GNU Linux-libre 5.15.137-gnu
[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/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/blk-pm.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/pagemap.h>
24 #include <linux/kernel_stat.h>
25 #include <linux/string.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/completion.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/swap.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/list_sort.h>
34 #include <linux/delay.h>
35 #include <linux/ratelimit.h>
36 #include <linux/pm_runtime.h>
37 #include <linux/blk-cgroup.h>
38 #include <linux/t10-pi.h>
39 #include <linux/debugfs.h>
40 #include <linux/bpf.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/sched/sysctl.h>
43 #include <linux/blk-crypto.h>
44
45 #define CREATE_TRACE_POINTS
46 #include <trace/events/block.h>
47
48 #include "blk.h"
49 #include "blk-mq.h"
50 #include "blk-mq-sched.h"
51 #include "blk-pm.h"
52 #include "blk-rq-qos.h"
53
54 struct dentry *blk_debugfs_root;
55
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
60 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
61 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_insert);
62
63 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
64
65 /*
66  * For queue allocation
67  */
68 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
69
70 /*
71  * Controlling structure to kblockd
72  */
73 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
74
75 /**
76  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
77  * @flag: flag to be set
78  * @q: request queue
79  */
80 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
81 {
82         set_bit(flag, &q->queue_flags);
83 }
84 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
85
86 /**
87  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
88  * @flag: flag to be cleared
89  * @q: request queue
90  */
91 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
92 {
93         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
94 }
95 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
96
97 /**
98  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
99  * @flag: flag to be set
100  * @q: request queue
101  *
102  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
103  * the flag was already set.
104  */
105 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
106 {
107         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
108 }
109 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
110
111 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
112 {
113         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
114
115         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
116         rq->q = q;
117         rq->__sector = (sector_t) -1;
118         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
119         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
120         rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
121         rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
122         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
123         rq->part = NULL;
124         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
125 }
126 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
127
128 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
129 static const char *const blk_op_name[] = {
130         REQ_OP_NAME(READ),
131         REQ_OP_NAME(WRITE),
132         REQ_OP_NAME(FLUSH),
133         REQ_OP_NAME(DISCARD),
134         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
138         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
139         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
140         REQ_OP_NAME(ZONE_APPEND),
141         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
142         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
143         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
144         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
145 };
146 #undef REQ_OP_NAME
147
148 /**
149  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
150  * @op: REQ_OP_XXX.
151  *
152  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
153  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
154  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
155  */
156 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
157 {
158         const char *op_str = "UNKNOWN";
159
160         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
161                 op_str = blk_op_name[op];
162
163         return op_str;
164 }
165 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
166
167 static const struct {
168         int             errno;
169         const char      *name;
170 } blk_errors[] = {
171         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
172         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
173         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
174         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
175         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
176         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
177         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
178         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
179         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
180         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
181         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
182         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
183
184         /* device mapper special case, should not leak out: */
185         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
186
187         /* zone device specific errors */
188         [BLK_STS_ZONE_OPEN_RESOURCE]    = { -ETOOMANYREFS, "open zones exceeded" },
189         [BLK_STS_ZONE_ACTIVE_RESOURCE]  = { -EOVERFLOW, "active zones exceeded" },
190
191         /* everything else not covered above: */
192         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
193 };
194
195 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
196 {
197         int i;
198
199         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
200                 if (blk_errors[i].errno == errno)
201                         return (__force blk_status_t)i;
202         }
203
204         return BLK_STS_IOERR;
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
207
208 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
209 {
210         int idx = (__force int)status;
211
212         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
213                 return -EIO;
214         return blk_errors[idx].errno;
215 }
216 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
217
218 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
219                 const char *caller)
220 {
221         int idx = (__force int)status;
222
223         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
224                 return;
225
226         printk_ratelimited(KERN_ERR
227                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
228                 "phys_seg %u prio class %u\n",
229                 caller, blk_errors[idx].name,
230                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
231                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
232                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
233                 req->nr_phys_segments,
234                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
235 }
236
237 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
238                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
239 {
240         if (error)
241                 bio->bi_status = error;
242
243         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
244                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
245
246         bio_advance(bio, nbytes);
247
248         if (req_op(rq) == REQ_OP_ZONE_APPEND && error == BLK_STS_OK) {
249                 /*
250                  * Partial zone append completions cannot be supported as the
251                  * BIO fragments may end up not being written sequentially.
252                  */
253                 if (bio->bi_iter.bi_size)
254                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
255                 else
256                         bio->bi_iter.bi_sector = rq->__sector;
257         }
258
259         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
260         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
261                 bio_endio(bio);
262 }
263
264 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
265 {
266         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
267                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
268                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
269
270         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
271                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
272                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
273         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
274                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
277
278 /**
279  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
280  * @q: the queue
281  *
282  * Description:
283  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
284  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
285  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
286  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
287  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
288  *     that its ->submit_bio will not re-add plugging prior to calling
289  *     this function.
290  *
291  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
292  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
293  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
294  *
295  */
296 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
297 {
298         del_timer_sync(&q->timeout);
299         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
302
303 /**
304  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
305  * @q: request queue pointer
306  */
307 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
308 {
309         atomic_inc(&q->pm_only);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
312
313 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
314 {
315         int pm_only;
316
317         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
318         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
319         if (pm_only == 0)
320                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
321 }
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
323
324 /**
325  * blk_put_queue - decrement the request_queue refcount
326  * @q: the request_queue structure to decrement the refcount for
327  *
328  * Decrements the refcount of the request_queue kobject. When this reaches 0
329  * we'll have blk_release_queue() called.
330  *
331  * Context: Any context, but the last reference must not be dropped from
332  *          atomic context.
333  */
334 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
335 {
336         kobject_put(&q->kobj);
337 }
338 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
339
340 void blk_queue_start_drain(struct request_queue *q)
341 {
342         /*
343          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
344          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
345          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
346          */
347         blk_freeze_queue_start(q);
348         if (queue_is_mq(q))
349                 blk_mq_wake_waiters(q);
350         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
351         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
352 }
353
354 /**
355  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
356  * @q: request queue to shutdown
357  *
358  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
359  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
360  *
361  * Context: can sleep
362  */
363 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
364 {
365         /* cannot be called from atomic context */
366         might_sleep();
367
368         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
369
370         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
371         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
372         blk_queue_start_drain(q);
373
374         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
375         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
376
377         /*
378          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
379          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
380          * after draining finished.
381          */
382         blk_freeze_queue(q);
383
384         /* cleanup rq qos structures for queue without disk */
385         rq_qos_exit(q);
386
387         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
388
389         blk_sync_queue(q);
390         if (queue_is_mq(q)) {
391                 blk_mq_cancel_work_sync(q);
392                 blk_mq_exit_queue(q);
393         }
394
395         /*
396          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
397          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
398          * requests, so free the pool now.
399          *
400          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
401          * it is safe to free requests now.
402          */
403         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
404         if (q->elevator)
405                 blk_mq_sched_free_requests(q);
406         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
407
408         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
409         blk_put_queue(q);
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
412
413 static bool blk_try_enter_queue(struct request_queue *q, bool pm)
414 {
415         rcu_read_lock();
416         if (!percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter))
417                 goto fail;
418
419         /*
420          * The code that increments the pm_only counter must ensure that the
421          * counter is globally visible before the queue is unfrozen.
422          */
423         if (blk_queue_pm_only(q) &&
424             (!pm || queue_rpm_status(q) == RPM_SUSPENDED))
425                 goto fail_put;
426
427         rcu_read_unlock();
428         return true;
429
430 fail_put:
431         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
432 fail:
433         rcu_read_unlock();
434         return false;
435 }
436
437 /**
438  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
439  * @q: request queue pointer
440  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PM
441  */
442 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
443 {
444         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PM;
445
446         while (!blk_try_enter_queue(q, pm)) {
447                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
448                         return -EAGAIN;
449
450                 /*
451                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(), we need to
452                  * order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of .q_usage_counter and
453                  * reading .mq_freeze_depth or queue dying flag, otherwise the
454                  * following wait may never return if the two reads are
455                  * reordered.
456                  */
457                 smp_rmb();
458                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
459                            (!q->mq_freeze_depth &&
460                             blk_pm_resume_queue(pm, q)) ||
461                            blk_queue_dying(q));
462                 if (blk_queue_dying(q))
463                         return -ENODEV;
464         }
465
466         return 0;
467 }
468
469 static inline int bio_queue_enter(struct bio *bio)
470 {
471         struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
472         struct request_queue *q = disk->queue;
473
474         while (!blk_try_enter_queue(q, false)) {
475                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) {
476                         if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
477                                 goto dead;
478                         bio_wouldblock_error(bio);
479                         return -EAGAIN;
480                 }
481
482                 /*
483                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(), we need to
484                  * order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of .q_usage_counter and
485                  * reading .mq_freeze_depth or queue dying flag, otherwise the
486                  * following wait may never return if the two reads are
487                  * reordered.
488                  */
489                 smp_rmb();
490                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
491                            (!q->mq_freeze_depth &&
492                             blk_pm_resume_queue(false, q)) ||
493                            test_bit(GD_DEAD, &disk->state));
494                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
495                         goto dead;
496         }
497
498         return 0;
499 dead:
500         bio_io_error(bio);
501         return -ENODEV;
502 }
503
504 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
505 {
506         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
507 }
508
509 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
510 {
511         struct request_queue *q =
512                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
513
514         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
515 }
516
517 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
518 {
519         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
520
521         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
522 }
523
524 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
525 {
526 }
527
528 struct request_queue *blk_alloc_queue(int node_id)
529 {
530         struct request_queue *q;
531         int ret;
532
533         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
534                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
535         if (!q)
536                 return NULL;
537
538         q->last_merge = NULL;
539
540         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
541         if (q->id < 0)
542                 goto fail_q;
543
544         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
545         if (ret)
546                 goto fail_id;
547
548         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
549         if (!q->stats)
550                 goto fail_split;
551
552         q->node = node_id;
553
554         atomic_set(&q->nr_active_requests_shared_sbitmap, 0);
555
556         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
557         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
558         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
559 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
560         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
561 #endif
562
563         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
564
565         mutex_init(&q->debugfs_mutex);
566         mutex_init(&q->sysfs_lock);
567         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
568         spin_lock_init(&q->queue_lock);
569
570         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
571         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
572
573         /*
574          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
575          * See blk_register_queue() for details.
576          */
577         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
578                                 blk_queue_usage_counter_release,
579                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
580                 goto fail_stats;
581
582         if (blkcg_init_queue(q))
583                 goto fail_ref;
584
585         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
586         blk_set_default_limits(&q->limits);
587         q->nr_requests = BLKDEV_MAX_RQ;
588
589         return q;
590
591 fail_ref:
592         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
593 fail_stats:
594         blk_free_queue_stats(q->stats);
595 fail_split:
596         bioset_exit(&q->bio_split);
597 fail_id:
598         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
599 fail_q:
600         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
601         return NULL;
602 }
603
604 /**
605  * blk_get_queue - increment the request_queue refcount
606  * @q: the request_queue structure to increment the refcount for
607  *
608  * Increment the refcount of the request_queue kobject.
609  *
610  * Context: Any context.
611  */
612 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
613 {
614         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
615                 __blk_get_queue(q);
616                 return true;
617         }
618
619         return false;
620 }
621 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
622
623 /**
624  * blk_get_request - allocate a request
625  * @q: request queue to allocate a request for
626  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
627  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
628  */
629 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
630                                 blk_mq_req_flags_t flags)
631 {
632         struct request *req;
633
634         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
635         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PM));
636
637         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
638         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
639                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
640
641         return req;
642 }
643 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
644
645 void blk_put_request(struct request *req)
646 {
647         blk_mq_free_request(req);
648 }
649 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
650
651 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
652 {
653         char b[BDEVNAME_SIZE];
654
655         pr_info_ratelimited("attempt to access beyond end of device\n"
656                             "%s: rw=%d, want=%llu, limit=%llu\n",
657                             bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
658                             bio_end_sector(bio), maxsector);
659 }
660
661 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
662
663 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
664
665 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
666 {
667         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
668 }
669 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
670
671 static bool should_fail_request(struct block_device *part, unsigned int bytes)
672 {
673         return part->bd_make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
674 }
675
676 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
677 {
678         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
679                                                 NULL, &fail_make_request);
680
681         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
682 }
683
684 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
685
686 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
687
688 static inline bool should_fail_request(struct block_device *part,
689                                         unsigned int bytes)
690 {
691         return false;
692 }
693
694 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
695
696 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio)
697 {
698         if (op_is_write(bio_op(bio)) && bdev_read_only(bio->bi_bdev)) {
699                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
700                         return false;
701                 pr_warn("Trying to write to read-only block-device %pg\n",
702                         bio->bi_bdev);
703                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
704                 return false;
705         }
706
707         return false;
708 }
709
710 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
711 {
712         if (should_fail_request(bdev_whole(bio->bi_bdev), bio->bi_iter.bi_size))
713                 return -EIO;
714         return 0;
715 }
716 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
717
718 /*
719  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
720  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
721  * the device, e.g., when mounting a file system.
722  */
723 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio)
724 {
725         sector_t maxsector = bdev_nr_sectors(bio->bi_bdev);
726         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
727
728         if (nr_sectors && maxsector &&
729             (nr_sectors > maxsector ||
730              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
731                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
732                 return -EIO;
733         }
734         return 0;
735 }
736
737 /*
738  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
739  */
740 static int blk_partition_remap(struct bio *bio)
741 {
742         struct block_device *p = bio->bi_bdev;
743
744         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
745                 return -EIO;
746         if (bio_sectors(bio)) {
747                 bio->bi_iter.bi_sector += p->bd_start_sect;
748                 trace_block_bio_remap(bio, p->bd_dev,
749                                       bio->bi_iter.bi_sector -
750                                       p->bd_start_sect);
751         }
752         bio_set_flag(bio, BIO_REMAPPED);
753         return 0;
754 }
755
756 /*
757  * Check write append to a zoned block device.
758  */
759 static inline blk_status_t blk_check_zone_append(struct request_queue *q,
760                                                  struct bio *bio)
761 {
762         sector_t pos = bio->bi_iter.bi_sector;
763         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
764
765         /* Only applicable to zoned block devices */
766         if (!blk_queue_is_zoned(q))
767                 return BLK_STS_NOTSUPP;
768
769         /* The bio sector must point to the start of a sequential zone */
770         if (pos & (blk_queue_zone_sectors(q) - 1) ||
771             !blk_queue_zone_is_seq(q, pos))
772                 return BLK_STS_IOERR;
773
774         /*
775          * Not allowed to cross zone boundaries. Otherwise, the BIO will be
776          * split and could result in non-contiguous sectors being written in
777          * different zones.
778          */
779         if (nr_sectors > q->limits.chunk_sectors)
780                 return BLK_STS_IOERR;
781
782         /* Make sure the BIO is small enough and will not get split */
783         if (nr_sectors > q->limits.max_zone_append_sectors)
784                 return BLK_STS_IOERR;
785
786         bio->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
787
788         return BLK_STS_OK;
789 }
790
791 static noinline_for_stack bool submit_bio_checks(struct bio *bio)
792 {
793         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
794         struct request_queue *q = bdev->bd_disk->queue;
795         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
796         struct blk_plug *plug;
797
798         might_sleep();
799
800         plug = blk_mq_plug(q, bio);
801         if (plug && plug->nowait)
802                 bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
803
804         /*
805          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
806          * if queue does not support NOWAIT.
807          */
808         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !blk_queue_nowait(q))
809                 goto not_supported;
810
811         if (should_fail_bio(bio))
812                 goto end_io;
813         if (unlikely(bio_check_ro(bio)))
814                 goto end_io;
815         if (!bio_flagged(bio, BIO_REMAPPED)) {
816                 if (unlikely(bio_check_eod(bio)))
817                         goto end_io;
818                 if (bdev->bd_partno && unlikely(blk_partition_remap(bio)))
819                         goto end_io;
820         }
821
822         /*
823          * Filter flush bio's early so that bio based drivers without flush
824          * support don't have to worry about them.
825          */
826         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
827             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
828                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
829                 if (!bio_sectors(bio)) {
830                         status = BLK_STS_OK;
831                         goto end_io;
832                 }
833         }
834
835         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
836                 bio_clear_hipri(bio);
837
838         switch (bio_op(bio)) {
839         case REQ_OP_DISCARD:
840                 if (!blk_queue_discard(q))
841                         goto not_supported;
842                 break;
843         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
844                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
845                         goto not_supported;
846                 break;
847         case REQ_OP_WRITE_SAME:
848                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
849                         goto not_supported;
850                 break;
851         case REQ_OP_ZONE_APPEND:
852                 status = blk_check_zone_append(q, bio);
853                 if (status != BLK_STS_OK)
854                         goto end_io;
855                 break;
856         case REQ_OP_ZONE_RESET:
857         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
858         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
859         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
860                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
861                         goto not_supported;
862                 break;
863         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
864                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
865                         goto not_supported;
866                 break;
867         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
868                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
869                         goto not_supported;
870                 break;
871         default:
872                 break;
873         }
874
875         /*
876          * Various block parts want %current->io_context, so allocate it up
877          * front rather than dealing with lots of pain to allocate it only
878          * where needed. This may fail and the block layer knows how to live
879          * with it.
880          */
881         if (unlikely(!current->io_context))
882                 create_task_io_context(current, GFP_ATOMIC, q->node);
883
884         if (blk_throtl_bio(bio))
885                 return false;
886
887         blk_cgroup_bio_start(bio);
888         blkcg_bio_issue_init(bio);
889
890         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
891                 trace_block_bio_queue(bio);
892                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
893                  * completion as well.
894                  */
895                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
896         }
897         return true;
898
899 not_supported:
900         status = BLK_STS_NOTSUPP;
901 end_io:
902         bio->bi_status = status;
903         bio_endio(bio);
904         return false;
905 }
906
907 static blk_qc_t __submit_bio(struct bio *bio)
908 {
909         struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
910         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
911
912         if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
913                 return BLK_QC_T_NONE;
914
915         if (!submit_bio_checks(bio) || !blk_crypto_bio_prep(&bio))
916                 goto queue_exit;
917         if (disk->fops->submit_bio) {
918                 ret = disk->fops->submit_bio(bio);
919                 goto queue_exit;
920         }
921         return blk_mq_submit_bio(bio);
922
923 queue_exit:
924         blk_queue_exit(disk->queue);
925         return ret;
926 }
927
928 /*
929  * The loop in this function may be a bit non-obvious, and so deserves some
930  * explanation:
931  *
932  *  - Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers ensure
933  *    that), so we have a list with a single bio.
934  *  - We pretend that we have just taken it off a longer list, so we assign
935  *    bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack, thus initialising the
936  *    bio_list of new bios to be added.  ->submit_bio() may indeed add some more
937  *    bios through a recursive call to submit_bio_noacct.  If it did, we find a
938  *    non-NULL value in bio_list and re-enter the loop from the top.
939  *  - In this case we really did just take the bio of the top of the list (no
940  *    pretending) and so remove it from bio_list, and call into ->submit_bio()
941  *    again.
942  *
943  * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current ->submit_bio.
944  * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before the current
945  *      ->submit_bio_bio, but that haven't been processed yet.
946  */
947 static blk_qc_t __submit_bio_noacct(struct bio *bio)
948 {
949         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
950         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
951
952         BUG_ON(bio->bi_next);
953
954         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
955         current->bio_list = bio_list_on_stack;
956
957         do {
958                 struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
959                 struct bio_list lower, same;
960
961                 /*
962                  * Create a fresh bio_list for all subordinate requests.
963                  */
964                 bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
965                 bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
966
967                 ret = __submit_bio(bio);
968
969                 /*
970                  * Sort new bios into those for a lower level and those for the
971                  * same level.
972                  */
973                 bio_list_init(&lower);
974                 bio_list_init(&same);
975                 while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
976                         if (q == bio->bi_bdev->bd_disk->queue)
977                                 bio_list_add(&same, bio);
978                         else
979                                 bio_list_add(&lower, bio);
980
981                 /*
982                  * Now assemble so we handle the lowest level first.
983                  */
984                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
985                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
986                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
987         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])));
988
989         current->bio_list = NULL;
990         return ret;
991 }
992
993 static blk_qc_t __submit_bio_noacct_mq(struct bio *bio)
994 {
995         struct bio_list bio_list[2] = { };
996         blk_qc_t ret;
997
998         current->bio_list = bio_list;
999
1000         do {
1001                 ret = __submit_bio(bio);
1002         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list[0])));
1003
1004         current->bio_list = NULL;
1005         return ret;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * submit_bio_noacct - re-submit a bio to the block device layer for I/O
1010  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1011  *
1012  * This is a version of submit_bio() that shall only be used for I/O that is
1013  * resubmitted to lower level drivers by stacking block drivers.  All file
1014  * systems and other upper level users of the block layer should use
1015  * submit_bio() instead.
1016  */
1017 blk_qc_t submit_bio_noacct(struct bio *bio)
1018 {
1019         /*
1020          * We only want one ->submit_bio to be active at a time, else stack
1021          * usage with stacked devices could be a problem.  Use current->bio_list
1022          * to collect a list of requests submited by a ->submit_bio method while
1023          * it is active, and then process them after it returned.
1024          */
1025         if (current->bio_list) {
1026                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1027                 return BLK_QC_T_NONE;
1028         }
1029
1030         if (!bio->bi_bdev->bd_disk->fops->submit_bio)
1031                 return __submit_bio_noacct_mq(bio);
1032         return __submit_bio_noacct(bio);
1033 }
1034 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_noacct);
1035
1036 /**
1037  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1038  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1039  *
1040  * submit_bio() is used to submit I/O requests to block devices.  It is passed a
1041  * fully set up &struct bio that describes the I/O that needs to be done.  The
1042  * bio will be send to the device described by the bi_bdev field.
1043  *
1044  * The success/failure status of the request, along with notification of
1045  * completion, is delivered asynchronously through the ->bi_end_io() callback
1046  * in @bio.  The bio must NOT be touched by thecaller until ->bi_end_io() has
1047  * been called.
1048  */
1049 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1050 {
1051         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1052                 return BLK_QC_T_NONE;
1053
1054         /*
1055          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1056          * go through the normal accounting stuff before submission.
1057          */
1058         if (bio_has_data(bio)) {
1059                 unsigned int count;
1060
1061                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1062                         count = queue_logical_block_size(
1063                                         bio->bi_bdev->bd_disk->queue) >> 9;
1064                 else
1065                         count = bio_sectors(bio);
1066
1067                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1068                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1069                 } else {
1070                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1071                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1072                 }
1073         }
1074
1075         /*
1076          * If we're reading data that is part of the userspace workingset, count
1077          * submission time as memory stall.  When the device is congested, or
1078          * the submitting cgroup IO-throttled, submission can be a significant
1079          * part of overall IO time.
1080          */
1081         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_READ &&
1082             bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))) {
1083                 unsigned long pflags;
1084                 blk_qc_t ret;
1085
1086                 psi_memstall_enter(&pflags);
1087                 ret = submit_bio_noacct(bio);
1088                 psi_memstall_leave(&pflags);
1089
1090                 return ret;
1091         }
1092
1093         return submit_bio_noacct(bio);
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1096
1097 /**
1098  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1099  *                              for the new queue limits
1100  * @q:  the queue
1101  * @rq: the request being checked
1102  *
1103  * Description:
1104  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1105  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1106  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1107  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1108  *    the insertion using this generic function.
1109  *
1110  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1111  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1112  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1113  */
1114 static blk_status_t blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1115                                       struct request *rq)
1116 {
1117         unsigned int max_sectors = blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1118
1119         if (blk_rq_sectors(rq) > max_sectors) {
1120                 /*
1121                  * SCSI device does not have a good way to return if
1122                  * Write Same/Zero is actually supported. If a device rejects
1123                  * a non-read/write command (discard, write same,etc.) the
1124                  * low-level device driver will set the relevant queue limit to
1125                  * 0 to prevent blk-lib from issuing more of the offending
1126                  * operations. Commands queued prior to the queue limit being
1127                  * reset need to be completed with BLK_STS_NOTSUPP to avoid I/O
1128                  * errors being propagated to upper layers.
1129                  */
1130                 if (max_sectors == 0)
1131                         return BLK_STS_NOTSUPP;
1132
1133                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1134                         __func__, blk_rq_sectors(rq), max_sectors);
1135                 return BLK_STS_IOERR;
1136         }
1137
1138         /*
1139          * The queue settings related to segment counting may differ from the
1140          * original queue.
1141          */
1142         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1143         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1144                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1145                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1146                 return BLK_STS_IOERR;
1147         }
1148
1149         return BLK_STS_OK;
1150 }
1151
1152 /**
1153  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1154  * @q:  the queue to submit the request
1155  * @rq: the request being queued
1156  */
1157 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1158 {
1159         blk_status_t ret;
1160
1161         ret = blk_cloned_rq_check_limits(q, rq);
1162         if (ret != BLK_STS_OK)
1163                 return ret;
1164
1165         if (rq->rq_disk &&
1166             should_fail_request(rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1167                 return BLK_STS_IOERR;
1168
1169         if (blk_crypto_insert_cloned_request(rq))
1170                 return BLK_STS_IOERR;
1171
1172         if (blk_queue_io_stat(q))
1173                 blk_account_io_start(rq);
1174
1175         /*
1176          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1177          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1178          * insert.
1179          */
1180         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1183
1184 /**
1185  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1186  * @rq: request to examine
1187  *
1188  * Description:
1189  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1190  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1191  *     can be failed from the beginning of the request without
1192  *     crossing into area which need to be retried further.
1193  *
1194  * Return:
1195  *     The number of bytes to fail.
1196  */
1197 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1198 {
1199         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1200         unsigned int bytes = 0;
1201         struct bio *bio;
1202
1203         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1204                 return blk_rq_bytes(rq);
1205
1206         /*
1207          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1208          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1209          * which have all the failfast bits that the first one has -
1210          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1211          * one.
1212          */
1213         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1214                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1215                         break;
1216                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1217         }
1218
1219         /* this could lead to infinite loop */
1220         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1221         return bytes;
1222 }
1223 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1224
1225 static void update_io_ticks(struct block_device *part, unsigned long now,
1226                 bool end)
1227 {
1228         unsigned long stamp;
1229 again:
1230         stamp = READ_ONCE(part->bd_stamp);
1231         if (unlikely(time_after(now, stamp))) {
1232                 if (likely(cmpxchg(&part->bd_stamp, stamp, now) == stamp))
1233                         __part_stat_add(part, io_ticks, end ? now - stamp : 1);
1234         }
1235         if (part->bd_partno) {
1236                 part = bdev_whole(part);
1237                 goto again;
1238         }
1239 }
1240
1241 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1242 {
1243         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1244                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1245
1246                 part_stat_lock();
1247                 part_stat_add(req->part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1248                 part_stat_unlock();
1249         }
1250 }
1251
1252 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1253 {
1254         /*
1255          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1256          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1257          * containing request is enough.
1258          */
1259         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1260             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1261                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1262
1263                 part_stat_lock();
1264                 update_io_ticks(req->part, jiffies, true);
1265                 part_stat_inc(req->part, ios[sgrp]);
1266                 part_stat_add(req->part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1267                 part_stat_unlock();
1268         }
1269 }
1270
1271 void blk_account_io_start(struct request *rq)
1272 {
1273         if (!blk_do_io_stat(rq))
1274                 return;
1275
1276         /* passthrough requests can hold bios that do not have ->bi_bdev set */
1277         if (rq->bio && rq->bio->bi_bdev)
1278                 rq->part = rq->bio->bi_bdev;
1279         else
1280                 rq->part = rq->rq_disk->part0;
1281
1282         part_stat_lock();
1283         update_io_ticks(rq->part, jiffies, false);
1284         part_stat_unlock();
1285 }
1286
1287 static unsigned long __part_start_io_acct(struct block_device *part,
1288                                           unsigned int sectors, unsigned int op,
1289                                           unsigned long start_time)
1290 {
1291         const int sgrp = op_stat_group(op);
1292
1293         part_stat_lock();
1294         update_io_ticks(part, start_time, false);
1295         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1296         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1297         part_stat_local_inc(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1298         part_stat_unlock();
1299
1300         return start_time;
1301 }
1302
1303 /**
1304  * bio_start_io_acct_time - start I/O accounting for bio based drivers
1305  * @bio:        bio to start account for
1306  * @start_time: start time that should be passed back to bio_end_io_acct().
1307  */
1308 void bio_start_io_acct_time(struct bio *bio, unsigned long start_time)
1309 {
1310         __part_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_sectors(bio),
1311                              bio_op(bio), start_time);
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_start_io_acct_time);
1314
1315 /**
1316  * bio_start_io_acct - start I/O accounting for bio based drivers
1317  * @bio:        bio to start account for
1318  *
1319  * Returns the start time that should be passed back to bio_end_io_acct().
1320  */
1321 unsigned long bio_start_io_acct(struct bio *bio)
1322 {
1323         return __part_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_sectors(bio),
1324                                     bio_op(bio), jiffies);
1325 }
1326 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_start_io_acct);
1327
1328 unsigned long disk_start_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int sectors,
1329                                  unsigned int op)
1330 {
1331         return __part_start_io_acct(disk->part0, sectors, op, jiffies);
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL(disk_start_io_acct);
1334
1335 static void __part_end_io_acct(struct block_device *part, unsigned int op,
1336                                unsigned long start_time)
1337 {
1338         const int sgrp = op_stat_group(op);
1339         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1340         unsigned long duration = now - start_time;
1341
1342         part_stat_lock();
1343         update_io_ticks(part, now, true);
1344         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1345         part_stat_local_dec(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1346         part_stat_unlock();
1347 }
1348
1349 void bio_end_io_acct_remapped(struct bio *bio, unsigned long start_time,
1350                 struct block_device *orig_bdev)
1351 {
1352         __part_end_io_acct(orig_bdev, bio_op(bio), start_time);
1353 }
1354 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_end_io_acct_remapped);
1355
1356 void disk_end_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int op,
1357                       unsigned long start_time)
1358 {
1359         __part_end_io_acct(disk->part0, op, start_time);
1360 }
1361 EXPORT_SYMBOL(disk_end_io_acct);
1362
1363 /*
1364  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1365  * The request must not have been partially completed before.
1366  */
1367 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1368 {
1369         if (rq->bio) {
1370                 if (list->tail)
1371                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1372                 else
1373                         list->head = rq->bio;
1374                 list->tail = rq->biotail;
1375
1376                 rq->bio = NULL;
1377                 rq->biotail = NULL;
1378         }
1379
1380         rq->__data_len = 0;
1381 }
1382 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1383
1384 /**
1385  * blk_update_request - Complete multiple bytes without completing the request
1386  * @req:      the request being processed
1387  * @error:    block status code
1388  * @nr_bytes: number of bytes to complete for @req
1389  *
1390  * Description:
1391  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1392  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1393  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1394  *
1395  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1396  *     %false return from this function.
1397  *
1398  * Note:
1399  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in this function
1400  *      except in the consistency check at the end of this function.
1401  *
1402  * Return:
1403  *     %false - this request doesn't have any more data
1404  *     %true  - this request has more data
1405  **/
1406 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1407                 unsigned int nr_bytes)
1408 {
1409         int total_bytes;
1410
1411         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1412
1413         if (!req->bio)
1414                 return false;
1415
1416 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1417         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1418             error == BLK_STS_OK)
1419                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1420 #endif
1421
1422         /*
1423          * Upper layers may call blk_crypto_evict_key() anytime after the last
1424          * bio_endio().  Therefore, the keyslot must be released before that.
1425          */
1426         if (blk_crypto_rq_has_keyslot(req) && nr_bytes >= blk_rq_bytes(req))
1427                 __blk_crypto_rq_put_keyslot(req);
1428
1429         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1430                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1431                 print_req_error(req, error, __func__);
1432
1433         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1434
1435         total_bytes = 0;
1436         while (req->bio) {
1437                 struct bio *bio = req->bio;
1438                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1439
1440                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1441                         req->bio = bio->bi_next;
1442
1443                 /* Completion has already been traced */
1444                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1445                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1446
1447                 total_bytes += bio_bytes;
1448                 nr_bytes -= bio_bytes;
1449
1450                 if (!nr_bytes)
1451                         break;
1452         }
1453
1454         /*
1455          * completely done
1456          */
1457         if (!req->bio) {
1458                 /*
1459                  * Reset counters so that the request stacking driver
1460                  * can find how many bytes remain in the request
1461                  * later.
1462                  */
1463                 req->__data_len = 0;
1464                 return false;
1465         }
1466
1467         req->__data_len -= total_bytes;
1468
1469         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1470         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1471                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1472
1473         /* mixed attributes always follow the first bio */
1474         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1475                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1476                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1477         }
1478
1479         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1480                 /*
1481                  * If total number of sectors is less than the first segment
1482                  * size, something has gone terribly wrong.
1483                  */
1484                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1485                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1486                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1487                 }
1488
1489                 /* recalculate the number of segments */
1490                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1491         }
1492
1493         return true;
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1496
1497 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1498 /**
1499  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1500  * @rq: the request to be flushed
1501  *
1502  * Description:
1503  *     Flush all pages in @rq.
1504  */
1505 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1506 {
1507         struct req_iterator iter;
1508         struct bio_vec bvec;
1509
1510         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1511                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1514 #endif
1515
1516 /**
1517  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1518  * @q : the queue of the device being checked
1519  *
1520  * Description:
1521  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1522  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1523  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1524  *
1525  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1526  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1527  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1528  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1529  *    on burst I/O load.
1530  *
1531  * Return:
1532  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1533  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1534  */
1535 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1536 {
1537         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1538                 return q->mq_ops->busy(q);
1539
1540         return 0;
1541 }
1542 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1543
1544 /**
1545  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1546  * @rq: the clone request to be cleaned up
1547  *
1548  * Description:
1549  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1550  */
1551 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1552 {
1553         struct bio *bio;
1554
1555         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1556                 rq->bio = bio->bi_next;
1557
1558                 bio_put(bio);
1559         }
1560 }
1561 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1562
1563 /**
1564  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1565  * @rq: the request to be setup
1566  * @rq_src: original request to be cloned
1567  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1568  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1569  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1570  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1571  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1572  *
1573  * Description:
1574  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1575  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1576  *     and the cloned bios just point same pages.
1577  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1578  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1579  */
1580 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1581                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1582                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1583                       void *data)
1584 {
1585         struct bio *bio, *bio_src;
1586
1587         if (!bs)
1588                 bs = &fs_bio_set;
1589
1590         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1591                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1592                 if (!bio)
1593                         goto free_and_out;
1594
1595                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1596                         goto free_and_out;
1597
1598                 if (rq->bio) {
1599                         rq->biotail->bi_next = bio;
1600                         rq->biotail = bio;
1601                 } else {
1602                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1603                 }
1604                 bio = NULL;
1605         }
1606
1607         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1608         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1609         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1610         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1611                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1612                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1613         }
1614         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1615         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1616
1617         if (rq->bio && blk_crypto_rq_bio_prep(rq, rq->bio, gfp_mask) < 0)
1618                 goto free_and_out;
1619
1620         return 0;
1621
1622 free_and_out:
1623         if (bio)
1624                 bio_put(bio);
1625         blk_rq_unprep_clone(rq);
1626
1627         return -ENOMEM;
1628 }
1629 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1630
1631 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1632 {
1633         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1634 }
1635 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1636
1637 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1638                                 unsigned long delay)
1639 {
1640         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1641 }
1642 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1643
1644 /**
1645  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1646  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1647  *
1648  * Description:
1649  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1650  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1651  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1652  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1653  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1654  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1655  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1656  *   the task schedules (see below).
1657  *
1658  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1659  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1660  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1661  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1662  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1663  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1664  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1665  *   this kind of deadlock.
1666  */
1667 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1668 {
1669         struct task_struct *tsk = current;
1670
1671         /*
1672          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1673          */
1674         if (tsk->plug)
1675                 return;
1676
1677         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1678         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1679         plug->rq_count = 0;
1680         plug->multiple_queues = false;
1681         plug->nowait = false;
1682
1683         /*
1684          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1685          * preempt will imply a full memory barrier
1686          */
1687         tsk->plug = plug;
1688 }
1689 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1690
1691 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1692 {
1693         LIST_HEAD(callbacks);
1694
1695         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1696                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1697
1698                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1699                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1700                                                           struct blk_plug_cb,
1701                                                           list);
1702                         list_del(&cb->list);
1703                         cb->callback(cb, from_schedule);
1704                 }
1705         }
1706 }
1707
1708 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1709                                       int size)
1710 {
1711         struct blk_plug *plug = current->plug;
1712         struct blk_plug_cb *cb;
1713
1714         if (!plug)
1715                 return NULL;
1716
1717         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1718                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1719                         return cb;
1720
1721         /* Not currently on the callback list */
1722         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1723         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1724         if (cb) {
1725                 cb->data = data;
1726                 cb->callback = unplug;
1727                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1728         }
1729         return cb;
1730 }
1731 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1732
1733 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1734 {
1735         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1736
1737         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1738                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1739 }
1740
1741 /**
1742  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1743  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1744  *
1745  * Description:
1746  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1747  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1748  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1749  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1750  */
1751 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1752 {
1753         if (plug != current->plug)
1754                 return;
1755         blk_flush_plug_list(plug, false);
1756
1757         current->plug = NULL;
1758 }
1759 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1760
1761 void blk_io_schedule(void)
1762 {
1763         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1764         unsigned long timeout = sysctl_hung_task_timeout_secs * HZ / 2;
1765
1766         if (timeout)
1767                 io_schedule_timeout(timeout);
1768         else
1769                 io_schedule();
1770 }
1771 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_io_schedule);
1772
1773 int __init blk_dev_init(void)
1774 {
1775         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1776         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1777                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1778         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1779                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1780
1781         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1782         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1783                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1784         if (!kblockd_workqueue)
1785                 panic("Failed to create kblockd\n");
1786
1787         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1788                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1789
1790         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1791
1792         return 0;
1793 }