block/blk-merge.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Functions related to segment and merge handling
   4  */
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/bio.h>
   8 #include <linux/blkdev.h>
   9 #include <linux/scatterlist.h>
  10 #include <linux/blk-cgroup.h>
  11
  12 #include <trace/events/block.h>
  13
  14 #include "blk.h"
  15
  16 static inline bool bio_will_gap(struct request_queue *q,
  17                 struct request *prev_rq, struct bio *prev, struct bio *next)
  18 {
  19         struct bio_vec pb, nb;
  20
  21         if (!bio_has_data(prev) || !queue_virt_boundary(q))
  22                 return false;
  23
  24         /*
  25          * Don't merge if the 1st bio starts with non-zero offset, otherwise it
  26          * is quite difficult to respect the sg gap limit.  We work hard to
  27          * merge a huge number of small single bios in case of mkfs.
  28          */
  29         if (prev_rq)
  30                 bio_get_first_bvec(prev_rq->bio, &pb);
  31         else
  32                 bio_get_first_bvec(prev, &pb);
  33         if (pb.bv_offset & queue_virt_boundary(q))
  34                 return true;
  35
  36         /*
  37          * We don't need to worry about the situation that the merged segment
  38          * ends in unaligned virt boundary:
  39          *
  40          * - if 'pb' ends aligned, the merged segment ends aligned
  41          * - if 'pb' ends unaligned, the next bio must include
  42          *   one single bvec of 'nb', otherwise the 'nb' can't
  43          *   merge with 'pb'
  44          */
  45         bio_get_last_bvec(prev, &pb);
  46         bio_get_first_bvec(next, &nb);
  47         if (biovec_phys_mergeable(q, &pb, &nb))
  48                 return false;
  49         return __bvec_gap_to_prev(q, &pb, nb.bv_offset);
  50 }
  51
  52 static inline bool req_gap_back_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  53 {
  54         return bio_will_gap(req->q, req, req->biotail, bio);
  55 }
  56
  57 static inline bool req_gap_front_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  58 {
  59         return bio_will_gap(req->q, NULL, bio, req->bio);
  60 }
  61
  62 static struct bio *blk_bio_discard_split(struct request_queue *q,
  63                                          struct bio *bio,
  64                                          struct bio_set *bs,
  65                                          unsigned *nsegs)
  66 {
  67         unsigned int max_discard_sectors, granularity;
  68         int alignment;
  69         sector_t tmp;
  70         unsigned split_sectors;
  71
  72         *nsegs = 1;
  73
  74         /* Zero-sector (unknown) and one-sector granularities are the same.  */
  75         granularity = max(q->limits.discard_granularity >> 9, 1U);
  76
  77         max_discard_sectors = min(q->limits.max_discard_sectors,
  78                         bio_allowed_max_sectors(q));
  79         max_discard_sectors -= max_discard_sectors % granularity;
  80
  81         if (unlikely(!max_discard_sectors)) {
  82                 /* XXX: warn */
  83                 return NULL;
  84         }
  85
  86         if (bio_sectors(bio) <= max_discard_sectors)
  87                 return NULL;
  88
  89         split_sectors = max_discard_sectors;
  90
  91         /*
  92          * If the next starting sector would be misaligned, stop the discard at
  93          * the previous aligned sector.
  94          */
  95         alignment = (q->limits.discard_alignment >> 9) % granularity;
  96
  97         tmp = bio->bi_iter.bi_sector + split_sectors - alignment;
  98         tmp = sector_div(tmp, granularity);
  99
 100         if (split_sectors > tmp)
 101                 split_sectors -= tmp;
 102
 103         return bio_split(bio, split_sectors, GFP_NOIO, bs);
 104 }
 105
 106 static struct bio *blk_bio_write_zeroes_split(struct request_queue *q,
 107                 struct bio *bio, struct bio_set *bs, unsigned *nsegs)
 108 {
 109         *nsegs = 0;
 110
 111         if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 112                 return NULL;
 113
 114         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 115                 return NULL;
 116
 117         return bio_split(bio, q->limits.max_write_zeroes_sectors, GFP_NOIO, bs);
 118 }
 119
 120 static struct bio *blk_bio_write_same_split(struct request_queue *q,
 121                                             struct bio *bio,
 122                                             struct bio_set *bs,
 123                                             unsigned *nsegs)
 124 {
 125         *nsegs = 1;
 126
 127         if (!q->limits.max_write_same_sectors)
 128                 return NULL;
 129
 130         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_same_sectors)
 131                 return NULL;
 132
 133         return bio_split(bio, q->limits.max_write_same_sectors, GFP_NOIO, bs);
 134 }
 135
 136 /*
 137  * Return the maximum number of sectors from the start of a bio that may be
 138  * submitted as a single request to a block device. If enough sectors remain,
 139  * align the end to the physical block size. Otherwise align the end to the
 140  * logical block size. This approach minimizes the number of non-aligned
 141  * requests that are submitted to a block device if the start of a bio is not
 142  * aligned to a physical block boundary.
 143  */
 144 static inline unsigned get_max_io_size(struct request_queue *q,
 145                                        struct bio *bio)
 146 {
 147         unsigned sectors = blk_max_size_offset(q, bio->bi_iter.bi_sector);
 148         unsigned max_sectors = sectors;
 149         unsigned pbs = queue_physical_block_size(q) >> SECTOR_SHIFT;
 150         unsigned lbs = queue_logical_block_size(q) >> SECTOR_SHIFT;
 151         unsigned start_offset = bio->bi_iter.bi_sector & (pbs - 1);
 152
 153         max_sectors += start_offset;
 154         max_sectors &= ~(pbs - 1);
 155         if (max_sectors > start_offset)
 156                 return max_sectors - start_offset;
 157
 158         return sectors & ~(lbs - 1);
 159 }
 160
 161 static inline unsigned get_max_segment_size(const struct request_queue *q,
 162                                             struct page *start_page,
 163                                             unsigned long offset)
 164 {
 165         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
 166
 167         offset = mask & (page_to_phys(start_page) + offset);
 168
 169         /*
 170          * overflow may be triggered in case of zero page physical address
 171          * on 32bit arch, use queue's max segment size when that happens.
 172          */
 173         return min_not_zero(mask - offset + 1,
 174                         (unsigned long)queue_max_segment_size(q));
 175 }
 176
 177 /**
 178  * bvec_split_segs - verify whether or not a bvec should be split in the middle
 179  * @q:        [in] request queue associated with the bio associated with @bv
 180  * @bv:       [in] bvec to examine
 181  * @nsegs:    [in,out] Number of segments in the bio being built. Incremented
 182  *            by the number of segments from @bv that may be appended to that
 183  *            bio without exceeding @max_segs
 184  * @sectors:  [in,out] Number of sectors in the bio being built. Incremented
 185  *            by the number of sectors from @bv that may be appended to that
 186  *            bio without exceeding @max_sectors
 187  * @max_segs: [in] upper bound for *@nsegs
 188  * @max_sectors: [in] upper bound for *@sectors
 189  *
 190  * When splitting a bio, it can happen that a bvec is encountered that is too
 191  * big to fit in a single segment and hence that it has to be split in the
 192  * middle. This function verifies whether or not that should happen. The value
 193  * %true is returned if and only if appending the entire @bv to a bio with
 194  * *@nsegs segments and *@sectors sectors would make that bio unacceptable for
 195  * the block driver.
 196  */
 197 static bool bvec_split_segs(const struct request_queue *q,
 198                             const struct bio_vec *bv, unsigned *nsegs,
 199                             unsigned *sectors, unsigned max_segs,
 200                             unsigned max_sectors)
 201 {
 202         unsigned max_len = (min(max_sectors, UINT_MAX >> 9) - *sectors) << 9;
 203         unsigned len = min(bv->bv_len, max_len);
 204         unsigned total_len = 0;
 205         unsigned seg_size = 0;
 206
 207         while (len && *nsegs < max_segs) {
 208                 seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_page,
 209                                                 bv->bv_offset + total_len);
 210                 seg_size = min(seg_size, len);
 211
 212                 (*nsegs)++;
 213                 total_len += seg_size;
 214                 len -= seg_size;
 215
 216                 if ((bv->bv_offset + total_len) & queue_virt_boundary(q))
 217                         break;
 218         }
 219
 220         *sectors += total_len >> 9;
 221
 222         /* tell the caller to split the bvec if it is too big to fit */
 223         return len > 0 || bv->bv_len > max_len;
 224 }
 225
 226 /**
 227  * blk_bio_segment_split - split a bio in two bios
 228  * @q:    [in] request queue pointer
 229  * @bio:  [in] bio to be split
 230  * @bs:   [in] bio set to allocate the clone from
 231  * @segs: [out] number of segments in the bio with the first half of the sectors
 232  *
 233  * Clone @bio, update the bi_iter of the clone to represent the first sectors
 234  * of @bio and update @bio->bi_iter to represent the remaining sectors. The
 235  * following is guaranteed for the cloned bio:
 236  * - That it has at most get_max_io_size(@q, @bio) sectors.
 237  * - That it has at most queue_max_segments(@q) segments.
 238  *
 239  * Except for discard requests the cloned bio will point at the bi_io_vec of
 240  * the original bio. It is the responsibility of the caller to ensure that the
 241  * original bio is not freed before the cloned bio. The caller is also
 242  * responsible for ensuring that @bs is only destroyed after processing of the
 243  * split bio has finished.
 244  */
 245 static struct bio *blk_bio_segment_split(struct request_queue *q,
 246                                          struct bio *bio,
 247                                          struct bio_set *bs,
 248                                          unsigned *segs)
 249 {
 250         struct bio_vec bv, bvprv, *bvprvp = NULL;
 251         struct bvec_iter iter;
 252         unsigned nsegs = 0, sectors = 0;
 253         const unsigned max_sectors = get_max_io_size(q, bio);
 254         const unsigned max_segs = queue_max_segments(q);
 255
 256         bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 257                 /*
 258                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
 259                  * offset would create a gap, disallow it.
 260                  */
 261                 if (bvprvp && bvec_gap_to_prev(q, bvprvp, bv.bv_offset))
 262                         goto split;
 263
 264                 if (nsegs < max_segs &&
 265                     sectors + (bv.bv_len >> 9) <= max_sectors &&
 266                     bv.bv_offset + bv.bv_len <= PAGE_SIZE) {
 267                         nsegs++;
 268                         sectors += bv.bv_len >> 9;
 269                 } else if (bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs, &sectors, max_segs,
 270                                          max_sectors)) {
 271                         goto split;
 272                 }
 273
 274                 bvprv = bv;
 275                 bvprvp = &bvprv;
 276         }
 277
 278         *segs = nsegs;
 279         return NULL;
 280 split:
 281         *segs = nsegs;
 282         return bio_split(bio, sectors, GFP_NOIO, bs);
 283 }
 284
 285 /**
 286  * __blk_queue_split - split a bio and submit the second half
 287  * @q:       [in] request queue pointer
 288  * @bio:     [in, out] bio to be split
 289  * @nr_segs: [out] number of segments in the first bio
 290  *
 291  * Split a bio into two bios, chain the two bios, submit the second half and
 292  * store a pointer to the first half in *@bio. If the second bio is still too
 293  * big it will be split by a recursive call to this function. Since this
 294  * function may allocate a new bio from @q->bio_split, it is the responsibility
 295  * of the caller to ensure that @q is only released after processing of the
 296  * split bio has finished.
 297  */
 298 void __blk_queue_split(struct request_queue *q, struct bio **bio,
 299                 unsigned int *nr_segs)
 300 {
 301         struct bio *split;
 302
 303         switch (bio_op(*bio)) {
 304         case REQ_OP_DISCARD:
 305         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 306                 split = blk_bio_discard_split(q, *bio, &q->bio_split, nr_segs);
 307                 break;
 308         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 309                 split = blk_bio_write_zeroes_split(q, *bio, &q->bio_split,
 310                                 nr_segs);
 311                 break;
 312         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 313                 split = blk_bio_write_same_split(q, *bio, &q->bio_split,
 314                                 nr_segs);
 315                 break;
 316         default:
 317                 split = blk_bio_segment_split(q, *bio, &q->bio_split, nr_segs);
 318                 break;
 319         }
 320
 321         if (split) {
 322                 /* there isn't chance to merge the splitted bio */
 323                 split->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
 324
 325                 /*
 326                  * Since we're recursing into make_request here, ensure
 327                  * that we mark this bio as already having entered the queue.
 328                  * If not, and the queue is going away, we can get stuck
 329                  * forever on waiting for the queue reference to drop. But
 330                  * that will never happen, as we're already holding a
 331                  * reference to it.
 332                  */
 333                 bio_set_flag(*bio, BIO_QUEUE_ENTERED);
 334
 335                 bio_chain(split, *bio);
 336                 trace_block_split(q, split, (*bio)->bi_iter.bi_sector);
 337                 generic_make_request(*bio);
 338                 *bio = split;
 339         }
 340 }
 341
 342 /**
 343  * blk_queue_split - split a bio and submit the second half
 344  * @q:   [in] request queue pointer
 345  * @bio: [in, out] bio to be split
 346  *
 347  * Split a bio into two bios, chains the two bios, submit the second half and
 348  * store a pointer to the first half in *@bio. Since this function may allocate
 349  * a new bio from @q->bio_split, it is the responsibility of the caller to
 350  * ensure that @q is only released after processing of the split bio has
 351  * finished.
 352  */
 353 void blk_queue_split(struct request_queue *q, struct bio **bio)
 354 {
 355         unsigned int nr_segs;
 356
 357         __blk_queue_split(q, bio, &nr_segs);
 358 }
 359 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_split);
 360
 361 unsigned int blk_recalc_rq_segments(struct request *rq)
 362 {
 363         unsigned int nr_phys_segs = 0;
 364         unsigned int nr_sectors = 0;
 365         struct req_iterator iter;
 366         struct bio_vec bv;
 367
 368         if (!rq->bio)
 369                 return 0;
 370
 371         switch (bio_op(rq->bio)) {
 372         case REQ_OP_DISCARD:
 373         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 374                 if (queue_max_discard_segments(rq->q) > 1) {
 375                         struct bio *bio = rq->bio;
 376
 377                         for_each_bio(bio)
 378                                 nr_phys_segs++;
 379                         return nr_phys_segs;
 380                 }
 381                 return 1;
 382         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 383                 return 0;
 384         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 385                 return 1;
 386         }
 387
 388         rq_for_each_bvec(bv, rq, iter)
 389                 bvec_split_segs(rq->q, &bv, &nr_phys_segs, &nr_sectors,
 390                                 UINT_MAX, UINT_MAX);
 391         return nr_phys_segs;
 392 }
 393
 394 static inline struct scatterlist *blk_next_sg(struct scatterlist **sg,
 395                 struct scatterlist *sglist)
 396 {
 397         if (!*sg)
 398                 return sglist;
 399
 400         /*
 401          * If the driver previously mapped a shorter list, we could see a
 402          * termination bit prematurely unless it fully inits the sg table
 403          * on each mapping. We KNOW that there must be more entries here
 404          * or the driver would be buggy, so force clear the termination bit
 405          * to avoid doing a full sg_init_table() in drivers for each command.
 406          */
 407         sg_unmark_end(*sg);
 408         return sg_next(*sg);
 409 }
 410
 411 static unsigned blk_bvec_map_sg(struct request_queue *q,
 412                 struct bio_vec *bvec, struct scatterlist *sglist,
 413                 struct scatterlist **sg)
 414 {
 415         unsigned nbytes = bvec->bv_len;
 416         unsigned nsegs = 0, total = 0;
 417
 418         while (nbytes > 0) {
 419                 unsigned offset = bvec->bv_offset + total;
 420                 unsigned len = min(get_max_segment_size(q, bvec->bv_page,
 421                                         offset), nbytes);
 422                 struct page *page = bvec->bv_page;
 423
 424                 /*
 425                  * Unfortunately a fair number of drivers barf on scatterlists
 426                  * that have an offset larger than PAGE_SIZE, despite other
 427                  * subsystems dealing with that invariant just fine.  For now
 428                  * stick to the legacy format where we never present those from
 429                  * the block layer, but the code below should be removed once
 430                  * these offenders (mostly MMC/SD drivers) are fixed.
 431                  */
 432                 page += (offset >> PAGE_SHIFT);
 433                 offset &= ~PAGE_MASK;
 434
 435                 *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 436                 sg_set_page(*sg, page, len, offset);
 437
 438                 total += len;
 439                 nbytes -= len;
 440                 nsegs++;
 441         }
 442
 443         return nsegs;
 444 }
 445
 446 static inline int __blk_bvec_map_sg(struct bio_vec bv,
 447                 struct scatterlist *sglist, struct scatterlist **sg)
 448 {
 449         *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 450         sg_set_page(*sg, bv.bv_page, bv.bv_len, bv.bv_offset);
 451         return 1;
 452 }
 453
 454 /* only try to merge bvecs into one sg if they are from two bios */
 455 static inline bool
 456 __blk_segment_map_sg_merge(struct request_queue *q, struct bio_vec *bvec,
 457                            struct bio_vec *bvprv, struct scatterlist **sg)
 458 {
 459
 460         int nbytes = bvec->bv_len;
 461
 462         if (!*sg)
 463                 return false;
 464
 465         if ((*sg)->length + nbytes > queue_max_segment_size(q))
 466                 return false;
 467
 468         if (!biovec_phys_mergeable(q, bvprv, bvec))
 469                 return false;
 470
 471         (*sg)->length += nbytes;
 472
 473         return true;
 474 }
 475
 476 static int __blk_bios_map_sg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 477                              struct scatterlist *sglist,
 478                              struct scatterlist **sg)
 479 {
 480         struct bio_vec uninitialized_var(bvec), bvprv = { NULL };
 481         struct bvec_iter iter;
 482         int nsegs = 0;
 483         bool new_bio = false;
 484
 485         for_each_bio(bio) {
 486                 bio_for_each_bvec(bvec, bio, iter) {
 487                         /*
 488                          * Only try to merge bvecs from two bios given we
 489                          * have done bio internal merge when adding pages
 490                          * to bio
 491                          */
 492                         if (new_bio &&
 493                             __blk_segment_map_sg_merge(q, &bvec, &bvprv, sg))
 494                                 goto next_bvec;
 495
 496                         if (bvec.bv_offset + bvec.bv_len <= PAGE_SIZE)
 497                                 nsegs += __blk_bvec_map_sg(bvec, sglist, sg);
 498                         else
 499                                 nsegs += blk_bvec_map_sg(q, &bvec, sglist, sg);
 500  next_bvec:
 501                         new_bio = false;
 502                 }
 503                 if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
 504                         bvprv = bvec;
 505                         new_bio = true;
 506                 }
 507         }
 508
 509         return nsegs;
 510 }
 511
 512 /*
 513  * map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 514  * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries
 515  */
 516 int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
 517                   struct scatterlist *sglist)
 518 {
 519         struct scatterlist *sg = NULL;
 520         int nsegs = 0;
 521
 522         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 523                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(rq->special_vec, sglist, &sg);
 524         else if (rq->bio && bio_op(rq->bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
 525                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(bio_iovec(rq->bio), sglist, &sg);
 526         else if (rq->bio)
 527                 nsegs = __blk_bios_map_sg(q, rq->bio, sglist, &sg);
 528
 529         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_COPY_USER) &&
 530             (blk_rq_bytes(rq) & q->dma_pad_mask)) {
 531                 unsigned int pad_len =
 532                         (q->dma_pad_mask & ~blk_rq_bytes(rq)) + 1;
 533
 534                 sg->length += pad_len;
 535                 rq->extra_len += pad_len;
 536         }
 537
 538         if (q->dma_drain_size && q->dma_drain_needed(rq)) {
 539                 if (op_is_write(req_op(rq)))
 540                         memset(q->dma_drain_buffer, 0, q->dma_drain_size);
 541
 542                 sg_unmark_end(sg);
 543                 sg = sg_next(sg);
 544                 sg_set_page(sg, virt_to_page(q->dma_drain_buffer),
 545                             q->dma_drain_size,
 546                             ((unsigned long)q->dma_drain_buffer) &
 547                             (PAGE_SIZE - 1));
 548                 nsegs++;
 549                 rq->extra_len += q->dma_drain_size;
 550         }
 551
 552         if (sg)
 553                 sg_mark_end(sg);
 554
 555         /*
 556          * Something must have been wrong if the figured number of
 557          * segment is bigger than number of req's physical segments
 558          */
 559         WARN_ON(nsegs > blk_rq_nr_phys_segments(rq));
 560
 561         return nsegs;
 562 }
 563 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_map_sg);
 564
 565 static inline unsigned int blk_rq_get_max_segments(struct request *rq)
 566 {
 567         if (req_op(rq) == REQ_OP_DISCARD)
 568                 return queue_max_discard_segments(rq->q);
 569         return queue_max_segments(rq->q);
 570 }
 571
 572 static inline int ll_new_hw_segment(struct request *req, struct bio *bio,
 573                 unsigned int nr_phys_segs)
 574 {
 575         if (!blk_cgroup_mergeable(req, bio))
 576                 goto no_merge;
 577
 578         if (blk_integrity_merge_bio(req->q, req, bio) == false)
 579                 goto no_merge;
 580
 581         /* discard request merge won't add new segment */
 582         if (req_op(req) == REQ_OP_DISCARD)
 583                 return 1;
 584
 585         if (req->nr_phys_segments + nr_phys_segs > blk_rq_get_max_segments(req))
 586                 goto no_merge;
 587
 588         /*
 589          * This will form the start of a new hw segment.  Bump both
 590          * counters.
 591          */
 592         req->nr_phys_segments += nr_phys_segs;
 593         return 1;
 594
 595 no_merge:
 596         req_set_nomerge(req->q, req);
 597         return 0;
 598 }
 599
 600 int ll_back_merge_fn(struct request *req, struct bio *bio, unsigned int nr_segs)
 601 {
 602         if (req_gap_back_merge(req, bio))
 603                 return 0;
 604         if (blk_integrity_rq(req) &&
 605             integrity_req_gap_back_merge(req, bio))
 606                 return 0;
 607         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 608             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req))) {
 609                 req_set_nomerge(req->q, req);
 610                 return 0;
 611         }
 612
 613         return ll_new_hw_segment(req, bio, nr_segs);
 614 }
 615
 616 int ll_front_merge_fn(struct request *req, struct bio *bio, unsigned int nr_segs)
 617 {
 618         if (req_gap_front_merge(req, bio))
 619                 return 0;
 620         if (blk_integrity_rq(req) &&
 621             integrity_req_gap_front_merge(req, bio))
 622                 return 0;
 623         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 624             blk_rq_get_max_sectors(req, bio->bi_iter.bi_sector)) {
 625                 req_set_nomerge(req->q, req);
 626                 return 0;
 627         }
 628
 629         return ll_new_hw_segment(req, bio, nr_segs);
 630 }
 631
 632 static bool req_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
 633                 struct request *next)
 634 {
 635         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
 636
 637         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
 638                 goto no_merge;
 639         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(next->bio) >
 640             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 641                 goto no_merge;
 642
 643         req->nr_phys_segments = segments + blk_rq_nr_discard_segments(next);
 644         return true;
 645 no_merge:
 646         req_set_nomerge(q, req);
 647         return false;
 648 }
 649
 650 static int ll_merge_requests_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 651                                 struct request *next)
 652 {
 653         int total_phys_segments;
 654
 655         if (req_gap_back_merge(req, next->bio))
 656                 return 0;
 657
 658         /*
 659          * Will it become too large?
 660          */
 661         if ((blk_rq_sectors(req) + blk_rq_sectors(next)) >
 662             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 663                 return 0;
 664
 665         total_phys_segments = req->nr_phys_segments + next->nr_phys_segments;
 666         if (total_phys_segments > blk_rq_get_max_segments(req))
 667                 return 0;
 668
 669         if (!blk_cgroup_mergeable(req, next->bio))
 670                 return 0;
 671
 672         if (blk_integrity_merge_rq(q, req, next) == false)
 673                 return 0;
 674
 675         /* Merge is OK... */
 676         req->nr_phys_segments = total_phys_segments;
 677         return 1;
 678 }
 679
 680 /**
 681  * blk_rq_set_mixed_merge - mark a request as mixed merge
 682  * @rq: request to mark as mixed merge
 683  *
 684  * Description:
 685  *     @rq is about to be mixed merged.  Make sure the attributes
 686  *     which can be mixed are set in each bio and mark @rq as mixed
 687  *     merged.
 688  */
 689 void blk_rq_set_mixed_merge(struct request *rq)
 690 {
 691         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
 692         struct bio *bio;
 693
 694         if (rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE)
 695                 return;
 696
 697         /*
 698          * @rq will no longer represent mixable attributes for all the
 699          * contained bios.  It will just track those of the first one.
 700          * Distributes the attributs to each bio.
 701          */
 702         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
 703                 WARN_ON_ONCE((bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) &&
 704                              (bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) != ff);
 705                 bio->bi_opf |= ff;
 706         }
 707         rq->rq_flags |= RQF_MIXED_MERGE;
 708 }
 709
 710 static void blk_account_io_merge(struct request *req)
 711 {
 712         if (blk_do_io_stat(req)) {
 713                 struct hd_struct *part;
 714
 715                 part_stat_lock();
 716                 part = req->part;
 717
 718                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
 719
 720                 hd_struct_put(part);
 721                 part_stat_unlock();
 722         }
 723 }
 724
 725 static enum elv_merge blk_try_req_merge(struct request *req,
 726                                         struct request *next)
 727 {
 728         if (blk_discard_mergable(req))
 729                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 730         else if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) == blk_rq_pos(next))
 731                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 732
 733         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 734 }
 735
 736 /*
 737  * For non-mq, this has to be called with the request spinlock acquired.
 738  * For mq with scheduling, the appropriate queue wide lock should be held.
 739  */
 740 static struct request *attempt_merge(struct request_queue *q,
 741                                      struct request *req, struct request *next)
 742 {
 743         if (!rq_mergeable(req) || !rq_mergeable(next))
 744                 return NULL;
 745
 746         if (req_op(req) != req_op(next))
 747                 return NULL;
 748
 749         if (rq_data_dir(req) != rq_data_dir(next)
 750             || req->rq_disk != next->rq_disk)
 751                 return NULL;
 752
 753         if (req_op(req) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 754             !blk_write_same_mergeable(req->bio, next->bio))
 755                 return NULL;
 756
 757         /*
 758          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 759          * non-hint IO.
 760          */
 761         if (req->write_hint != next->write_hint)
 762                 return NULL;
 763
 764         if (req->ioprio != next->ioprio)
 765                 return NULL;
 766
 767         /*
 768          * If we are allowed to merge, then append bio list
 769          * from next to rq and release next. merge_requests_fn
 770          * will have updated segment counts, update sector
 771          * counts here. Handle DISCARDs separately, as they
 772          * have separate settings.
 773          */
 774
 775         switch (blk_try_req_merge(req, next)) {
 776         case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
 777                 if (!req_attempt_discard_merge(q, req, next))
 778                         return NULL;
 779                 break;
 780         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
 781                 if (!ll_merge_requests_fn(q, req, next))
 782                         return NULL;
 783                 break;
 784         default:
 785                 return NULL;
 786         }
 787
 788         /*
 789          * If failfast settings disagree or any of the two is already
 790          * a mixed merge, mark both as mixed before proceeding.  This
 791          * makes sure that all involved bios have mixable attributes
 792          * set properly.
 793          */
 794         if (((req->rq_flags | next->rq_flags) & RQF_MIXED_MERGE) ||
 795             (req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) !=
 796             (next->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK)) {
 797                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
 798                 blk_rq_set_mixed_merge(next);
 799         }
 800
 801         /*
 802          * At this point we have either done a back merge or front merge. We
 803          * need the smaller start_time_ns of the merged requests to be the
 804          * current request for accounting purposes.
 805          */
 806         if (next->start_time_ns < req->start_time_ns)
 807                 req->start_time_ns = next->start_time_ns;
 808
 809         req->biotail->bi_next = next->bio;
 810         req->biotail = next->biotail;
 811
 812         req->__data_len += blk_rq_bytes(next);
 813
 814         if (!blk_discard_mergable(req))
 815                 elv_merge_requests(q, req, next);
 816
 817         /*
 818          * 'next' is going away, so update stats accordingly
 819          */
 820         blk_account_io_merge(next);
 821
 822         /*
 823          * ownership of bio passed from next to req, return 'next' for
 824          * the caller to free
 825          */
 826         next->bio = NULL;
 827         return next;
 828 }
 829
 830 struct request *attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 831 {
 832         struct request *next = elv_latter_request(q, rq);
 833
 834         if (next)
 835                 return attempt_merge(q, rq, next);
 836
 837         return NULL;
 838 }
 839
 840 struct request *attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 841 {
 842         struct request *prev = elv_former_request(q, rq);
 843
 844         if (prev)
 845                 return attempt_merge(q, prev, rq);
 846
 847         return NULL;
 848 }
 849
 850 int blk_attempt_req_merge(struct request_queue *q, struct request *rq,
 851                           struct request *next)
 852 {
 853         struct request *free;
 854
 855         free = attempt_merge(q, rq, next);
 856         if (free) {
 857                 blk_put_request(free);
 858                 return 1;
 859         }
 860
 861         return 0;
 862 }
 863
 864 bool blk_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
 865 {
 866         if (!rq_mergeable(rq) || !bio_mergeable(bio))
 867                 return false;
 868
 869         if (req_op(rq) != bio_op(bio))
 870                 return false;
 871
 872         /* different data direction or already started, don't merge */
 873         if (bio_data_dir(bio) != rq_data_dir(rq))
 874                 return false;
 875
 876         /* must be same device */
 877         if (rq->rq_disk != bio->bi_disk)
 878                 return false;
 879
 880         /* don't merge across cgroup boundaries */
 881         if (!blk_cgroup_mergeable(rq, bio))
 882                 return false;
 883
 884         /* only merge integrity protected bio into ditto rq */
 885         if (blk_integrity_merge_bio(rq->q, rq, bio) == false)
 886                 return false;
 887
 888         /* must be using the same buffer */
 889         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 890             !blk_write_same_mergeable(rq->bio, bio))
 891                 return false;
 892
 893         /*
 894          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 895          * non-hint IO.
 896          */
 897         if (rq->write_hint != bio->bi_write_hint)
 898                 return false;
 899
 900         if (rq->ioprio != bio_prio(bio))
 901                 return false;
 902
 903         return true;
 904 }
 905
 906 enum elv_merge blk_try_merge(struct request *rq, struct bio *bio)
 907 {
 908         if (blk_discard_mergable(rq))
 909                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 910         else if (blk_rq_pos(rq) + blk_rq_sectors(rq) == bio->bi_iter.bi_sector)
 911                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 912         else if (blk_rq_pos(rq) - bio_sectors(bio) == bio->bi_iter.bi_sector)
 913                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
 914         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 915 }