GNU Linux-libre 5.4.200-gnu1
[releases.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/kernel_stat.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/completion.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/delay.h>
34 #include <linux/ratelimit.h>
35 #include <linux/pm_runtime.h>
36 #include <linux/blk-cgroup.h>
37 #include <linux/t10-pi.h>
38 #include <linux/debugfs.h>
39 #include <linux/bpf.h>
40 #include <linux/psi.h>
41
42 #define CREATE_TRACE_POINTS
43 #include <trace/events/block.h>
44
45 #include "blk.h"
46 #include "blk-mq.h"
47 #include "blk-mq-sched.h"
48 #include "blk-pm.h"
49 #include "blk-rq-qos.h"
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
52 struct dentry *blk_debugfs_root;
53 #endif
54
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
60
61 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
62
63 /*
64  * For queue allocation
65  */
66 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
67
68 /*
69  * Controlling structure to kblockd
70  */
71 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
72
73 /**
74  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
75  * @flag: flag to be set
76  * @q: request queue
77  */
78 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
79 {
80         set_bit(flag, &q->queue_flags);
81 }
82 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
83
84 /**
85  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
86  * @flag: flag to be cleared
87  * @q: request queue
88  */
89 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
90 {
91         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
94
95 /**
96  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
97  * @flag: flag to be set
98  * @q: request queue
99  *
100  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
101  * the flag was already set.
102  */
103 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
104 {
105         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
106 }
107 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
108
109 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
110 {
111         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
112
113         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
114         rq->q = q;
115         rq->__sector = (sector_t) -1;
116         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
117         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
118         rq->tag = -1;
119         rq->internal_tag = -1;
120         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
121         rq->part = NULL;
122         refcount_set(&rq->ref, 1);
123 }
124 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
125
126 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
127 static const char *const blk_op_name[] = {
128         REQ_OP_NAME(READ),
129         REQ_OP_NAME(WRITE),
130         REQ_OP_NAME(FLUSH),
131         REQ_OP_NAME(DISCARD),
132         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
133         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
134         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
135         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
136         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
137         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
138         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
139         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
140         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
141 };
142 #undef REQ_OP_NAME
143
144 /**
145  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
146  * @op: REQ_OP_XXX.
147  *
148  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
149  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
150  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
151  */
152 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
153 {
154         const char *op_str = "UNKNOWN";
155
156         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
157                 op_str = blk_op_name[op];
158
159         return op_str;
160 }
161 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
162
163 static const struct {
164         int             errno;
165         const char      *name;
166 } blk_errors[] = {
167         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
168         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
169         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
170         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
171         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
172         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
173         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
174         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
175         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
176         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
177         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
178         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
179
180         /* device mapper special case, should not leak out: */
181         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
182
183         /* everything else not covered above: */
184         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
185 };
186
187 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
188 {
189         int i;
190
191         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
192                 if (blk_errors[i].errno == errno)
193                         return (__force blk_status_t)i;
194         }
195
196         return BLK_STS_IOERR;
197 }
198 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
199
200 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
201 {
202         int idx = (__force int)status;
203
204         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
205                 return -EIO;
206         return blk_errors[idx].errno;
207 }
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
209
210 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
211                 const char *caller)
212 {
213         int idx = (__force int)status;
214
215         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
216                 return;
217
218         printk_ratelimited(KERN_ERR
219                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
220                 "phys_seg %u prio class %u\n",
221                 caller, blk_errors[idx].name,
222                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
223                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
224                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
225                 req->nr_phys_segments,
226                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
227 }
228
229 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
230                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
231 {
232         if (error)
233                 bio->bi_status = error;
234
235         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
236                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
237
238         bio_advance(bio, nbytes);
239
240         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
241         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
242                 bio_endio(bio);
243 }
244
245 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
246 {
247         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
248                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
249                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
250
251         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
252                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
253                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
254         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
255                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
256 }
257 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
258
259 /**
260  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
261  * @q: the queue
262  *
263  * Description:
264  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
265  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
266  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
267  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
268  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
269  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
270  *     this function.
271  *
272  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
273  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
274  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
275  *
276  */
277 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
278 {
279         del_timer_sync(&q->timeout);
280         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
281 }
282 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
283
284 /**
285  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
286  * @q: request queue pointer
287  */
288 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
289 {
290         atomic_inc(&q->pm_only);
291 }
292 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
293
294 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
295 {
296         int pm_only;
297
298         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
299         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
300         if (pm_only == 0)
301                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
302 }
303 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
304
305 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
306 {
307         kobject_put(&q->kobj);
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
310
311 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
312 {
313         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
314
315         /*
316          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
317          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
318          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
319          */
320         blk_freeze_queue_start(q);
321
322         if (queue_is_mq(q))
323                 blk_mq_wake_waiters(q);
324
325         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
326         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
327 }
328 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
329
330 /**
331  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
332  * @q: request queue to shutdown
333  *
334  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
335  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
336  */
337 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
338 {
339         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
340         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
341         blk_set_queue_dying(q);
342
343         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
344         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
345         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
346         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
347
348         /*
349          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
350          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
351          * after draining finished.
352          */
353         blk_freeze_queue(q);
354
355         rq_qos_exit(q);
356
357         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
358
359         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
360         blk_flush_integrity();
361
362         /* @q won't process any more request, flush async actions */
363         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
364         blk_sync_queue(q);
365
366         if (queue_is_mq(q))
367                 blk_mq_exit_queue(q);
368
369         /*
370          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
371          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
372          * requests, so free the pool now.
373          *
374          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
375          * it is safe to free requests now.
376          */
377         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
378         if (q->elevator)
379                 blk_mq_sched_free_requests(q);
380         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
381
382         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
383
384         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
385         blk_put_queue(q);
386 }
387 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
388
389 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
390 {
391         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
392 }
393 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
394
395 /**
396  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
397  * @q: request queue pointer
398  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
399  */
400 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
401 {
402         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
403
404         while (true) {
405                 bool success = false;
406
407                 rcu_read_lock();
408                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
409                         /*
410                          * The code that increments the pm_only counter is
411                          * responsible for ensuring that that counter is
412                          * globally visible before the queue is unfrozen.
413                          */
414                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
415                                 success = true;
416                         } else {
417                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
418                         }
419                 }
420                 rcu_read_unlock();
421
422                 if (success)
423                         return 0;
424
425                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
426                         return -EBUSY;
427
428                 /*
429                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
430                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
431                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
432                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
433                  * never return if the two reads are reordered.
434                  */
435                 smp_rmb();
436
437                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
438                            (!q->mq_freeze_depth &&
439                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
440                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
441                            blk_queue_dying(q));
442                 if (blk_queue_dying(q))
443                         return -ENODEV;
444         }
445 }
446
447 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
448 {
449         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
450 }
451
452 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
453 {
454         struct request_queue *q =
455                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
456
457         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
458 }
459
460 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
461 {
462         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
463
464         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
465 }
466
467 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
468 {
469 }
470
471 /**
472  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
473  * @gfp_mask: memory allocation flags
474  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
475  */
476 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
477 {
478         struct request_queue *q;
479         int ret;
480
481         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
482                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
483         if (!q)
484                 return NULL;
485
486         q->last_merge = NULL;
487
488         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
489         if (q->id < 0)
490                 goto fail_q;
491
492         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
493         if (ret)
494                 goto fail_id;
495
496         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
497         if (!q->backing_dev_info)
498                 goto fail_split;
499
500         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
501         if (!q->stats)
502                 goto fail_stats;
503
504         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
505         q->backing_dev_info->io_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
506         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
507         q->backing_dev_info->name = "block";
508         q->node = node_id;
509
510         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
511                     laptop_mode_timer_fn, 0);
512         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
513         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
514         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
515 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
516         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
517 #endif
518
519         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
520
521 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
522         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
523 #endif
524         mutex_init(&q->sysfs_lock);
525         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
526         spin_lock_init(&q->queue_lock);
527
528         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
529         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
530
531         /*
532          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
533          * See blk_register_queue() for details.
534          */
535         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
536                                 blk_queue_usage_counter_release,
537                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
538                 goto fail_bdi;
539
540         if (blkcg_init_queue(q))
541                 goto fail_ref;
542
543         return q;
544
545 fail_ref:
546         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
547 fail_bdi:
548         blk_free_queue_stats(q->stats);
549 fail_stats:
550         bdi_put(q->backing_dev_info);
551 fail_split:
552         bioset_exit(&q->bio_split);
553 fail_id:
554         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
555 fail_q:
556         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
557         return NULL;
558 }
559 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
560
561 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
562 {
563         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
564                 __blk_get_queue(q);
565                 return true;
566         }
567
568         return false;
569 }
570 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
571
572 /**
573  * blk_get_request - allocate a request
574  * @q: request queue to allocate a request for
575  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
576  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
577  */
578 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
579                                 blk_mq_req_flags_t flags)
580 {
581         struct request *req;
582
583         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
584         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
585
586         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
587         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
588                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
589
590         return req;
591 }
592 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
593
594 void blk_put_request(struct request *req)
595 {
596         blk_mq_free_request(req);
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
599
600 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
601                 unsigned int nr_segs)
602 {
603         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
604
605         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
606                 return false;
607
608         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
609         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
610
611         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
612                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
613
614         req->biotail->bi_next = bio;
615         req->biotail = bio;
616         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
617
618         blk_account_io_start(req, false);
619         return true;
620 }
621
622 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
623                 unsigned int nr_segs)
624 {
625         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
626
627         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
628                 return false;
629
630         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
631         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
632
633         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
634                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
635
636         bio->bi_next = req->bio;
637         req->bio = bio;
638
639         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
640         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
641
642         blk_account_io_start(req, false);
643         return true;
644 }
645
646 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
647                 struct bio *bio)
648 {
649         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
650
651         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
652                 goto no_merge;
653         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
654             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
655                 goto no_merge;
656
657         rq_qos_merge(q, req, bio);
658
659         req->biotail->bi_next = bio;
660         req->biotail = bio;
661         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
662         req->nr_phys_segments = segments + 1;
663
664         blk_account_io_start(req, false);
665         return true;
666 no_merge:
667         req_set_nomerge(q, req);
668         return false;
669 }
670
671 /**
672  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
673  * @q: request_queue new bio is being queued at
674  * @bio: new bio being queued
675  * @nr_segs: number of segments in @bio
676  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
677  * another request associated with @q is found on the plug list
678  * (optional, may be %NULL)
679  *
680  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
681  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
682  * otherwise %false.
683  *
684  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
685  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
686  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
687  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
688  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
689  * merging parameters without querying the elevator.
690  *
691  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
692  */
693 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
694                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
695 {
696         struct blk_plug *plug;
697         struct request *rq;
698         struct list_head *plug_list;
699
700         plug = blk_mq_plug(q, bio);
701         if (!plug)
702                 return false;
703
704         plug_list = &plug->mq_list;
705
706         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
707                 bool merged = false;
708
709                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
710                         /*
711                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
712                          * rq in the same queue, there should be only one such
713                          * rq in a queue
714                          **/
715                         *same_queue_rq = rq;
716                 }
717
718                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
719                         continue;
720
721                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
722                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
723                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
724                         break;
725                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
726                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
727                         break;
728                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
729                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
730                         break;
731                 default:
732                         break;
733                 }
734
735                 if (merged)
736                         return true;
737         }
738
739         return false;
740 }
741
742 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
743 {
744         char b[BDEVNAME_SIZE];
745
746         pr_info_ratelimited("attempt to access beyond end of device\n"
747                             "%s: rw=%d, want=%llu, limit=%llu\n",
748                             bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
749                             bio_end_sector(bio), maxsector);
750 }
751
752 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
753
754 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
755
756 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
757 {
758         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
759 }
760 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
761
762 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
763 {
764         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
765 }
766
767 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
768 {
769         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
770                                                 NULL, &fail_make_request);
771
772         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
773 }
774
775 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
776
777 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
778
779 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
780                                         unsigned int bytes)
781 {
782         return false;
783 }
784
785 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
786
787 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
788 {
789         const int op = bio_op(bio);
790
791         if (part->policy && op_is_write(op)) {
792                 char b[BDEVNAME_SIZE];
793
794                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
795                         return false;
796
797                 WARN_ONCE(1,
798                        "generic_make_request: Trying to write "
799                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
800                         bio_devname(bio, b), part->partno);
801                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
802                 return false;
803         }
804
805         return false;
806 }
807
808 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
809 {
810         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
811                 return -EIO;
812         return 0;
813 }
814 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
815
816 /*
817  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
818  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
819  * the device, e.g., when mounting a file system.
820  */
821 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
822 {
823         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
824
825         if (nr_sectors && maxsector &&
826             (nr_sectors > maxsector ||
827              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
828                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
829                 return -EIO;
830         }
831         return 0;
832 }
833
834 /*
835  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
836  */
837 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
838 {
839         struct hd_struct *p;
840         int ret = -EIO;
841
842         rcu_read_lock();
843         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
844         if (unlikely(!p))
845                 goto out;
846         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
847                 goto out;
848         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
849                 goto out;
850
851         /*
852          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
853          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
854          */
855         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
856                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
857                         goto out;
858                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
859                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
860                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
861         }
862         bio->bi_partno = 0;
863         ret = 0;
864 out:
865         rcu_read_unlock();
866         return ret;
867 }
868
869 static noinline_for_stack bool
870 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
871 {
872         struct request_queue *q;
873         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
874         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
875         char b[BDEVNAME_SIZE];
876
877         might_sleep();
878
879         q = bio->bi_disk->queue;
880         if (unlikely(!q)) {
881                 printk(KERN_ERR
882                        "generic_make_request: Trying to access "
883                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
884                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
885                 goto end_io;
886         }
887
888         /*
889          * Non-mq queues do not honor REQ_NOWAIT, so complete a bio
890          * with BLK_STS_AGAIN status in order to catch -EAGAIN and
891          * to give a chance to the caller to repeat request gracefully.
892          */
893         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q)) {
894                 status = BLK_STS_AGAIN;
895                 goto end_io;
896         }
897
898         if (should_fail_bio(bio))
899                 goto end_io;
900
901         if (bio->bi_partno) {
902                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
903                         goto end_io;
904         } else {
905                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
906                         goto end_io;
907                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
908                         goto end_io;
909         }
910
911         /*
912          * Filter flush bio's early so that make_request based
913          * drivers without flush support don't have to worry
914          * about them.
915          */
916         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
917             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
918                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
919                 if (!nr_sectors) {
920                         status = BLK_STS_OK;
921                         goto end_io;
922                 }
923         }
924
925         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
926                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
927
928         switch (bio_op(bio)) {
929         case REQ_OP_DISCARD:
930                 if (!blk_queue_discard(q))
931                         goto not_supported;
932                 break;
933         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
934                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
935                         goto not_supported;
936                 break;
937         case REQ_OP_WRITE_SAME:
938                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
939                         goto not_supported;
940                 break;
941         case REQ_OP_ZONE_RESET:
942                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
943                         goto not_supported;
944                 break;
945         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
946                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
947                         goto not_supported;
948                 break;
949         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
950                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
951                         goto not_supported;
952                 break;
953         default:
954                 break;
955         }
956
957         /*
958          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
959          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
960          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
961          * layer knows how to live with it.
962          */
963         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
964
965         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
966                 return false;
967
968         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
969                 trace_block_bio_queue(q, bio);
970                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
971                  * completion as well.
972                  */
973                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
974         }
975         return true;
976
977 not_supported:
978         status = BLK_STS_NOTSUPP;
979 end_io:
980         bio->bi_status = status;
981         bio_endio(bio);
982         return false;
983 }
984
985 /**
986  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
987  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
988  *
989  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
990  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
991  * to be done.
992  *
993  * generic_make_request() does not return any status.  The
994  * success/failure status of the request, along with notification of
995  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
996  * function described (one day) else where.
997  *
998  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
999  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1000  * set to describe the device address, and the
1001  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1002  * completion notification should be signaled.
1003  *
1004  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1005  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1006  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1007  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1008  */
1009 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1010 {
1011         /*
1012          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1013          * make_request_fn.
1014          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1015          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1016          * yet.
1017          */
1018         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1019         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1020
1021         if (!generic_make_request_checks(bio))
1022                 goto out;
1023
1024         /*
1025          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1026          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1027          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1028          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1029          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1030          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1031          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1032          * should be added at the tail
1033          */
1034         if (current->bio_list) {
1035                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1036                 goto out;
1037         }
1038
1039         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1040          * explanation.
1041          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1042          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1043          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1044          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1045          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1046          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1047          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1048          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1049          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1050          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1051          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1052          */
1053         BUG_ON(bio->bi_next);
1054         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1055         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1056         do {
1057                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1058                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1059                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1060
1061                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1062                         struct bio_list lower, same;
1063
1064                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1065                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1066                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1067                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1068
1069                         blk_queue_exit(q);
1070
1071                         /* sort new bios into those for a lower level
1072                          * and those for the same level
1073                          */
1074                         bio_list_init(&lower);
1075                         bio_list_init(&same);
1076                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1077                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1078                                         bio_list_add(&same, bio);
1079                                 else
1080                                         bio_list_add(&lower, bio);
1081                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1082                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1083                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1084                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1085                 } else {
1086                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1087                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1088                                 bio_wouldblock_error(bio);
1089                         else
1090                                 bio_io_error(bio);
1091                 }
1092                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1093         } while (bio);
1094         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1095
1096 out:
1097         return ret;
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1100
1101 /**
1102  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1103  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1104  *
1105  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1106  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1107  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1108  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1109  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1110  */
1111 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1112 {
1113         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1114         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1115         blk_qc_t ret;
1116
1117         if (!generic_make_request_checks(bio))
1118                 return BLK_QC_T_NONE;
1119
1120         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1121                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1122                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1123                 else
1124                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1125                 bio_endio(bio);
1126                 return BLK_QC_T_NONE;
1127         }
1128
1129         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1130         blk_queue_exit(q);
1131         return ret;
1132 }
1133 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1134
1135 /**
1136  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1137  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1138  *
1139  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1140  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1141  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1142  *
1143  */
1144 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1145 {
1146         bool workingset_read = false;
1147         unsigned long pflags;
1148         blk_qc_t ret;
1149
1150         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1151                 return BLK_QC_T_NONE;
1152
1153         /*
1154          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1155          * go through the normal accounting stuff before submission.
1156          */
1157         if (bio_has_data(bio)) {
1158                 unsigned int count;
1159
1160                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1161                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1162                 else
1163                         count = bio_sectors(bio);
1164
1165                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1166                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1167                 } else {
1168                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1169                                 workingset_read = true;
1170                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1171                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1172                 }
1173
1174                 if (unlikely(block_dump)) {
1175                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1176                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1177                         current->comm, task_pid_nr(current),
1178                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1179                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1180                                 bio_devname(bio, b), count);
1181                 }
1182         }
1183
1184         /*
1185          * If we're reading data that is part of the userspace
1186          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1187          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1188          * submission can be a significant part of overall IO time.
1189          */
1190         if (workingset_read)
1191                 psi_memstall_enter(&pflags);
1192
1193         ret = generic_make_request(bio);
1194
1195         if (workingset_read)
1196                 psi_memstall_leave(&pflags);
1197
1198         return ret;
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1201
1202 /**
1203  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1204  *                              for new the queue limits
1205  * @q:  the queue
1206  * @rq: the request being checked
1207  *
1208  * Description:
1209  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1210  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1211  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1212  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1213  *    the insertion using this generic function.
1214  *
1215  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1216  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1217  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1218  */
1219 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1220                                       struct request *rq)
1221 {
1222         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1223                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1224                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1225                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1226                 return -EIO;
1227         }
1228
1229         /*
1230          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1231          * may differ from that of other stacking queues.
1232          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1233          * limitation.
1234          */
1235         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1236         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1237                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1238                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1239                 return -EIO;
1240         }
1241
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 /**
1246  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1247  * @q:  the queue to submit the request
1248  * @rq: the request being queued
1249  */
1250 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1251 {
1252         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1253                 return BLK_STS_IOERR;
1254
1255         if (rq->rq_disk &&
1256             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1257                 return BLK_STS_IOERR;
1258
1259         if (blk_queue_io_stat(q))
1260                 blk_account_io_start(rq, true);
1261
1262         /*
1263          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1264          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1265          * insert.
1266          */
1267         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1270
1271 /**
1272  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1273  * @rq: request to examine
1274  *
1275  * Description:
1276  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1277  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1278  *     can be failed from the beginning of the request without
1279  *     crossing into area which need to be retried further.
1280  *
1281  * Return:
1282  *     The number of bytes to fail.
1283  */
1284 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1285 {
1286         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1287         unsigned int bytes = 0;
1288         struct bio *bio;
1289
1290         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1291                 return blk_rq_bytes(rq);
1292
1293         /*
1294          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1295          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1296          * which have all the failfast bits that the first one has -
1297          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1298          * one.
1299          */
1300         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1301                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1302                         break;
1303                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1304         }
1305
1306         /* this could lead to infinite loop */
1307         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1308         return bytes;
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1311
1312 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1313 {
1314         if (blk_do_io_stat(req)) {
1315                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1316                 struct hd_struct *part;
1317
1318                 part_stat_lock();
1319                 part = req->part;
1320                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1321                 part_stat_unlock();
1322         }
1323 }
1324
1325 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1326 {
1327         /*
1328          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1329          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1330          * containing request is enough.
1331          */
1332         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1333                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1334                 struct hd_struct *part;
1335
1336                 part_stat_lock();
1337                 part = req->part;
1338
1339                 update_io_ticks(part, jiffies, true);
1340                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1341                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1342                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1343                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1344
1345                 hd_struct_put(part);
1346                 part_stat_unlock();
1347         }
1348 }
1349
1350 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1351 {
1352         struct hd_struct *part;
1353         int rw = rq_data_dir(rq);
1354
1355         if (!blk_do_io_stat(rq))
1356                 return;
1357
1358         part_stat_lock();
1359
1360         if (!new_io) {
1361                 part = rq->part;
1362                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1363         } else {
1364                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1365                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1366                         /*
1367                          * The partition is already being removed,
1368                          * the request will be accounted on the disk only
1369                          *
1370                          * We take a reference on disk->part0 although that
1371                          * partition will never be deleted, so we can treat
1372                          * it as any other partition.
1373                          */
1374                         part = &rq->rq_disk->part0;
1375                         hd_struct_get(part);
1376                 }
1377                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1378                 rq->part = part;
1379         }
1380
1381         update_io_ticks(part, jiffies, false);
1382
1383         part_stat_unlock();
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1388  * The request must not have been partially completed before.
1389  */
1390 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1391 {
1392         if (rq->bio) {
1393                 if (list->tail)
1394                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1395                 else
1396                         list->head = rq->bio;
1397                 list->tail = rq->biotail;
1398
1399                 rq->bio = NULL;
1400                 rq->biotail = NULL;
1401         }
1402
1403         rq->__data_len = 0;
1404 }
1405 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1406
1407 /**
1408  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1409  * @req:      the request being processed
1410  * @error:    block status code
1411  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1412  *
1413  * Description:
1414  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1415  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1416  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1417  *
1418  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1419  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1420  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1421  *
1422  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1423  *     %false return from this function.
1424  *
1425  * Note:
1426  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1427  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1428  *
1429  * Return:
1430  *     %false - this request doesn't have any more data
1431  *     %true  - this request has more data
1432  **/
1433 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1434                 unsigned int nr_bytes)
1435 {
1436         int total_bytes;
1437
1438         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1439
1440         if (!req->bio)
1441                 return false;
1442
1443 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1444         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1445             error == BLK_STS_OK)
1446                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1447 #endif
1448
1449         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1450                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1451                 print_req_error(req, error, __func__);
1452
1453         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1454
1455         total_bytes = 0;
1456         while (req->bio) {
1457                 struct bio *bio = req->bio;
1458                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1459
1460                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1461                         req->bio = bio->bi_next;
1462
1463                 /* Completion has already been traced */
1464                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1465                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1466
1467                 total_bytes += bio_bytes;
1468                 nr_bytes -= bio_bytes;
1469
1470                 if (!nr_bytes)
1471                         break;
1472         }
1473
1474         /*
1475          * completely done
1476          */
1477         if (!req->bio) {
1478                 /*
1479                  * Reset counters so that the request stacking driver
1480                  * can find how many bytes remain in the request
1481                  * later.
1482                  */
1483                 req->__data_len = 0;
1484                 return false;
1485         }
1486
1487         req->__data_len -= total_bytes;
1488
1489         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1490         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1491                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1492
1493         /* mixed attributes always follow the first bio */
1494         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1495                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1496                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1497         }
1498
1499         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1500                 /*
1501                  * If total number of sectors is less than the first segment
1502                  * size, something has gone terribly wrong.
1503                  */
1504                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1505                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1506                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1507                 }
1508
1509                 /* recalculate the number of segments */
1510                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1511         }
1512
1513         return true;
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1516
1517 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1518 /**
1519  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1520  * @rq: the request to be flushed
1521  *
1522  * Description:
1523  *     Flush all pages in @rq.
1524  */
1525 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1526 {
1527         struct req_iterator iter;
1528         struct bio_vec bvec;
1529
1530         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1531                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1532 }
1533 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1534 #endif
1535
1536 /**
1537  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1538  * @q : the queue of the device being checked
1539  *
1540  * Description:
1541  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1542  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1543  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1544  *
1545  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1546  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1547  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1548  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1549  *    on burst I/O load.
1550  *
1551  * Return:
1552  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1553  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1554  */
1555 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1556 {
1557         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1558                 return q->mq_ops->busy(q);
1559
1560         return 0;
1561 }
1562 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1563
1564 /**
1565  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1566  * @rq: the clone request to be cleaned up
1567  *
1568  * Description:
1569  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1570  */
1571 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1572 {
1573         struct bio *bio;
1574
1575         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1576                 rq->bio = bio->bi_next;
1577
1578                 bio_put(bio);
1579         }
1580 }
1581 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1582
1583 /*
1584  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1585  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1586  */
1587 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1588 {
1589         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1590         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1591         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1592                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1593                 dst->special_vec = src->special_vec;
1594         }
1595         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1596         dst->ioprio = src->ioprio;
1597         dst->extra_len = src->extra_len;
1598 }
1599
1600 /**
1601  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1602  * @rq: the request to be setup
1603  * @rq_src: original request to be cloned
1604  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1605  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1606  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1607  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1608  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1609  *
1610  * Description:
1611  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1612  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1613  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1614  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1615  *     and the cloned bios just point same pages.
1616  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1617  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1618  */
1619 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1620                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1621                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1622                       void *data)
1623 {
1624         struct bio *bio, *bio_src;
1625
1626         if (!bs)
1627                 bs = &fs_bio_set;
1628
1629         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1630                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1631                 if (!bio)
1632                         goto free_and_out;
1633
1634                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1635                         goto free_and_out;
1636
1637                 if (rq->bio) {
1638                         rq->biotail->bi_next = bio;
1639                         rq->biotail = bio;
1640                 } else
1641                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1642         }
1643
1644         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1645
1646         return 0;
1647
1648 free_and_out:
1649         if (bio)
1650                 bio_put(bio);
1651         blk_rq_unprep_clone(rq);
1652
1653         return -ENOMEM;
1654 }
1655 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1656
1657 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1658 {
1659         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1662
1663 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1664 {
1665         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1666 }
1667 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1668
1669 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1670                                 unsigned long delay)
1671 {
1672         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1673 }
1674 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1675
1676 /**
1677  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1678  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1679  *
1680  * Description:
1681  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1682  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1683  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1684  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1685  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1686  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1687  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1688  *   the task schedules (see below).
1689  *
1690  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1691  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1692  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1693  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1694  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1695  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1696  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1697  *   this kind of deadlock.
1698  */
1699 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1700 {
1701         struct task_struct *tsk = current;
1702
1703         /*
1704          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1705          */
1706         if (tsk->plug)
1707                 return;
1708
1709         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1710         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1711         plug->rq_count = 0;
1712         plug->multiple_queues = false;
1713
1714         /*
1715          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1716          * preempt will imply a full memory barrier
1717          */
1718         tsk->plug = plug;
1719 }
1720 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1721
1722 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1723 {
1724         LIST_HEAD(callbacks);
1725
1726         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1727                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1728
1729                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1730                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1731                                                           struct blk_plug_cb,
1732                                                           list);
1733                         list_del(&cb->list);
1734                         cb->callback(cb, from_schedule);
1735                 }
1736         }
1737 }
1738
1739 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1740                                       int size)
1741 {
1742         struct blk_plug *plug = current->plug;
1743         struct blk_plug_cb *cb;
1744
1745         if (!plug)
1746                 return NULL;
1747
1748         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1749                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1750                         return cb;
1751
1752         /* Not currently on the callback list */
1753         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1754         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1755         if (cb) {
1756                 cb->data = data;
1757                 cb->callback = unplug;
1758                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1759         }
1760         return cb;
1761 }
1762 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1763
1764 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1765 {
1766         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1767
1768         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1769                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1770 }
1771
1772 /**
1773  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1774  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1775  *
1776  * Description:
1777  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1778  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1779  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1780  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1781  */
1782 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1783 {
1784         if (plug != current->plug)
1785                 return;
1786         blk_flush_plug_list(plug, false);
1787
1788         current->plug = NULL;
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1791
1792 int __init blk_dev_init(void)
1793 {
1794         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1795         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1796                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
1797         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1798                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
1799
1800         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1801         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1802                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1803         if (!kblockd_workqueue)
1804                 panic("Failed to create kblockd\n");
1805
1806         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1807                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1808
1809 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1810         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1811 #endif
1812
1813         return 0;
1814 }