
1380 {
1381         unsigned int alignment, granularity, offset;
1382
1383         if (!lim->max_discard_sectors)
1384                 return 0;
1385
1386         /* Why are these in bytes, not sectors? */
1387         alignment = lim->discard_alignment >> SECTOR_SHIFT;
1388         granularity = lim->discard_granularity >> SECTOR_SHIFT;
1389         if (!granularity)
1390                 return 0;
1391
1392         /* Offset of the partition start in 'granularity' sectors */
1393         offset = sector_div(sector, granularity);
1394
1395         /* And why do we do this modulus *again* in blkdev_issue_discard()? */
1396         offset = (granularity + alignment - offset) % granularity;
1397
1398         /* Turn it back into bytes, gaah */
1399         return offset << SECTOR_SHIFT;
1400 }
1401
1402 static inline int bdev_discard_alignment(struct block_device *bdev)
1403 {
1404         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1405
1406         if (bdev != bdev->bd_contains)
1407                 return bdev->bd_part->discard_alignment;
1408
1409         return q->limits.discard_alignment;
1410 }
1411
1412 static inline unsigned int bdev_write_same(struct block_device *bdev)
1413 {
1414         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1415
1416         if (q)
1417                 return q->limits.max_write_same_sectors;
1418
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 static inline unsigned int bdev_write_zeroes_sectors(struct block_device *bdev)
1423 {
1424         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1425
1426         if (q)
1427                 return q->limits.max_write_zeroes_sectors;
1428
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 static inline enum blk_zoned_model bdev_zoned_model(struct block_device *bdev)
1433 {
1434         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1435
1436         if (q)
1437                 return blk_queue_zoned_model(q);
1438
1439         return BLK_ZONED_NONE;
1440 }
1441
1442 static inline bool bdev_is_zoned(struct block_device *bdev)
1443 {
1444         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1445
1446         if (q)
1447                 return blk_queue_is_zoned(q);
1448
1449         return false;
1450 }
1451
1452 static inline sector_t bdev_zone_sectors(struct block_device *bdev)
1453 {
1454         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1455
1456         if (q)
1457                 return blk_queue_zone_sectors(q);
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 static inline int queue_dma_alignment(const struct request_queue *q)
1462 {
1463         return q ? q->dma_alignment : 511;
1464 }
1465
1466 static inline int blk_rq_aligned(struct request_queue *q, unsigned long addr,
1467                                  unsigned int len)
1468 {
1469         unsigned int alignment = queue_dma_alignment(q) | q->dma_pad_mask;
1470         return !(addr & alignment) && !(len & alignment);
1471 }
1472
1473 /* assumes size > 256 */
1474 static inline unsigned int blksize_bits(unsigned int size)
1475 {
1476         unsigned int bits = 8;
1477         do {
1478                 bits++;
1479                 size >>= 1;
1480         } while (size > 256);
1481         return bits;
1482 }
1483
1484 static inline unsigned int block_size(struct block_device *bdev)
1485 {
1486         return bdev->bd_block_size;
1487 }
1488
1489 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work);
1490 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork, unsigned long delay);
1491
1492 #define MODULE_ALIAS_BLOCKDEV(major,minor) \
1493         MODULE_ALIAS("block-major-" __stringify(major) "-" __stringify(minor))
1494 #define MODULE_ALIAS_BLOCKDEV_MAJOR(major) \
1495         MODULE_ALIAS("block-major-" __stringify(major) "-*")
1496
1497 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
1498
1499 enum blk_integrity_flags {
1500         BLK_INTEGRITY_VERIFY            = 1 << 0,
1501         BLK_INTEGRITY_GENERATE          = 1 << 1,
1502         BLK_INTEGRITY_DEVICE_CAPABLE    = 1 << 2,
1503         BLK_INTEGRITY_IP_CHECKSUM       = 1 << 3,
1504 };
1505
1506 struct blk_integrity_iter {
1507         void                    *prot_buf;
1508         void                    *data_buf;
1509         sector_t                seed;
1510         unsigned int            data_size;
1511         unsigned short          interval;
1512         const char              *disk_name;
1513 };
1514
1515 typedef blk_status_t (integrity_processing_fn) (struct blk_integrity_iter *);
1516 typedef void (integrity_prepare_fn) (struct request *);
1517 typedef void (integrity_complete_fn) (struct request *, unsigned int);
1518
1519 struct blk_integrity_profile {
1520         integrity_processing_fn         *generate_fn;
1521         integrity_processing_fn         *verify_fn;
1522         integrity_prepare_fn            *prepare_fn;
1523         integrity_complete_fn           *complete_fn;
1524         const char                      *name;
1525 };
1526
1527 extern void blk_integrity_register(struct gendisk *, struct blk_integrity *);
1528 extern void blk_integrity_unregister(struct gendisk *);
1529 extern int blk_integrity_compare(struct gendisk *, struct gendisk *);
1530 extern int blk_rq_map_integrity_sg(struct request_queue *, struct bio *,
1531                                    struct scatterlist *);
1532 extern int blk_rq_count_integrity_sg(struct request_queue *, struct bio *);
1533 extern bool blk_integrity_merge_rq(struct request_queue *, struct request *,
1534                                    struct request *);
1535 extern bool blk_integrity_merge_bio(struct request_queue *, struct request *,
1536                                     struct bio *);
1537
1538 static inline struct blk_integrity *blk_get_integrity(struct gendisk *disk)
1539 {
1540         struct blk_integrity *bi = &disk->queue->integrity;
1541
1542         if (!bi->profile)
1543                 return NULL;
1544
1545         return bi;
1546 }
1547
1548 static inline
1549 struct blk_integrity *bdev_get_integrity(struct block_device *bdev)
1550 {
1551         return blk_get_integrity(bdev->bd_disk);
1552 }
1553
1554 static inline bool blk_integrity_rq(struct request *rq)
1555 {
1556         return rq->cmd_flags & REQ_INTEGRITY;
1557 }
1558
1559 static inline void blk_queue_max_integrity_segments(struct request_queue *q,
1560                                                     unsigned int segs)
1561 {
1562         q->limits.max_integrity_segments = segs;
1563 }
1564
1565 static inline unsigned short
1566 queue_max_integrity_segments(const struct request_queue *q)
1567 {
1568         return q->limits.max_integrity_segments;
1569 }
1570
1571 /**
1572  * bio_integrity_intervals - Return number of integrity intervals for a bio
1573  * @bi:         blk_integrity profile for device
1574  * @sectors:    Size of the bio in 512-byte sectors
1575  *
1576  * Description: The block layer calculates everything in 512 byte
1577  * sectors but integrity metadata is done in terms of the data integrity
1578  * interval size of the storage device.  Convert the block layer sectors
1579  * to the appropriate number of integrity intervals.
1580  */
1581 static inline unsigned int bio_integrity_intervals(struct blk_integrity *bi,
1582                                                    unsigned int sectors)
1583 {
1584         return sectors >> (bi->interval_exp - 9);
1585 }
1586
1587 static inline unsigned int bio_integrity_bytes(struct blk_integrity *bi,
1588                                                unsigned int sectors)
1589 {
1590         return bio_integrity_intervals(bi, sectors) * bi->tuple_size;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Return the first bvec that contains integrity data.  Only drivers that are
1595  * limited to a single integrity segment should use this helper.
1596  */
1597 static inline struct bio_vec *rq_integrity_vec(struct request *rq)
1598 {
1599         if (WARN_ON_ONCE(queue_max_integrity_segments(rq->q) > 1))
1600                 return NULL;
1601         return rq->bio->bi_integrity->bip_vec;
1602 }
1603
1604 #else /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
1605
1606 struct bio;
1607 struct block_device;
1608 struct gendisk;
1609 struct blk_integrity;
1610
1611 static inline int blk_integrity_rq(struct request *rq)
1612 {
1613         return 0;
1614 }
1615 static inline int blk_rq_count_integrity_sg(struct request_queue *q,
1616                                             struct bio *b)
1617 {
1618         return 0;
1619 }
1620 static inline int blk_rq_map_integrity_sg(struct request_queue *q,
1621                                           struct bio *b,
1622                                           struct scatterlist *s)
1623 {
1624         return 0;
1625 }
1626 static inline struct blk_integrity *bdev_get_integrity(struct block_device *b)
1627 {
1628         return NULL;
1629 }
1630 static inline struct blk_integrity *blk_get_integrity(struct gendisk *disk)
1631 {
1632         return NULL;
1633 }
1634 static inline int blk_integrity_compare(struct gendisk *a, struct gendisk *b)
1635 {
1636         return 0;
1637 }
1638 static inline void blk_integrity_register(struct gendisk *d,
1639                                          struct blk_integrity *b)
1640 {
1641 }
1642 static inline void blk_integrity_unregister(struct gendisk *d)
1643 {
1644 }
1645 static inline void blk_queue_max_integrity_segments(struct request_queue *q,
1646                                                     unsigned int segs)
1647 {
1648 }
1649 static inline unsigned short queue_max_integrity_segments(const struct request_queue *q)
1650 {
1651         return 0;
1652 }
1653 static inline bool blk_integrity_merge_rq(struct request_queue *rq,
1654                                           struct request *r1,
1655                                           struct request *r2)
1656 {
1657         return true;
1658 }
1659 static inline bool blk_integrity_merge_bio(struct request_queue *rq,
1660                                            struct request *r,
1661                                            struct bio *b)
1662 {
1663         return true;
1664 }
1665
1666 static inline unsigned int bio_integrity_intervals(struct blk_integrity *bi,
1667                                                    unsigned int sectors)
1668 {
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 static inline unsigned int bio_integrity_bytes(struct blk_integrity *bi,
1673                                                unsigned int sectors)
1674 {
1675         return 0;
1676 }
1677
1678 static inline struct bio_vec *rq_integrity_vec(struct request *rq)
1679 {
1680         return NULL;
1681 }
1682
1683 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
1684
1685 struct block_device_operations {
1686         int (*open) (struct block_device *, fmode_t);
1687         void (*release) (struct gendisk *, fmode_t);
1688         int (*rw_page)(struct block_device *, sector_t, struct page *, unsigned int);
1689         int (*ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long);
1690         int (*compat_ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long);
1691         unsigned int (*check_events) (struct gendisk *disk,
1692                                       unsigned int clearing);
1693         /* ->media_changed() is DEPRECATED, use ->check_events() instead */
1694         int (*media_changed) (struct gendisk *);
1695         void (*unlock_native_capacity) (struct gendisk *);
1696         int (*revalidate_disk) (struct gendisk *);
1697         int (*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry *);
1698         /* this callback is with swap_lock and sometimes page table lock held */
1699         void (*swap_slot_free_notify) (struct block_device *, unsigned long);
1700         int (*report_zones)(struct gendisk *, sector_t sector,
1701                         unsigned int nr_zones, report_zones_cb cb, void *data);
1702         char *(*devnode)(struct gendisk *disk, umode_t *mode);
1703         struct module *owner;
1704         const struct pr_ops *pr_ops;
1705 };
1706
1707 #ifdef CONFIG_COMPAT
1708 extern int blkdev_compat_ptr_ioctl(struct block_device *, fmode_t,
1709                                       unsigned int, unsigned long);
1710 #else
1711 #define blkdev_compat_ptr_ioctl NULL
1712 #endif
1713
1714 extern int __blkdev_driver_ioctl(struct block_device *, fmode_t, unsigned int,
1715                                  unsigned long);
1716 extern int bdev_read_page(struct block_device *, sector_t, struct page *);
1717 extern int bdev_write_page(struct block_device *, sector_t, struct page *,
1718                                                 struct writeback_control *);
1719
1720 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
1721 bool blk_req_needs_zone_write_lock(struct request *rq);
1722 void __blk_req_zone_write_lock(struct request *rq);
1723 void __blk_req_zone_write_unlock(struct request *rq);
1724
1725 static inline void blk_req_zone_write_lock(struct request *rq)
1726 {
1727         if (blk_req_needs_zone_write_lock(rq))
1728                 __blk_req_zone_write_lock(rq);
1729 }
1730
1731 static inline void blk_req_zone_write_unlock(struct request *rq)
1732 {
1733         if (rq->rq_flags & RQF_ZONE_WRITE_LOCKED)
1734                 __blk_req_zone_write_unlock(rq);
1735 }
1736
1737 static inline bool blk_req_zone_is_write_locked(struct request *rq)
1738 {
1739         return rq->q->seq_zones_wlock &&
1740                 test_bit(blk_rq_zone_no(rq), rq->q->seq_zones_wlock);
1741 }
1742
1743 static inline bool blk_req_can_dispatch_to_zone(struct request *rq)
1744 {
1745         if (!blk_req_needs_zone_write_lock(rq))
1746                 return true;
1747         return !blk_req_zone_is_write_locked(rq);
1748 }
1749 #else
1750 static inline bool blk_req_needs_zone_write_lock(struct request *rq)
1751 {
1752         return false;
1753 }
1754
1755 static inline void blk_req_zone_write_lock(struct request *rq)
1756 {
1757 }
1758
1759 static inline void blk_req_zone_write_unlock(struct request *rq)
1760 {
1761 }
1762 static inline bool blk_req_zone_is_write_locked(struct request *rq)
1763 {
1764         return false;
1765 }
1766
1767 static inline bool blk_req_can_dispatch_to_zone(struct request *rq)
1768 {
1769         return true;
1770 }
1771 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
1772
1773 #else /* CONFIG_BLOCK */
1774
1775 struct block_device;
1776
1777 /*
1778  * stubs for when the block layer is configured out
1779  */
1780 #define buffer_heads_over_limit 0
1781
1782 static inline long nr_blockdev_pages(void)
1783 {
1784         return 0;
1785 }
1786
1787 struct blk_plug {
1788 };
1789
1790 static inline void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1791 {
1792 }
1793
1794 static inline void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1795 {
1796 }
1797
1798 static inline void blk_flush_plug(struct task_struct *task)
1799 {
1800 }
1801
1802 static inline void blk_schedule_flush_plug(struct task_struct *task)
1803 {
1804 }
1805
1806
1807 static inline bool blk_needs_flush_plug(struct task_struct *tsk)
1808 {
1809         return false;
1810 }
1811
1812 static inline int blkdev_issue_flush(struct block_device *bdev, gfp_t gfp_mask,
1813                                      sector_t *error_sector)
1814 {
1815         return 0;
1816 }
1817
1818 #endif /* CONFIG_BLOCK */
1819
1820 static inline void blk_wake_io_task(struct task_struct *waiter)
1821 {
1822         /*
1823          * If we're polling, the task itself is doing the completions. For
1824          * that case, we don't need to signal a wakeup, it's enough to just
1825          * mark us as RUNNING.
1826          */
1827         if (waiter == current)
1828                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1829         else
1830                 wake_up_process(waiter);
1831 }
1832
1833 #endif