OSDN Git Service

Merge tag 'sound-5.7-rc6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai...
[tomoyo/tomoyo-test1.git] / block / blk-core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
4  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
5  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
7  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
8  *      -  July2000
9  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
10  */
11
12 /*
13  * This handles all read/write requests to block devices
14  */
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/bio.h>
19 #include <linux/blkdev.h>
20 #include <linux/blk-mq.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/kernel_stat.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/completion.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/writeback.h>
30 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/delay.h>
34 #include <linux/ratelimit.h>
35 #include <linux/pm_runtime.h>
36 #include <linux/blk-cgroup.h>
37 #include <linux/t10-pi.h>
38 #include <linux/debugfs.h>
39 #include <linux/bpf.h>
40 #include <linux/psi.h>
41
42 #define CREATE_TRACE_POINTS
43 #include <trace/events/block.h>
44
45 #include "blk.h"
46 #include "blk-mq.h"
47 #include "blk-mq-sched.h"
48 #include "blk-pm.h"
49 #include "blk-rq-qos.h"
50
51 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
52 struct dentry *blk_debugfs_root;
53 #endif
54
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
60
61 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
62
63 /*
64  * For queue allocation
65  */
66 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
67
68 /*
69  * Controlling structure to kblockd
70  */
71 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
72
73 /**
74  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
75  * @flag: flag to be set
76  * @q: request queue
77  */
78 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
79 {
80         set_bit(flag, &q->queue_flags);
81 }
82 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
83
84 /**
85  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
86  * @flag: flag to be cleared
87  * @q: request queue
88  */
89 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
90 {
91         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
94
95 /**
96  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
97  * @flag: flag to be set
98  * @q: request queue
99  *
100  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
101  * the flag was already set.
102  */
103 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
104 {
105         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
106 }
107 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
108
109 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
110 {
111         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
112
113         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
114         rq->q = q;
115         rq->__sector = (sector_t) -1;
116         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
117         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
118         rq->tag = -1;
119         rq->internal_tag = -1;
120         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
121         rq->part = NULL;
122         refcount_set(&rq->ref, 1);
123 }
124 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
125
126 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
127 static const char *const blk_op_name[] = {
128         REQ_OP_NAME(READ),
129         REQ_OP_NAME(WRITE),
130         REQ_OP_NAME(FLUSH),
131         REQ_OP_NAME(DISCARD),
132         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
133         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
134         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
138         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
139         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
140         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
141         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
142         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
143         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
144 };
145 #undef REQ_OP_NAME
146
147 /**
148  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
149  * @op: REQ_OP_XXX.
150  *
151  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
152  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
153  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
154  */
155 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
156 {
157         const char *op_str = "UNKNOWN";
158
159         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
160                 op_str = blk_op_name[op];
161
162         return op_str;
163 }
164 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
165
166 static const struct {
167         int             errno;
168         const char      *name;
169 } blk_errors[] = {
170         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
171         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
172         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
173         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
174         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
175         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
176         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
177         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
178         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
179         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
180         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
181         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
182
183         /* device mapper special case, should not leak out: */
184         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
185
186         /* everything else not covered above: */
187         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
188 };
189
190 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
191 {
192         int i;
193
194         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
195                 if (blk_errors[i].errno == errno)
196                         return (__force blk_status_t)i;
197         }
198
199         return BLK_STS_IOERR;
200 }
201 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
202
203 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
204 {
205         int idx = (__force int)status;
206
207         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
208                 return -EIO;
209         return blk_errors[idx].errno;
210 }
211 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
212
213 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
214                 const char *caller)
215 {
216         int idx = (__force int)status;
217
218         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
219                 return;
220
221         printk_ratelimited(KERN_ERR
222                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
223                 "phys_seg %u prio class %u\n",
224                 caller, blk_errors[idx].name,
225                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
226                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
227                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
228                 req->nr_phys_segments,
229                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
230 }
231
232 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
233                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
234 {
235         if (error)
236                 bio->bi_status = error;
237
238         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
239                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
240
241         bio_advance(bio, nbytes);
242
243         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
244         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
245                 bio_endio(bio);
246 }
247
248 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
249 {
250         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
251                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
252                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
253
254         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
255                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
256                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
257         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
258                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
259 }
260 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
261
262 /**
263  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
264  * @q: the queue
265  *
266  * Description:
267  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
268  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
269  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
270  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
271  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
272  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
273  *     this function.
274  *
275  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
276  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
277  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
278  *
279  */
280 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
281 {
282         del_timer_sync(&q->timeout);
283         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
284 }
285 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
286
287 /**
288  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
289  * @q: request queue pointer
290  */
291 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
292 {
293         atomic_inc(&q->pm_only);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
296
297 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
298 {
299         int pm_only;
300
301         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
302         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
303         if (pm_only == 0)
304                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
305 }
306 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
307
308 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
309 {
310         kobject_put(&q->kobj);
311 }
312 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
313
314 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
315 {
316         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
317
318         /*
319          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
320          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
321          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
322          */
323         blk_freeze_queue_start(q);
324
325         if (queue_is_mq(q))
326                 blk_mq_wake_waiters(q);
327
328         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
329         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
330 }
331 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
332
333 /**
334  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
335  * @q: request queue to shutdown
336  *
337  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
338  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
339  */
340 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
341 {
342         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
343
344         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
345         blk_set_queue_dying(q);
346
347         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
348         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
349
350         /*
351          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
352          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
353          * after draining finished.
354          */
355         blk_freeze_queue(q);
356
357         rq_qos_exit(q);
358
359         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
360
361         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
362         blk_flush_integrity();
363
364         /* @q won't process any more request, flush async actions */
365         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
366         blk_sync_queue(q);
367
368         if (queue_is_mq(q))
369                 blk_mq_exit_queue(q);
370
371         /*
372          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
373          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
374          * requests, so free the pool now.
375          *
376          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
377          * it is safe to free requests now.
378          */
379         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
380         if (q->elevator)
381                 blk_mq_sched_free_requests(q);
382         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
383
384         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
385
386         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
387         blk_put_queue(q);
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
390
391 /**
392  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
393  * @q: request queue pointer
394  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
395  */
396 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
397 {
398         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
399
400         while (true) {
401                 bool success = false;
402
403                 rcu_read_lock();
404                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
405                         /*
406                          * The code that increments the pm_only counter is
407                          * responsible for ensuring that that counter is
408                          * globally visible before the queue is unfrozen.
409                          */
410                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
411                                 success = true;
412                         } else {
413                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
414                         }
415                 }
416                 rcu_read_unlock();
417
418                 if (success)
419                         return 0;
420
421                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
422                         return -EBUSY;
423
424                 /*
425                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
426                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
427                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
428                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
429                  * never return if the two reads are reordered.
430                  */
431                 smp_rmb();
432
433                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
434                            (!q->mq_freeze_depth &&
435                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
436                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
437                            blk_queue_dying(q));
438                 if (blk_queue_dying(q))
439                         return -ENODEV;
440         }
441 }
442
443 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
444 {
445         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
446 }
447
448 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
449 {
450         struct request_queue *q =
451                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
452
453         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
454 }
455
456 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
457 {
458         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
459
460         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
461 }
462
463 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
464 {
465 }
466
467 struct request_queue *__blk_alloc_queue(int node_id)
468 {
469         struct request_queue *q;
470         int ret;
471
472         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
473                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
474         if (!q)
475                 return NULL;
476
477         q->last_merge = NULL;
478
479         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
480         if (q->id < 0)
481                 goto fail_q;
482
483         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
484         if (ret)
485                 goto fail_id;
486
487         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(GFP_KERNEL, node_id);
488         if (!q->backing_dev_info)
489                 goto fail_split;
490
491         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
492         if (!q->stats)
493                 goto fail_stats;
494
495         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
496         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
497         q->backing_dev_info->name = "block";
498         q->node = node_id;
499
500         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
501                     laptop_mode_timer_fn, 0);
502         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
503         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
504         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
505 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
506         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
507 #endif
508
509         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
510
511 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
512         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
513 #endif
514         mutex_init(&q->sysfs_lock);
515         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
516         spin_lock_init(&q->queue_lock);
517
518         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
519         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
520
521         /*
522          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
523          * See blk_register_queue() for details.
524          */
525         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
526                                 blk_queue_usage_counter_release,
527                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
528                 goto fail_bdi;
529
530         if (blkcg_init_queue(q))
531                 goto fail_ref;
532
533         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
534         blk_set_default_limits(&q->limits);
535
536         return q;
537
538 fail_ref:
539         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
540 fail_bdi:
541         blk_free_queue_stats(q->stats);
542 fail_stats:
543         bdi_put(q->backing_dev_info);
544 fail_split:
545         bioset_exit(&q->bio_split);
546 fail_id:
547         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
548 fail_q:
549         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
550         return NULL;
551 }
552
553 struct request_queue *blk_alloc_queue(make_request_fn make_request, int node_id)
554 {
555         struct request_queue *q;
556
557         if (WARN_ON_ONCE(!make_request))
558                 return NULL;
559
560         q = __blk_alloc_queue(node_id);
561         if (!q)
562                 return NULL;
563         q->make_request_fn = make_request;
564         q->nr_requests = BLKDEV_MAX_RQ;
565         return q;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
568
569 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
570 {
571         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
572                 __blk_get_queue(q);
573                 return true;
574         }
575
576         return false;
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
579
580 /**
581  * blk_get_request - allocate a request
582  * @q: request queue to allocate a request for
583  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
584  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
585  */
586 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
587                                 blk_mq_req_flags_t flags)
588 {
589         struct request *req;
590
591         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
592         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
593
594         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
595         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
596                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
597
598         return req;
599 }
600 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
601
602 void blk_put_request(struct request *req)
603 {
604         blk_mq_free_request(req);
605 }
606 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
607
608 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
609                 unsigned int nr_segs)
610 {
611         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
612
613         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
614                 return false;
615
616         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
617         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
618
619         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
620                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
621
622         req->biotail->bi_next = bio;
623         req->biotail = bio;
624         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
625
626         blk_account_io_start(req, false);
627         return true;
628 }
629
630 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
631                 unsigned int nr_segs)
632 {
633         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
634
635         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
636                 return false;
637
638         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
639         rq_qos_merge(req->q, req, bio);
640
641         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
642                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
643
644         bio->bi_next = req->bio;
645         req->bio = bio;
646
647         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
648         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
649
650         blk_account_io_start(req, false);
651         return true;
652 }
653
654 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
655                 struct bio *bio)
656 {
657         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
658
659         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
660                 goto no_merge;
661         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
662             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
663                 goto no_merge;
664
665         rq_qos_merge(q, req, bio);
666
667         req->biotail->bi_next = bio;
668         req->biotail = bio;
669         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
670         req->nr_phys_segments = segments + 1;
671
672         blk_account_io_start(req, false);
673         return true;
674 no_merge:
675         req_set_nomerge(q, req);
676         return false;
677 }
678
679 /**
680  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
681  * @q: request_queue new bio is being queued at
682  * @bio: new bio being queued
683  * @nr_segs: number of segments in @bio
684  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
685  * another request associated with @q is found on the plug list
686  * (optional, may be %NULL)
687  *
688  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
689  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
690  * otherwise %false.
691  *
692  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
693  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
694  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
695  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
696  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
697  * merging parameters without querying the elevator.
698  *
699  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
700  */
701 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
702                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
703 {
704         struct blk_plug *plug;
705         struct request *rq;
706         struct list_head *plug_list;
707
708         plug = blk_mq_plug(q, bio);
709         if (!plug)
710                 return false;
711
712         plug_list = &plug->mq_list;
713
714         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
715                 bool merged = false;
716
717                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
718                         /*
719                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
720                          * rq in the same queue, there should be only one such
721                          * rq in a queue
722                          **/
723                         *same_queue_rq = rq;
724                 }
725
726                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
727                         continue;
728
729                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
730                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
731                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
732                         break;
733                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
734                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
735                         break;
736                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
737                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
738                         break;
739                 default:
740                         break;
741                 }
742
743                 if (merged)
744                         return true;
745         }
746
747         return false;
748 }
749
750 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
751 {
752         char b[BDEVNAME_SIZE];
753
754         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
755         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
756                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
757                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
758                         (long long)maxsector);
759 }
760
761 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
762
763 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
764
765 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
766 {
767         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
768 }
769 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
770
771 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
772 {
773         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
774 }
775
776 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
777 {
778         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
779                                                 NULL, &fail_make_request);
780
781         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
782 }
783
784 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
785
786 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
787
788 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
789                                         unsigned int bytes)
790 {
791         return false;
792 }
793
794 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
795
796 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
797 {
798         const int op = bio_op(bio);
799
800         if (part->policy && op_is_write(op)) {
801                 char b[BDEVNAME_SIZE];
802
803                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
804                         return false;
805
806                 WARN_ONCE(1,
807                        "generic_make_request: Trying to write "
808                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
809                         bio_devname(bio, b), part->partno);
810                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
811                 return false;
812         }
813
814         return false;
815 }
816
817 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
818 {
819         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
820                 return -EIO;
821         return 0;
822 }
823 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
824
825 /*
826  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
827  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
828  * the device, e.g., when mounting a file system.
829  */
830 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
831 {
832         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
833
834         if (nr_sectors && maxsector &&
835             (nr_sectors > maxsector ||
836              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
837                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
838                 return -EIO;
839         }
840         return 0;
841 }
842
843 /*
844  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
845  */
846 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
847 {
848         struct hd_struct *p;
849         int ret = -EIO;
850
851         rcu_read_lock();
852         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
853         if (unlikely(!p))
854                 goto out;
855         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
856                 goto out;
857         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
858                 goto out;
859
860         if (bio_sectors(bio)) {
861                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
862                         goto out;
863                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
864                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
865                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
866         }
867         bio->bi_partno = 0;
868         ret = 0;
869 out:
870         rcu_read_unlock();
871         return ret;
872 }
873
874 static noinline_for_stack bool
875 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
876 {
877         struct request_queue *q;
878         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
879         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
880         char b[BDEVNAME_SIZE];
881
882         might_sleep();
883
884         q = bio->bi_disk->queue;
885         if (unlikely(!q)) {
886                 printk(KERN_ERR
887                        "generic_make_request: Trying to access "
888                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
889                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
890                 goto end_io;
891         }
892
893         /*
894          * Non-mq queues do not honor REQ_NOWAIT, so complete a bio
895          * with BLK_STS_AGAIN status in order to catch -EAGAIN and
896          * to give a chance to the caller to repeat request gracefully.
897          */
898         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q)) {
899                 status = BLK_STS_AGAIN;
900                 goto end_io;
901         }
902
903         if (should_fail_bio(bio))
904                 goto end_io;
905
906         if (bio->bi_partno) {
907                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
908                         goto end_io;
909         } else {
910                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
911                         goto end_io;
912                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
913                         goto end_io;
914         }
915
916         /*
917          * Filter flush bio's early so that make_request based
918          * drivers without flush support don't have to worry
919          * about them.
920          */
921         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
922             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
923                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
924                 if (!nr_sectors) {
925                         status = BLK_STS_OK;
926                         goto end_io;
927                 }
928         }
929
930         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
931                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
932
933         switch (bio_op(bio)) {
934         case REQ_OP_DISCARD:
935                 if (!blk_queue_discard(q))
936                         goto not_supported;
937                 break;
938         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
939                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
940                         goto not_supported;
941                 break;
942         case REQ_OP_WRITE_SAME:
943                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
944                         goto not_supported;
945                 break;
946         case REQ_OP_ZONE_RESET:
947         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
948         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
949         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
950                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
951                         goto not_supported;
952                 break;
953         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
954                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
955                         goto not_supported;
956                 break;
957         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
958                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
959                         goto not_supported;
960                 break;
961         default:
962                 break;
963         }
964
965         /*
966          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
967          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
968          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
969          * layer knows how to live with it.
970          */
971         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
972
973         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
974                 return false;
975
976         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
977                 trace_block_bio_queue(q, bio);
978                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
979                  * completion as well.
980                  */
981                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
982         }
983         return true;
984
985 not_supported:
986         status = BLK_STS_NOTSUPP;
987 end_io:
988         bio->bi_status = status;
989         bio_endio(bio);
990         return false;
991 }
992
993 /**
994  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
995  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
996  *
997  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
998  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
999  * to be done.
1000  *
1001  * generic_make_request() does not return any status.  The
1002  * success/failure status of the request, along with notification of
1003  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1004  * function described (one day) else where.
1005  *
1006  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1007  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1008  * set to describe the device address, and the
1009  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1010  * completion notification should be signaled.
1011  *
1012  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1013  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1014  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1015  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1016  */
1017 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1018 {
1019         /*
1020          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1021          * make_request_fn.
1022          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1023          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1024          * yet.
1025          */
1026         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1027         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1028
1029         if (!generic_make_request_checks(bio))
1030                 goto out;
1031
1032         /*
1033          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1034          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1035          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1036          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1037          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1038          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1039          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1040          * should be added at the tail
1041          */
1042         if (current->bio_list) {
1043                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1044                 goto out;
1045         }
1046
1047         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1048          * explanation.
1049          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1050          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1051          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1052          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1053          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1054          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1055          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1056          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1057          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1058          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1059          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1060          */
1061         BUG_ON(bio->bi_next);
1062         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1063         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1064         do {
1065                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1066                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1067                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1068
1069                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1070                         struct bio_list lower, same;
1071
1072                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1073                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1074                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1075                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1076
1077                         blk_queue_exit(q);
1078
1079                         /* sort new bios into those for a lower level
1080                          * and those for the same level
1081                          */
1082                         bio_list_init(&lower);
1083                         bio_list_init(&same);
1084                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1085                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1086                                         bio_list_add(&same, bio);
1087                                 else
1088                                         bio_list_add(&lower, bio);
1089                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1090                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1091                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1092                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1093                 } else {
1094                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1095                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1096                                 bio_wouldblock_error(bio);
1097                         else
1098                                 bio_io_error(bio);
1099                 }
1100                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1101         } while (bio);
1102         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1103
1104 out:
1105         return ret;
1106 }
1107 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1108
1109 /**
1110  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1111  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1112  *
1113  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1114  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1115  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1116  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1117  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1118  */
1119 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1120 {
1121         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1122         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1123         blk_qc_t ret;
1124
1125         if (!generic_make_request_checks(bio))
1126                 return BLK_QC_T_NONE;
1127
1128         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1129                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1130                         bio_wouldblock_error(bio);
1131                 else
1132                         bio_io_error(bio);
1133                 return BLK_QC_T_NONE;
1134         }
1135
1136         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1137         blk_queue_exit(q);
1138         return ret;
1139 }
1140 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1141
1142 /**
1143  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1144  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1145  *
1146  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1147  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1148  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1149  *
1150  */
1151 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1152 {
1153         bool workingset_read = false;
1154         unsigned long pflags;
1155         blk_qc_t ret;
1156
1157         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1158                 return BLK_QC_T_NONE;
1159
1160         /*
1161          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1162          * go through the normal accounting stuff before submission.
1163          */
1164         if (bio_has_data(bio)) {
1165                 unsigned int count;
1166
1167                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1168                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1169                 else
1170                         count = bio_sectors(bio);
1171
1172                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1173                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1174                 } else {
1175                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1176                                 workingset_read = true;
1177                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1178                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1179                 }
1180
1181                 if (unlikely(block_dump)) {
1182                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1183                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1184                         current->comm, task_pid_nr(current),
1185                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1186                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1187                                 bio_devname(bio, b), count);
1188                 }
1189         }
1190
1191         /*
1192          * If we're reading data that is part of the userspace
1193          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1194          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1195          * submission can be a significant part of overall IO time.
1196          */
1197         if (workingset_read)
1198                 psi_memstall_enter(&pflags);
1199
1200         ret = generic_make_request(bio);
1201
1202         if (workingset_read)
1203                 psi_memstall_leave(&pflags);
1204
1205         return ret;
1206 }
1207 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1208
1209 /**
1210  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1211  *                              for the new queue limits
1212  * @q:  the queue
1213  * @rq: the request being checked
1214  *
1215  * Description:
1216  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1217  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1218  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1219  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1220  *    the insertion using this generic function.
1221  *
1222  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1223  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1224  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1225  */
1226 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1227                                       struct request *rq)
1228 {
1229         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1230                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1231                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1232                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1233                 return -EIO;
1234         }
1235
1236         /*
1237          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1238          * may differ from that of other stacking queues.
1239          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1240          * limitation.
1241          */
1242         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1243         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1244                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1245                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1246                 return -EIO;
1247         }
1248
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1254  * @q:  the queue to submit the request
1255  * @rq: the request being queued
1256  */
1257 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1258 {
1259         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1260                 return BLK_STS_IOERR;
1261
1262         if (rq->rq_disk &&
1263             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1264                 return BLK_STS_IOERR;
1265
1266         if (blk_queue_io_stat(q))
1267                 blk_account_io_start(rq, true);
1268
1269         /*
1270          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1271          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1272          * insert.
1273          */
1274         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1275 }
1276 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1277
1278 /**
1279  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1280  * @rq: request to examine
1281  *
1282  * Description:
1283  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1284  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1285  *     can be failed from the beginning of the request without
1286  *     crossing into area which need to be retried further.
1287  *
1288  * Return:
1289  *     The number of bytes to fail.
1290  */
1291 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1292 {
1293         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1294         unsigned int bytes = 0;
1295         struct bio *bio;
1296
1297         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1298                 return blk_rq_bytes(rq);
1299
1300         /*
1301          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1302          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1303          * which have all the failfast bits that the first one has -
1304          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1305          * one.
1306          */
1307         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1308                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1309                         break;
1310                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1311         }
1312
1313         /* this could lead to infinite loop */
1314         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1315         return bytes;
1316 }
1317 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1318
1319 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1320 {
1321         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1322                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1323                 struct hd_struct *part;
1324
1325                 part_stat_lock();
1326                 part = req->part;
1327                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1328                 part_stat_unlock();
1329         }
1330 }
1331
1332 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1333 {
1334         /*
1335          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1336          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1337          * containing request is enough.
1338          */
1339         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1340             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1341                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1342                 struct hd_struct *part;
1343
1344                 part_stat_lock();
1345                 part = req->part;
1346
1347                 update_io_ticks(part, jiffies, true);
1348                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1349                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1350                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1351
1352                 hd_struct_put(part);
1353                 part_stat_unlock();
1354         }
1355 }
1356
1357 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1358 {
1359         struct hd_struct *part;
1360         int rw = rq_data_dir(rq);
1361
1362         if (!blk_do_io_stat(rq))
1363                 return;
1364
1365         part_stat_lock();
1366
1367         if (!new_io) {
1368                 part = rq->part;
1369                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1370         } else {
1371                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1372                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1373                         /*
1374                          * The partition is already being removed,
1375                          * the request will be accounted on the disk only
1376                          *
1377                          * We take a reference on disk->part0 although that
1378                          * partition will never be deleted, so we can treat
1379                          * it as any other partition.
1380                          */
1381                         part = &rq->rq_disk->part0;
1382                         hd_struct_get(part);
1383                 }
1384                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1385                 rq->part = part;
1386         }
1387
1388         update_io_ticks(part, jiffies, false);
1389
1390         part_stat_unlock();
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1395  * The request must not have been partially completed before.
1396  */
1397 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1398 {
1399         if (rq->bio) {
1400                 if (list->tail)
1401                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1402                 else
1403                         list->head = rq->bio;
1404                 list->tail = rq->biotail;
1405
1406                 rq->bio = NULL;
1407                 rq->biotail = NULL;
1408         }
1409
1410         rq->__data_len = 0;
1411 }
1412 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1413
1414 /**
1415  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1416  * @req:      the request being processed
1417  * @error:    block status code
1418  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1419  *
1420  * Description:
1421  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1422  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1423  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1424  *
1425  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1426  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1427  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1428  *
1429  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1430  *     %false return from this function.
1431  *
1432  * Note:
1433  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1434  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1435  *
1436  * Return:
1437  *     %false - this request doesn't have any more data
1438  *     %true  - this request has more data
1439  **/
1440 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1441                 unsigned int nr_bytes)
1442 {
1443         int total_bytes;
1444
1445         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1446
1447         if (!req->bio)
1448                 return false;
1449
1450 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1451         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1452             error == BLK_STS_OK)
1453                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1454 #endif
1455
1456         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1457                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1458                 print_req_error(req, error, __func__);
1459
1460         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1461
1462         total_bytes = 0;
1463         while (req->bio) {
1464                 struct bio *bio = req->bio;
1465                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1466
1467                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1468                         req->bio = bio->bi_next;
1469
1470                 /* Completion has already been traced */
1471                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1472                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1473
1474                 total_bytes += bio_bytes;
1475                 nr_bytes -= bio_bytes;
1476
1477                 if (!nr_bytes)
1478                         break;
1479         }
1480
1481         /*
1482          * completely done
1483          */
1484         if (!req->bio) {
1485                 /*
1486                  * Reset counters so that the request stacking driver
1487                  * can find how many bytes remain in the request
1488                  * later.
1489                  */
1490                 req->__data_len = 0;
1491                 return false;
1492         }
1493
1494         req->__data_len -= total_bytes;
1495
1496         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1497         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1498                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1499
1500         /* mixed attributes always follow the first bio */
1501         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1502                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1503                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1504         }
1505
1506         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1507                 /*
1508                  * If total number of sectors is less than the first segment
1509                  * size, something has gone terribly wrong.
1510                  */
1511                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1512                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1513                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1514                 }
1515
1516                 /* recalculate the number of segments */
1517                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1518         }
1519
1520         return true;
1521 }
1522 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1523
1524 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1525 /**
1526  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1527  * @rq: the request to be flushed
1528  *
1529  * Description:
1530  *     Flush all pages in @rq.
1531  */
1532 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1533 {
1534         struct req_iterator iter;
1535         struct bio_vec bvec;
1536
1537         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1538                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1539 }
1540 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1541 #endif
1542
1543 /**
1544  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1545  * @q : the queue of the device being checked
1546  *
1547  * Description:
1548  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1549  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1550  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1551  *
1552  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1553  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1554  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1555  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1556  *    on burst I/O load.
1557  *
1558  * Return:
1559  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1560  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1561  */
1562 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1563 {
1564         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1565                 return q->mq_ops->busy(q);
1566
1567         return 0;
1568 }
1569 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1570
1571 /**
1572  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1573  * @rq: the clone request to be cleaned up
1574  *
1575  * Description:
1576  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1577  */
1578 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1579 {
1580         struct bio *bio;
1581
1582         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1583                 rq->bio = bio->bi_next;
1584
1585                 bio_put(bio);
1586         }
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1589
1590 /**
1591  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1592  * @rq: the request to be setup
1593  * @rq_src: original request to be cloned
1594  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1595  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1596  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1597  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1598  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1599  *
1600  * Description:
1601  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1602  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1603  *     and the cloned bios just point same pages.
1604  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1605  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1606  */
1607 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1608                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1609                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1610                       void *data)
1611 {
1612         struct bio *bio, *bio_src;
1613
1614         if (!bs)
1615                 bs = &fs_bio_set;
1616
1617         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1618                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1619                 if (!bio)
1620                         goto free_and_out;
1621
1622                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1623                         goto free_and_out;
1624
1625                 if (rq->bio) {
1626                         rq->biotail->bi_next = bio;
1627                         rq->biotail = bio;
1628                 } else
1629                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1630         }
1631
1632         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1633         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1634         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1635         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1636                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1637                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1638         }
1639         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1640         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1641         rq->extra_len = rq_src->extra_len;
1642
1643         return 0;
1644
1645 free_and_out:
1646         if (bio)
1647                 bio_put(bio);
1648         blk_rq_unprep_clone(rq);
1649
1650         return -ENOMEM;
1651 }
1652 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1653
1654 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1655 {
1656         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1657 }
1658 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1659
1660 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1661                                 unsigned long delay)
1662 {
1663         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1666
1667 /**
1668  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1669  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1670  *
1671  * Description:
1672  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1673  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1674  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1675  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1676  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1677  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1678  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1679  *   the task schedules (see below).
1680  *
1681  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1682  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1683  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1684  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1685  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1686  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1687  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1688  *   this kind of deadlock.
1689  */
1690 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1691 {
1692         struct task_struct *tsk = current;
1693
1694         /*
1695          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1696          */
1697         if (tsk->plug)
1698                 return;
1699
1700         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1701         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1702         plug->rq_count = 0;
1703         plug->multiple_queues = false;
1704
1705         /*
1706          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1707          * preempt will imply a full memory barrier
1708          */
1709         tsk->plug = plug;
1710 }
1711 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1712
1713 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1714 {
1715         LIST_HEAD(callbacks);
1716
1717         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1718                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1719
1720                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1721                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1722                                                           struct blk_plug_cb,
1723                                                           list);
1724                         list_del(&cb->list);
1725                         cb->callback(cb, from_schedule);
1726                 }
1727         }
1728 }
1729
1730 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1731                                       int size)
1732 {
1733         struct blk_plug *plug = current->plug;
1734         struct blk_plug_cb *cb;
1735
1736         if (!plug)
1737                 return NULL;
1738
1739         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1740                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1741                         return cb;
1742
1743         /* Not currently on the callback list */
1744         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1745         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1746         if (cb) {
1747                 cb->data = data;
1748                 cb->callback = unplug;
1749                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1750         }
1751         return cb;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1754
1755 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1756 {
1757         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1758
1759         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1760                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1761 }
1762
1763 /**
1764  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1765  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1766  *
1767  * Description:
1768  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1769  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1770  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1771  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1772  */
1773 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1774 {
1775         if (plug != current->plug)
1776                 return;
1777         blk_flush_plug_list(plug, false);
1778
1779         current->plug = NULL;
1780 }
1781 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1782
1783 int __init blk_dev_init(void)
1784 {
1785         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1786         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1787                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1788         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1789                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1790
1791         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1792         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1793                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1794         if (!kblockd_workqueue)
1795                 panic("Failed to create kblockd\n");
1796
1797         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1798                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1799
1800 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1801         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1802 #endif
1803
1804         return 0;
1805 }