Merge branch 'work.misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[sfrench/cifs-2.6.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/debugfs.h>
38 #include <linux/bpf.h>
39
40 #define CREATE_TRACE_POINTS
41 #include <trace/events/block.h>
42
43 #include "blk.h"
44 #include "blk-mq.h"
45 #include "blk-mq-sched.h"
46 #include "blk-pm.h"
47 #include "blk-rq-qos.h"
48
49 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
50 struct dentry *blk_debugfs_root;
51 #endif
52
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
58
59 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
60
61 /*
62  * For queue allocation
63  */
64 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
65
66 /*
67  * Controlling structure to kblockd
68  */
69 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
70
71 /**
72  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
73  * @flag: flag to be set
74  * @q: request queue
75  */
76 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
77 {
78         set_bit(flag, &q->queue_flags);
79 }
80 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
81
82 /**
83  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
84  * @flag: flag to be cleared
85  * @q: request queue
86  */
87 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
88 {
89         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
90 }
91 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
92
93 /**
94  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
95  * @flag: flag to be set
96  * @q: request queue
97  *
98  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
99  * the flag was already set.
100  */
101 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
102 {
103         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
104 }
105 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
106
107 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
108 {
109         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
110
111         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
112         rq->q = q;
113         rq->__sector = (sector_t) -1;
114         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
115         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
116         rq->tag = -1;
117         rq->internal_tag = -1;
118         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
119         rq->part = NULL;
120 }
121 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
122
123 static const struct {
124         int             errno;
125         const char      *name;
126 } blk_errors[] = {
127         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
128         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
129         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
130         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
131         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
132         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
133         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
134         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
135         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
136         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
137         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
138         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
139
140         /* device mapper special case, should not leak out: */
141         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
142
143         /* everything else not covered above: */
144         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
145 };
146
147 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
148 {
149         int i;
150
151         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
152                 if (blk_errors[i].errno == errno)
153                         return (__force blk_status_t)i;
154         }
155
156         return BLK_STS_IOERR;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
159
160 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
161 {
162         int idx = (__force int)status;
163
164         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
165                 return -EIO;
166         return blk_errors[idx].errno;
167 }
168 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
169
170 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
171 {
172         int idx = (__force int)status;
173
174         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
175                 return;
176
177         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu flags %x\n",
178                                 __func__, blk_errors[idx].name,
179                                 req->rq_disk ?  req->rq_disk->disk_name : "?",
180                                 (unsigned long long)blk_rq_pos(req),
181                                 req->cmd_flags);
182 }
183
184 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
185                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
186 {
187         if (error)
188                 bio->bi_status = error;
189
190         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
191                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
192
193         bio_advance(bio, nbytes);
194
195         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
196         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
197                 bio_endio(bio);
198 }
199
200 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
201 {
202         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
203                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
204                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
205
206         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
207                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
208                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
209         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
210                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
211 }
212 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
213
214 /**
215  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
216  * @q: the queue
217  *
218  * Description:
219  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
220  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
221  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
222  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
223  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
224  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
225  *     this function.
226  *
227  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
228  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
229  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
230  *
231  */
232 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
233 {
234         del_timer_sync(&q->timeout);
235         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
236 }
237 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
238
239 /**
240  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
241  * @q: request queue pointer
242  */
243 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
244 {
245         atomic_inc(&q->pm_only);
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
248
249 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
250 {
251         int pm_only;
252
253         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
254         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
255         if (pm_only == 0)
256                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
259
260 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
261 {
262         kobject_put(&q->kobj);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
265
266 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
267 {
268         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
269
270         /*
271          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
272          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
273          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
274          */
275         blk_freeze_queue_start(q);
276
277         if (queue_is_mq(q))
278                 blk_mq_wake_waiters(q);
279
280         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
281         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
282 }
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
284
285 /* Unconfigure the I/O scheduler and dissociate from the cgroup controller. */
286 void blk_exit_queue(struct request_queue *q)
287 {
288         /*
289          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
290          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
291          * cgroup controller.
292          */
293         if (q->elevator) {
294                 ioc_clear_queue(q);
295                 elevator_exit(q, q->elevator);
296                 q->elevator = NULL;
297         }
298
299         /*
300          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
301          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
302          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
303          */
304         blkcg_exit_queue(q);
305
306         /*
307          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
308          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
309          * association with the block cgroup controller.
310          */
311         bdi_put(q->backing_dev_info);
312 }
313
314 /**
315  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
316  * @q: request queue to shutdown
317  *
318  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
319  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
320  */
321 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
322 {
323         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
324         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
325         blk_set_queue_dying(q);
326
327         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
328         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
329         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
330         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
331
332         /*
333          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
334          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
335          */
336         blk_freeze_queue(q);
337
338         rq_qos_exit(q);
339
340         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
341
342         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
343         blk_flush_integrity();
344
345         /* @q won't process any more request, flush async actions */
346         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
347         blk_sync_queue(q);
348
349         /*
350          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
351          * has been removed.
352          */
353         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
354
355         blk_exit_queue(q);
356
357         if (queue_is_mq(q))
358                 blk_mq_exit_queue(q);
359
360         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
361
362         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
363         blk_put_queue(q);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
366
367 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
368 {
369         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
372
373 /**
374  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
375  * @q: request queue pointer
376  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
377  */
378 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
379 {
380         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
381
382         while (true) {
383                 bool success = false;
384
385                 rcu_read_lock();
386                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
387                         /*
388                          * The code that increments the pm_only counter is
389                          * responsible for ensuring that that counter is
390                          * globally visible before the queue is unfrozen.
391                          */
392                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
393                                 success = true;
394                         } else {
395                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
396                         }
397                 }
398                 rcu_read_unlock();
399
400                 if (success)
401                         return 0;
402
403                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
404                         return -EBUSY;
405
406                 /*
407                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
408                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
409                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
410                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
411                  * never return if the two reads are reordered.
412                  */
413                 smp_rmb();
414
415                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
416                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
417                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
418                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
419                            blk_queue_dying(q));
420                 if (blk_queue_dying(q))
421                         return -ENODEV;
422         }
423 }
424
425 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
426 {
427         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
428 }
429
430 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
431 {
432         struct request_queue *q =
433                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
434
435         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
436 }
437
438 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
439 {
440         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
441
442         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
443 }
444
445 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
446 {
447 }
448
449 /**
450  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
451  * @gfp_mask: memory allocation flags
452  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
453  */
454 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
455 {
456         struct request_queue *q;
457         int ret;
458
459         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
460                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
461         if (!q)
462                 return NULL;
463
464         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
465         q->last_merge = NULL;
466
467         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
468         if (q->id < 0)
469                 goto fail_q;
470
471         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
472         if (ret)
473                 goto fail_id;
474
475         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
476         if (!q->backing_dev_info)
477                 goto fail_split;
478
479         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
480         if (!q->stats)
481                 goto fail_stats;
482
483         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
484         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
485         q->backing_dev_info->name = "block";
486         q->node = node_id;
487
488         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
489                     laptop_mode_timer_fn, 0);
490         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
491         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
492         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
493 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
494         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
495 #endif
496
497         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
498
499 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
500         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
501 #endif
502         mutex_init(&q->sysfs_lock);
503         spin_lock_init(&q->queue_lock);
504
505         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
506
507         /*
508          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
509          * See blk_register_queue() for details.
510          */
511         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
512                                 blk_queue_usage_counter_release,
513                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
514                 goto fail_bdi;
515
516         if (blkcg_init_queue(q))
517                 goto fail_ref;
518
519         return q;
520
521 fail_ref:
522         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
523 fail_bdi:
524         blk_free_queue_stats(q->stats);
525 fail_stats:
526         bdi_put(q->backing_dev_info);
527 fail_split:
528         bioset_exit(&q->bio_split);
529 fail_id:
530         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
531 fail_q:
532         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
533         return NULL;
534 }
535 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
536
537 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
538 {
539         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
540                 __blk_get_queue(q);
541                 return true;
542         }
543
544         return false;
545 }
546 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
547
548 /**
549  * blk_get_request - allocate a request
550  * @q: request queue to allocate a request for
551  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
552  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
553  */
554 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
555                                 blk_mq_req_flags_t flags)
556 {
557         struct request *req;
558
559         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
560         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
561
562         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
563         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
564                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
565
566         return req;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
569
570 void blk_put_request(struct request *req)
571 {
572         blk_mq_free_request(req);
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
575
576 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
577                             struct bio *bio)
578 {
579         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
580
581         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
582                 return false;
583
584         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
585
586         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
587                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
588
589         req->biotail->bi_next = bio;
590         req->biotail = bio;
591         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
592
593         blk_account_io_start(req, false);
594         return true;
595 }
596
597 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
598                              struct bio *bio)
599 {
600         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
601
602         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
603                 return false;
604
605         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
606
607         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
608                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
609
610         bio->bi_next = req->bio;
611         req->bio = bio;
612
613         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
614         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
615
616         blk_account_io_start(req, false);
617         return true;
618 }
619
620 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
621                 struct bio *bio)
622 {
623         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
624
625         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
626                 goto no_merge;
627         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
628             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
629                 goto no_merge;
630
631         req->biotail->bi_next = bio;
632         req->biotail = bio;
633         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
634         req->nr_phys_segments = segments + 1;
635
636         blk_account_io_start(req, false);
637         return true;
638 no_merge:
639         req_set_nomerge(q, req);
640         return false;
641 }
642
643 /**
644  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
645  * @q: request_queue new bio is being queued at
646  * @bio: new bio being queued
647  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
648  * another request associated with @q is found on the plug list
649  * (optional, may be %NULL)
650  *
651  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
652  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
653  * otherwise %false.
654  *
655  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
656  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
657  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
658  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
659  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
660  * merging parameters without querying the elevator.
661  *
662  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
663  */
664 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
665                             struct request **same_queue_rq)
666 {
667         struct blk_plug *plug;
668         struct request *rq;
669         struct list_head *plug_list;
670
671         plug = current->plug;
672         if (!plug)
673                 return false;
674
675         plug_list = &plug->mq_list;
676
677         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
678                 bool merged = false;
679
680                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
681                         /*
682                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
683                          * rq in the same queue, there should be only one such
684                          * rq in a queue
685                          **/
686                         *same_queue_rq = rq;
687                 }
688
689                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
690                         continue;
691
692                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
693                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
694                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
695                         break;
696                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
697                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
698                         break;
699                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
700                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
701                         break;
702                 default:
703                         break;
704                 }
705
706                 if (merged)
707                         return true;
708         }
709
710         return false;
711 }
712
713 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
714 {
715         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
716                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
717
718         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
719         req->ioprio = bio_prio(bio);
720         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
721         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
722 }
723 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
724
725 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
726 {
727         char b[BDEVNAME_SIZE];
728
729         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
730         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
731                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
732                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
733                         (long long)maxsector);
734 }
735
736 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
737
738 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
739
740 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
741 {
742         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
743 }
744 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
745
746 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
747 {
748         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
749 }
750
751 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
752 {
753         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
754                                                 NULL, &fail_make_request);
755
756         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
757 }
758
759 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
760
761 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
762
763 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
764                                         unsigned int bytes)
765 {
766         return false;
767 }
768
769 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
770
771 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
772 {
773         const int op = bio_op(bio);
774
775         if (part->policy && op_is_write(op)) {
776                 char b[BDEVNAME_SIZE];
777
778                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
779                         return false;
780
781                 WARN_ONCE(1,
782                        "generic_make_request: Trying to write "
783                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
784                         bio_devname(bio, b), part->partno);
785                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
786                 return false;
787         }
788
789         return false;
790 }
791
792 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
793 {
794         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
795                 return -EIO;
796         return 0;
797 }
798 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
799
800 /*
801  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
802  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
803  * the device, e.g., when mounting a file system.
804  */
805 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
806 {
807         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
808
809         if (nr_sectors && maxsector &&
810             (nr_sectors > maxsector ||
811              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
812                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
813                 return -EIO;
814         }
815         return 0;
816 }
817
818 /*
819  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
820  */
821 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
822 {
823         struct hd_struct *p;
824         int ret = -EIO;
825
826         rcu_read_lock();
827         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
828         if (unlikely(!p))
829                 goto out;
830         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
831                 goto out;
832         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
833                 goto out;
834
835         /*
836          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
837          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
838          */
839         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
840                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
841                         goto out;
842                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
843                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
844                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
845         }
846         bio->bi_partno = 0;
847         ret = 0;
848 out:
849         rcu_read_unlock();
850         return ret;
851 }
852
853 static noinline_for_stack bool
854 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
855 {
856         struct request_queue *q;
857         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
858         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
859         char b[BDEVNAME_SIZE];
860
861         might_sleep();
862
863         q = bio->bi_disk->queue;
864         if (unlikely(!q)) {
865                 printk(KERN_ERR
866                        "generic_make_request: Trying to access "
867                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
868                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
869                 goto end_io;
870         }
871
872         /*
873          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
874          * if queue is not a request based queue.
875          */
876         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
877                 goto not_supported;
878
879         if (should_fail_bio(bio))
880                 goto end_io;
881
882         if (bio->bi_partno) {
883                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
884                         goto end_io;
885         } else {
886                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
887                         goto end_io;
888                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
889                         goto end_io;
890         }
891
892         /*
893          * Filter flush bio's early so that make_request based
894          * drivers without flush support don't have to worry
895          * about them.
896          */
897         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
898             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
899                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
900                 if (!nr_sectors) {
901                         status = BLK_STS_OK;
902                         goto end_io;
903                 }
904         }
905
906         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
907                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
908
909         switch (bio_op(bio)) {
910         case REQ_OP_DISCARD:
911                 if (!blk_queue_discard(q))
912                         goto not_supported;
913                 break;
914         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
915                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
916                         goto not_supported;
917                 break;
918         case REQ_OP_WRITE_SAME:
919                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
920                         goto not_supported;
921                 break;
922         case REQ_OP_ZONE_RESET:
923                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
924                         goto not_supported;
925                 break;
926         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
927                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
928                         goto not_supported;
929                 break;
930         default:
931                 break;
932         }
933
934         /*
935          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
936          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
937          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
938          * layer knows how to live with it.
939          */
940         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
941
942         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
943                 return false;
944
945         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
946                 trace_block_bio_queue(q, bio);
947                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
948                  * completion as well.
949                  */
950                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
951         }
952         return true;
953
954 not_supported:
955         status = BLK_STS_NOTSUPP;
956 end_io:
957         bio->bi_status = status;
958         bio_endio(bio);
959         return false;
960 }
961
962 /**
963  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
964  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
965  *
966  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
967  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
968  * to be done.
969  *
970  * generic_make_request() does not return any status.  The
971  * success/failure status of the request, along with notification of
972  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
973  * function described (one day) else where.
974  *
975  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
976  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
977  * set to describe the device address, and the
978  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
979  * completion notification should be signaled.
980  *
981  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
982  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
983  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
984  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
985  */
986 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
987 {
988         /*
989          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
990          * make_request_fn.
991          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
992          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
993          * yet.
994          */
995         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
996         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
997         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
998         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
999
1000         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1001                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
1002         if (bio_flagged(bio, BIO_QUEUE_ENTERED))
1003                 blk_queue_enter_live(q);
1004         else if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
1005                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
1006                         bio_wouldblock_error(bio);
1007                 else
1008                         bio_io_error(bio);
1009                 return ret;
1010         }
1011
1012         if (!generic_make_request_checks(bio))
1013                 goto out;
1014
1015         /*
1016          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1017          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1018          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1019          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1020          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1021          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1022          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1023          * should be added at the tail
1024          */
1025         if (current->bio_list) {
1026                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1027                 goto out;
1028         }
1029
1030         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1031          * explanation.
1032          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1033          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1034          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1035          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1036          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1037          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1038          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1039          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1040          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1041          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1042          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1043          */
1044         BUG_ON(bio->bi_next);
1045         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1046         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1047         do {
1048                 bool enter_succeeded = true;
1049
1050                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
1051                         if (q)
1052                                 blk_queue_exit(q);
1053                         q = bio->bi_disk->queue;
1054                         flags = 0;
1055                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1056                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
1057                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
1058                                 enter_succeeded = false;
1059                                 q = NULL;
1060                         }
1061                 }
1062
1063                 if (enter_succeeded) {
1064                         struct bio_list lower, same;
1065
1066                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1067                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1068                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1069                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1070
1071                         /* sort new bios into those for a lower level
1072                          * and those for the same level
1073                          */
1074                         bio_list_init(&lower);
1075                         bio_list_init(&same);
1076                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1077                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1078                                         bio_list_add(&same, bio);
1079                                 else
1080                                         bio_list_add(&lower, bio);
1081                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1082                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1083                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1084                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1085                 } else {
1086                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1087                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1088                                 bio_wouldblock_error(bio);
1089                         else
1090                                 bio_io_error(bio);
1091                 }
1092                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1093         } while (bio);
1094         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1095
1096 out:
1097         if (q)
1098                 blk_queue_exit(q);
1099         return ret;
1100 }
1101 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1102
1103 /**
1104  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1105  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1106  *
1107  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1108  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1109  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1110  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1111  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1112  */
1113 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1114 {
1115         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1116         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1117         blk_qc_t ret;
1118
1119         if (!generic_make_request_checks(bio))
1120                 return BLK_QC_T_NONE;
1121
1122         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1123                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1124                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1125                 else
1126                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1127                 bio_endio(bio);
1128                 return BLK_QC_T_NONE;
1129         }
1130
1131         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1132         blk_queue_exit(q);
1133         return ret;
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1136
1137 /**
1138  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1139  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1140  *
1141  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1142  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1143  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1144  *
1145  */
1146 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1147 {
1148         /*
1149          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1150          * go through the normal accounting stuff before submission.
1151          */
1152         if (bio_has_data(bio)) {
1153                 unsigned int count;
1154
1155                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1156                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1157                 else
1158                         count = bio_sectors(bio);
1159
1160                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1161                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1162                 } else {
1163                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1164                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1165                 }
1166
1167                 if (unlikely(block_dump)) {
1168                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1169                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1170                         current->comm, task_pid_nr(current),
1171                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1172                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1173                                 bio_devname(bio, b), count);
1174                 }
1175         }
1176
1177         return generic_make_request(bio);
1178 }
1179 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1180
1181 /**
1182  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1183  *                              for new the queue limits
1184  * @q:  the queue
1185  * @rq: the request being checked
1186  *
1187  * Description:
1188  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1189  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1190  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1191  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1192  *    the insertion using this generic function.
1193  *
1194  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1195  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1196  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1197  */
1198 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1199                                       struct request *rq)
1200 {
1201         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1202                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1203                 return -EIO;
1204         }
1205
1206         /*
1207          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1208          * may differ from that of other stacking queues.
1209          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1210          * limitation.
1211          */
1212         blk_recalc_rq_segments(rq);
1213         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1214                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1215                 return -EIO;
1216         }
1217
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 /**
1222  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1223  * @q:  the queue to submit the request
1224  * @rq: the request being queued
1225  */
1226 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1227 {
1228         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1229                 return BLK_STS_IOERR;
1230
1231         if (rq->rq_disk &&
1232             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1233                 return BLK_STS_IOERR;
1234
1235         if (blk_queue_io_stat(q))
1236                 blk_account_io_start(rq, true);
1237
1238         /*
1239          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1240          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1241          * insert.
1242          */
1243         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1244 }
1245 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1246
1247 /**
1248  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1249  * @rq: request to examine
1250  *
1251  * Description:
1252  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1253  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1254  *     can be failed from the beginning of the request without
1255  *     crossing into area which need to be retried further.
1256  *
1257  * Return:
1258  *     The number of bytes to fail.
1259  */
1260 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1261 {
1262         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1263         unsigned int bytes = 0;
1264         struct bio *bio;
1265
1266         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1267                 return blk_rq_bytes(rq);
1268
1269         /*
1270          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1271          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1272          * which have all the failfast bits that the first one has -
1273          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1274          * one.
1275          */
1276         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1277                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1278                         break;
1279                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1280         }
1281
1282         /* this could lead to infinite loop */
1283         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1284         return bytes;
1285 }
1286 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1287
1288 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1289 {
1290         if (blk_do_io_stat(req)) {
1291                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1292                 struct hd_struct *part;
1293
1294                 part_stat_lock();
1295                 part = req->part;
1296                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1297                 part_stat_unlock();
1298         }
1299 }
1300
1301 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1302 {
1303         /*
1304          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1305          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1306          * containing request is enough.
1307          */
1308         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1309                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1310                 struct hd_struct *part;
1311
1312                 part_stat_lock();
1313                 part = req->part;
1314
1315                 update_io_ticks(part, jiffies);
1316                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1317                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1318                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1319                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1320
1321                 hd_struct_put(part);
1322                 part_stat_unlock();
1323         }
1324 }
1325
1326 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1327 {
1328         struct hd_struct *part;
1329         int rw = rq_data_dir(rq);
1330
1331         if (!blk_do_io_stat(rq))
1332                 return;
1333
1334         part_stat_lock();
1335
1336         if (!new_io) {
1337                 part = rq->part;
1338                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1339         } else {
1340                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1341                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1342                         /*
1343                          * The partition is already being removed,
1344                          * the request will be accounted on the disk only
1345                          *
1346                          * We take a reference on disk->part0 although that
1347                          * partition will never be deleted, so we can treat
1348                          * it as any other partition.
1349                          */
1350                         part = &rq->rq_disk->part0;
1351                         hd_struct_get(part);
1352                 }
1353                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1354                 rq->part = part;
1355         }
1356
1357         update_io_ticks(part, jiffies);
1358
1359         part_stat_unlock();
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1364  * The request must not have been partially completed before.
1365  */
1366 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1367 {
1368         if (rq->bio) {
1369                 if (list->tail)
1370                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1371                 else
1372                         list->head = rq->bio;
1373                 list->tail = rq->biotail;
1374
1375                 rq->bio = NULL;
1376                 rq->biotail = NULL;
1377         }
1378
1379         rq->__data_len = 0;
1380 }
1381 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1382
1383 /**
1384  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1385  * @req:      the request being processed
1386  * @error:    block status code
1387  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1388  *
1389  * Description:
1390  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1391  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1392  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1393  *
1394  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1395  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1396  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
1397  *
1398  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1399  *     %false return from this function.
1400  *
1401  * Note:
1402  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1403  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1404  *
1405  * Return:
1406  *     %false - this request doesn't have any more data
1407  *     %true  - this request has more data
1408  **/
1409 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1410                 unsigned int nr_bytes)
1411 {
1412         int total_bytes;
1413
1414         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1415
1416         if (!req->bio)
1417                 return false;
1418
1419         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1420                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1421                 print_req_error(req, error);
1422
1423         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1424
1425         total_bytes = 0;
1426         while (req->bio) {
1427                 struct bio *bio = req->bio;
1428                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1429
1430                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1431                         req->bio = bio->bi_next;
1432
1433                 /* Completion has already been traced */
1434                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1435                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1436
1437                 total_bytes += bio_bytes;
1438                 nr_bytes -= bio_bytes;
1439
1440                 if (!nr_bytes)
1441                         break;
1442         }
1443
1444         /*
1445          * completely done
1446          */
1447         if (!req->bio) {
1448                 /*
1449                  * Reset counters so that the request stacking driver
1450                  * can find how many bytes remain in the request
1451                  * later.
1452                  */
1453                 req->__data_len = 0;
1454                 return false;
1455         }
1456
1457         req->__data_len -= total_bytes;
1458
1459         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1460         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1461                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1462
1463         /* mixed attributes always follow the first bio */
1464         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1465                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1466                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1467         }
1468
1469         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1470                 /*
1471                  * If total number of sectors is less than the first segment
1472                  * size, something has gone terribly wrong.
1473                  */
1474                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1475                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1476                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1477                 }
1478
1479                 /* recalculate the number of segments */
1480                 blk_recalc_rq_segments(req);
1481         }
1482
1483         return true;
1484 }
1485 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1486
1487 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
1488                      struct bio *bio)
1489 {
1490         if (bio_has_data(bio))
1491                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
1492         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1493                 rq->nr_phys_segments = 1;
1494
1495         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
1496         rq->bio = rq->biotail = bio;
1497
1498         if (bio->bi_disk)
1499                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
1500 }
1501
1502 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1503 /**
1504  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1505  * @rq: the request to be flushed
1506  *
1507  * Description:
1508  *     Flush all pages in @rq.
1509  */
1510 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1511 {
1512         struct req_iterator iter;
1513         struct bio_vec bvec;
1514
1515         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1516                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1519 #endif
1520
1521 /**
1522  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1523  * @q : the queue of the device being checked
1524  *
1525  * Description:
1526  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1527  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1528  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1529  *
1530  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1531  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1532  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1533  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1534  *    on burst I/O load.
1535  *
1536  * Return:
1537  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1538  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1539  */
1540 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1541 {
1542         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1543                 return q->mq_ops->busy(q);
1544
1545         return 0;
1546 }
1547 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1548
1549 /**
1550  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1551  * @rq: the clone request to be cleaned up
1552  *
1553  * Description:
1554  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1555  */
1556 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1557 {
1558         struct bio *bio;
1559
1560         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1561                 rq->bio = bio->bi_next;
1562
1563                 bio_put(bio);
1564         }
1565 }
1566 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1567
1568 /*
1569  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1570  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1571  */
1572 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1573 {
1574         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1575         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1576         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1577                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1578                 dst->special_vec = src->special_vec;
1579         }
1580         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1581         dst->ioprio = src->ioprio;
1582         dst->extra_len = src->extra_len;
1583 }
1584
1585 /**
1586  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1587  * @rq: the request to be setup
1588  * @rq_src: original request to be cloned
1589  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1590  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1591  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1592  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1593  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1594  *
1595  * Description:
1596  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1597  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1598  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1599  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1600  *     and the cloned bios just point same pages.
1601  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1602  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1603  */
1604 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1605                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1606                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1607                       void *data)
1608 {
1609         struct bio *bio, *bio_src;
1610
1611         if (!bs)
1612                 bs = &fs_bio_set;
1613
1614         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1615                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1616                 if (!bio)
1617                         goto free_and_out;
1618
1619                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1620                         goto free_and_out;
1621
1622                 if (rq->bio) {
1623                         rq->biotail->bi_next = bio;
1624                         rq->biotail = bio;
1625                 } else
1626                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1627         }
1628
1629         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1630
1631         return 0;
1632
1633 free_and_out:
1634         if (bio)
1635                 bio_put(bio);
1636         blk_rq_unprep_clone(rq);
1637
1638         return -ENOMEM;
1639 }
1640 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1641
1642 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1643 {
1644         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1647
1648 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1649 {
1650         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1651 }
1652 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1653
1654 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1655                                 unsigned long delay)
1656 {
1657         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1658 }
1659 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1660
1661 /**
1662  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1663  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1664  *
1665  * Description:
1666  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1667  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1668  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1669  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1670  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1671  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1672  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1673  *   the task schedules (see below).
1674  *
1675  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1676  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1677  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1678  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1679  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1680  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1681  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1682  *   this kind of deadlock.
1683  */
1684 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1685 {
1686         struct task_struct *tsk = current;
1687
1688         /*
1689          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1690          */
1691         if (tsk->plug)
1692                 return;
1693
1694         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1695         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1696         plug->rq_count = 0;
1697         plug->multiple_queues = false;
1698
1699         /*
1700          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1701          * preempt will imply a full memory barrier
1702          */
1703         tsk->plug = plug;
1704 }
1705 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1706
1707 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1708 {
1709         LIST_HEAD(callbacks);
1710
1711         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1712                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1713
1714                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1715                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1716                                                           struct blk_plug_cb,
1717                                                           list);
1718                         list_del(&cb->list);
1719                         cb->callback(cb, from_schedule);
1720                 }
1721         }
1722 }
1723
1724 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1725                                       int size)
1726 {
1727         struct blk_plug *plug = current->plug;
1728         struct blk_plug_cb *cb;
1729
1730         if (!plug)
1731                 return NULL;
1732
1733         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1734                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1735                         return cb;
1736
1737         /* Not currently on the callback list */
1738         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1739         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1740         if (cb) {
1741                 cb->data = data;
1742                 cb->callback = unplug;
1743                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1744         }
1745         return cb;
1746 }
1747 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1748
1749 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1750 {
1751         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1752
1753         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1754                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1755 }
1756
1757 /**
1758  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1759  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1760  *
1761  * Description:
1762  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1763  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1764  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1765  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1766  */
1767 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1768 {
1769         if (plug != current->plug)
1770                 return;
1771         blk_flush_plug_list(plug, false);
1772
1773         current->plug = NULL;
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1776
1777 int __init blk_dev_init(void)
1778 {
1779         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1780         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1781                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
1782         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1783                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
1784
1785         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1786         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1787                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1788         if (!kblockd_workqueue)
1789                 panic("Failed to create kblockd\n");
1790
1791         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1792                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1793
1794 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1795         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1796 #endif
1797
1798         return 0;
1799 }