Merge tag 'for-linus-5.3-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rw/uml
[linux-2.6-block.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 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
124 static const char *const blk_op_name[] = {
125         REQ_OP_NAME(READ),
126         REQ_OP_NAME(WRITE),
127         REQ_OP_NAME(FLUSH),
128         REQ_OP_NAME(DISCARD),
129         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
130         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
131         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
132         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
133         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
134         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
135         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
136         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
137 };
138 #undef REQ_OP_NAME
139
140 /**
141  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
142  * @op: REQ_OP_XXX.
143  *
144  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
145  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
146  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
147  */
148 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
149 {
150         const char *op_str = "UNKNOWN";
151
152         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
153                 op_str = blk_op_name[op];
154
155         return op_str;
156 }
157 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
158
159 static const struct {
160         int             errno;
161         const char      *name;
162 } blk_errors[] = {
163         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
164         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
165         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
166         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
167         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
168         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
169         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
170         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
171         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
172         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
173         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
174         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
175
176         /* device mapper special case, should not leak out: */
177         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
178
179         /* everything else not covered above: */
180         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
181 };
182
183 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
184 {
185         int i;
186
187         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
188                 if (blk_errors[i].errno == errno)
189                         return (__force blk_status_t)i;
190         }
191
192         return BLK_STS_IOERR;
193 }
194 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
195
196 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
197 {
198         int idx = (__force int)status;
199
200         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
201                 return -EIO;
202         return blk_errors[idx].errno;
203 }
204 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
205
206 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
207                 const char *caller)
208 {
209         int idx = (__force int)status;
210
211         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
212                 return;
213
214         printk_ratelimited(KERN_ERR
215                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
216                 "phys_seg %u prio class %u\n",
217                 caller, blk_errors[idx].name,
218                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
219                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
220                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
221                 req->nr_phys_segments,
222                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
223 }
224
225 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
226                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
227 {
228         if (error)
229                 bio->bi_status = error;
230
231         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
232                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
233
234         bio_advance(bio, nbytes);
235
236         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
237         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
238                 bio_endio(bio);
239 }
240
241 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
242 {
243         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
244                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
245                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
246
247         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
248                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
249                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
250         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
251                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
252 }
253 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
254
255 /**
256  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
257  * @q: the queue
258  *
259  * Description:
260  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
261  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
262  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
263  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
264  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
265  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
266  *     this function.
267  *
268  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
269  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
270  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
271  *
272  */
273 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
274 {
275         del_timer_sync(&q->timeout);
276         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
279
280 /**
281  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
282  * @q: request queue pointer
283  */
284 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
285 {
286         atomic_inc(&q->pm_only);
287 }
288 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
289
290 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
291 {
292         int pm_only;
293
294         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
295         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
296         if (pm_only == 0)
297                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
298 }
299 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
300
301 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
302 {
303         kobject_put(&q->kobj);
304 }
305 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
306
307 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
308 {
309         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
310
311         /*
312          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
313          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
314          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
315          */
316         blk_freeze_queue_start(q);
317
318         if (queue_is_mq(q))
319                 blk_mq_wake_waiters(q);
320
321         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
322         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
323 }
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
325
326 /**
327  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
328  * @q: request queue to shutdown
329  *
330  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
331  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
332  */
333 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
334 {
335         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
336         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
337         blk_set_queue_dying(q);
338
339         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
340         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
341         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
342         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
343
344         /*
345          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
346          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
347          */
348         blk_freeze_queue(q);
349
350         rq_qos_exit(q);
351
352         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
353
354         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
355         blk_flush_integrity();
356
357         /* @q won't process any more request, flush async actions */
358         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
359         blk_sync_queue(q);
360
361         if (queue_is_mq(q))
362                 blk_mq_exit_queue(q);
363
364         /*
365          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
366          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
367          * requests, so free the pool now.
368          *
369          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
370          * it is safe to free requests now.
371          */
372         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
373         if (q->elevator)
374                 blk_mq_sched_free_requests(q);
375         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
376
377         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
378
379         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
380         blk_put_queue(q);
381 }
382 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
383
384 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
385 {
386         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
387 }
388 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
389
390 /**
391  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
392  * @q: request queue pointer
393  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
394  */
395 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
396 {
397         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
398
399         while (true) {
400                 bool success = false;
401
402                 rcu_read_lock();
403                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
404                         /*
405                          * The code that increments the pm_only counter is
406                          * responsible for ensuring that that counter is
407                          * globally visible before the queue is unfrozen.
408                          */
409                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
410                                 success = true;
411                         } else {
412                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
413                         }
414                 }
415                 rcu_read_unlock();
416
417                 if (success)
418                         return 0;
419
420                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
421                         return -EBUSY;
422
423                 /*
424                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
425                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
426                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
427                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
428                  * never return if the two reads are reordered.
429                  */
430                 smp_rmb();
431
432                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
433                            (!q->mq_freeze_depth &&
434                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
435                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
436                            blk_queue_dying(q));
437                 if (blk_queue_dying(q))
438                         return -ENODEV;
439         }
440 }
441
442 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
443 {
444         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
445 }
446
447 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
448 {
449         struct request_queue *q =
450                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
451
452         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
453 }
454
455 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
456 {
457         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
458
459         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
460 }
461
462 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
463 {
464 }
465
466 /**
467  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
468  * @gfp_mask: memory allocation flags
469  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
470  */
471 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
472 {
473         struct request_queue *q;
474         int ret;
475
476         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
477                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
478         if (!q)
479                 return NULL;
480
481         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
482         q->last_merge = NULL;
483
484         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
485         if (q->id < 0)
486                 goto fail_q;
487
488         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
489         if (ret)
490                 goto fail_id;
491
492         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
493         if (!q->backing_dev_info)
494                 goto fail_split;
495
496         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
497         if (!q->stats)
498                 goto fail_stats;
499
500         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
501         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
502         q->backing_dev_info->name = "block";
503         q->node = node_id;
504
505         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
506                     laptop_mode_timer_fn, 0);
507         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
508         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
509         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
510 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
511         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
512 #endif
513
514         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
515
516 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
517         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
518 #endif
519         mutex_init(&q->sysfs_lock);
520         spin_lock_init(&q->queue_lock);
521
522         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
523         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
524
525         /*
526          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
527          * See blk_register_queue() for details.
528          */
529         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
530                                 blk_queue_usage_counter_release,
531                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
532                 goto fail_bdi;
533
534         if (blkcg_init_queue(q))
535                 goto fail_ref;
536
537         return q;
538
539 fail_ref:
540         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
541 fail_bdi:
542         blk_free_queue_stats(q->stats);
543 fail_stats:
544         bdi_put(q->backing_dev_info);
545 fail_split:
546         bioset_exit(&q->bio_split);
547 fail_id:
548         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
549 fail_q:
550         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
551         return NULL;
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
554
555 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
556 {
557         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
558                 __blk_get_queue(q);
559                 return true;
560         }
561
562         return false;
563 }
564 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
565
566 /**
567  * blk_get_request - allocate a request
568  * @q: request queue to allocate a request for
569  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
570  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
571  */
572 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
573                                 blk_mq_req_flags_t flags)
574 {
575         struct request *req;
576
577         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
578         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
579
580         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
581         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
582                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
583
584         return req;
585 }
586 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
587
588 void blk_put_request(struct request *req)
589 {
590         blk_mq_free_request(req);
591 }
592 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
593
594 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
595                 unsigned int nr_segs)
596 {
597         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
598
599         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
600                 return false;
601
602         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
603
604         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
605                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
606
607         req->biotail->bi_next = bio;
608         req->biotail = bio;
609         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
610
611         blk_account_io_start(req, false);
612         return true;
613 }
614
615 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
616                 unsigned int nr_segs)
617 {
618         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
619
620         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
621                 return false;
622
623         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
624
625         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
626                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
627
628         bio->bi_next = req->bio;
629         req->bio = bio;
630
631         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
632         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
633
634         blk_account_io_start(req, false);
635         return true;
636 }
637
638 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
639                 struct bio *bio)
640 {
641         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
642
643         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
644                 goto no_merge;
645         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
646             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
647                 goto no_merge;
648
649         req->biotail->bi_next = bio;
650         req->biotail = bio;
651         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
652         req->nr_phys_segments = segments + 1;
653
654         blk_account_io_start(req, false);
655         return true;
656 no_merge:
657         req_set_nomerge(q, req);
658         return false;
659 }
660
661 /**
662  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
663  * @q: request_queue new bio is being queued at
664  * @bio: new bio being queued
665  * @nr_segs: number of segments in @bio
666  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
667  * another request associated with @q is found on the plug list
668  * (optional, may be %NULL)
669  *
670  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
671  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
672  * otherwise %false.
673  *
674  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
675  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
676  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
677  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
678  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
679  * merging parameters without querying the elevator.
680  *
681  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
682  */
683 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
684                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
685 {
686         struct blk_plug *plug;
687         struct request *rq;
688         struct list_head *plug_list;
689
690         plug = current->plug;
691         if (!plug)
692                 return false;
693
694         plug_list = &plug->mq_list;
695
696         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
697                 bool merged = false;
698
699                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
700                         /*
701                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
702                          * rq in the same queue, there should be only one such
703                          * rq in a queue
704                          **/
705                         *same_queue_rq = rq;
706                 }
707
708                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
709                         continue;
710
711                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
712                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
713                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
714                         break;
715                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
716                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
717                         break;
718                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
719                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
720                         break;
721                 default:
722                         break;
723                 }
724
725                 if (merged)
726                         return true;
727         }
728
729         return false;
730 }
731
732 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
733 {
734         char b[BDEVNAME_SIZE];
735
736         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
737         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
738                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
739                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
740                         (long long)maxsector);
741 }
742
743 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
744
745 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
746
747 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
748 {
749         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
750 }
751 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
752
753 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
754 {
755         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
756 }
757
758 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
759 {
760         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
761                                                 NULL, &fail_make_request);
762
763         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
764 }
765
766 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
767
768 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
769
770 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
771                                         unsigned int bytes)
772 {
773         return false;
774 }
775
776 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
777
778 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
779 {
780         const int op = bio_op(bio);
781
782         if (part->policy && op_is_write(op)) {
783                 char b[BDEVNAME_SIZE];
784
785                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
786                         return false;
787
788                 WARN_ONCE(1,
789                        "generic_make_request: Trying to write "
790                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
791                         bio_devname(bio, b), part->partno);
792                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
793                 return false;
794         }
795
796         return false;
797 }
798
799 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
800 {
801         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
802                 return -EIO;
803         return 0;
804 }
805 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
806
807 /*
808  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
809  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
810  * the device, e.g., when mounting a file system.
811  */
812 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
813 {
814         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
815
816         if (nr_sectors && maxsector &&
817             (nr_sectors > maxsector ||
818              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
819                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
820                 return -EIO;
821         }
822         return 0;
823 }
824
825 /*
826  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
827  */
828 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
829 {
830         struct hd_struct *p;
831         int ret = -EIO;
832
833         rcu_read_lock();
834         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
835         if (unlikely(!p))
836                 goto out;
837         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
838                 goto out;
839         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
840                 goto out;
841
842         /*
843          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
844          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
845          */
846         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
847                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
848                         goto out;
849                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
850                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
851                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
852         }
853         bio->bi_partno = 0;
854         ret = 0;
855 out:
856         rcu_read_unlock();
857         return ret;
858 }
859
860 static noinline_for_stack bool
861 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
862 {
863         struct request_queue *q;
864         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
865         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
866         char b[BDEVNAME_SIZE];
867
868         might_sleep();
869
870         q = bio->bi_disk->queue;
871         if (unlikely(!q)) {
872                 printk(KERN_ERR
873                        "generic_make_request: Trying to access "
874                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
875                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
876                 goto end_io;
877         }
878
879         /*
880          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
881          * if queue is not a request based queue.
882          */
883         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
884                 goto not_supported;
885
886         if (should_fail_bio(bio))
887                 goto end_io;
888
889         if (bio->bi_partno) {
890                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
891                         goto end_io;
892         } else {
893                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
894                         goto end_io;
895                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
896                         goto end_io;
897         }
898
899         /*
900          * Filter flush bio's early so that make_request based
901          * drivers without flush support don't have to worry
902          * about them.
903          */
904         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
905             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
906                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
907                 if (!nr_sectors) {
908                         status = BLK_STS_OK;
909                         goto end_io;
910                 }
911         }
912
913         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
914                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
915
916         switch (bio_op(bio)) {
917         case REQ_OP_DISCARD:
918                 if (!blk_queue_discard(q))
919                         goto not_supported;
920                 break;
921         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
922                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
923                         goto not_supported;
924                 break;
925         case REQ_OP_WRITE_SAME:
926                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
927                         goto not_supported;
928                 break;
929         case REQ_OP_ZONE_RESET:
930                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
931                         goto not_supported;
932                 break;
933         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
934                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
935                         goto not_supported;
936                 break;
937         default:
938                 break;
939         }
940
941         /*
942          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
943          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
944          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
945          * layer knows how to live with it.
946          */
947         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
948
949         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
950                 return false;
951
952         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
953                 trace_block_bio_queue(q, bio);
954                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
955                  * completion as well.
956                  */
957                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
958         }
959         return true;
960
961 not_supported:
962         status = BLK_STS_NOTSUPP;
963 end_io:
964         bio->bi_status = status;
965         bio_endio(bio);
966         return false;
967 }
968
969 /**
970  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
971  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
972  *
973  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
974  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
975  * to be done.
976  *
977  * generic_make_request() does not return any status.  The
978  * success/failure status of the request, along with notification of
979  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
980  * function described (one day) else where.
981  *
982  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
983  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
984  * set to describe the device address, and the
985  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
986  * completion notification should be signaled.
987  *
988  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
989  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
990  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
991  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
992  */
993 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
994 {
995         /*
996          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
997          * make_request_fn.
998          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
999          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1000          * yet.
1001          */
1002         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1003         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1004
1005         if (!generic_make_request_checks(bio))
1006                 goto out;
1007
1008         /*
1009          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1010          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1011          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1012          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1013          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1014          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1015          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1016          * should be added at the tail
1017          */
1018         if (current->bio_list) {
1019                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1020                 goto out;
1021         }
1022
1023         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1024          * explanation.
1025          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1026          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1027          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1028          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1029          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1030          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1031          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1032          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1033          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1034          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1035          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1036          */
1037         BUG_ON(bio->bi_next);
1038         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1039         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1040         do {
1041                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1042                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1043                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1044
1045                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1046                         struct bio_list lower, same;
1047
1048                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1049                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1050                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1051                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1052
1053                         blk_queue_exit(q);
1054
1055                         /* sort new bios into those for a lower level
1056                          * and those for the same level
1057                          */
1058                         bio_list_init(&lower);
1059                         bio_list_init(&same);
1060                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1061                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1062                                         bio_list_add(&same, bio);
1063                                 else
1064                                         bio_list_add(&lower, bio);
1065                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1066                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1067                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1068                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1069                 } else {
1070                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1071                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1072                                 bio_wouldblock_error(bio);
1073                         else
1074                                 bio_io_error(bio);
1075                 }
1076                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1077         } while (bio);
1078         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1079
1080 out:
1081         return ret;
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1084
1085 /**
1086  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1087  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1088  *
1089  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1090  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1091  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1092  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1093  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1094  */
1095 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1096 {
1097         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1098         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1099         blk_qc_t ret;
1100
1101         if (!generic_make_request_checks(bio))
1102                 return BLK_QC_T_NONE;
1103
1104         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1105                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1106                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1107                 else
1108                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1109                 bio_endio(bio);
1110                 return BLK_QC_T_NONE;
1111         }
1112
1113         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1114         blk_queue_exit(q);
1115         return ret;
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1118
1119 /**
1120  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1121  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1122  *
1123  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1124  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1125  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1126  *
1127  */
1128 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1129 {
1130         /*
1131          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1132          * go through the normal accounting stuff before submission.
1133          */
1134         if (bio_has_data(bio)) {
1135                 unsigned int count;
1136
1137                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1138                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1139                 else
1140                         count = bio_sectors(bio);
1141
1142                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1143                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1144                 } else {
1145                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1146                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1147                 }
1148
1149                 if (unlikely(block_dump)) {
1150                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1151                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1152                         current->comm, task_pid_nr(current),
1153                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1154                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1155                                 bio_devname(bio, b), count);
1156                 }
1157         }
1158
1159         return generic_make_request(bio);
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1162
1163 /**
1164  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1165  *                              for new the queue limits
1166  * @q:  the queue
1167  * @rq: the request being checked
1168  *
1169  * Description:
1170  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1171  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1172  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1173  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1174  *    the insertion using this generic function.
1175  *
1176  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1177  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1178  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1179  */
1180 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1181                                       struct request *rq)
1182 {
1183         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1184                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1185                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1186                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1187                 return -EIO;
1188         }
1189
1190         /*
1191          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1192          * may differ from that of other stacking queues.
1193          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1194          * limitation.
1195          */
1196         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1197         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1198                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1199                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1200                 return -EIO;
1201         }
1202
1203         return 0;
1204 }
1205
1206 /**
1207  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1208  * @q:  the queue to submit the request
1209  * @rq: the request being queued
1210  */
1211 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1212 {
1213         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1214                 return BLK_STS_IOERR;
1215
1216         if (rq->rq_disk &&
1217             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1218                 return BLK_STS_IOERR;
1219
1220         if (blk_queue_io_stat(q))
1221                 blk_account_io_start(rq, true);
1222
1223         /*
1224          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1225          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1226          * insert.
1227          */
1228         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1229 }
1230 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1231
1232 /**
1233  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1234  * @rq: request to examine
1235  *
1236  * Description:
1237  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1238  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1239  *     can be failed from the beginning of the request without
1240  *     crossing into area which need to be retried further.
1241  *
1242  * Return:
1243  *     The number of bytes to fail.
1244  */
1245 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1246 {
1247         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1248         unsigned int bytes = 0;
1249         struct bio *bio;
1250
1251         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1252                 return blk_rq_bytes(rq);
1253
1254         /*
1255          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1256          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1257          * which have all the failfast bits that the first one has -
1258          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1259          * one.
1260          */
1261         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1262                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1263                         break;
1264                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1265         }
1266
1267         /* this could lead to infinite loop */
1268         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1269         return bytes;
1270 }
1271 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1272
1273 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1274 {
1275         if (blk_do_io_stat(req)) {
1276                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1277                 struct hd_struct *part;
1278
1279                 part_stat_lock();
1280                 part = req->part;
1281                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1282                 part_stat_unlock();
1283         }
1284 }
1285
1286 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1287 {
1288         /*
1289          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1290          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1291          * containing request is enough.
1292          */
1293         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1294                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1295                 struct hd_struct *part;
1296
1297                 part_stat_lock();
1298                 part = req->part;
1299
1300                 update_io_ticks(part, jiffies);
1301                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1302                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1303                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1304                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1305
1306                 hd_struct_put(part);
1307                 part_stat_unlock();
1308         }
1309 }
1310
1311 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1312 {
1313         struct hd_struct *part;
1314         int rw = rq_data_dir(rq);
1315
1316         if (!blk_do_io_stat(rq))
1317                 return;
1318
1319         part_stat_lock();
1320
1321         if (!new_io) {
1322                 part = rq->part;
1323                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1324         } else {
1325                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1326                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1327                         /*
1328                          * The partition is already being removed,
1329                          * the request will be accounted on the disk only
1330                          *
1331                          * We take a reference on disk->part0 although that
1332                          * partition will never be deleted, so we can treat
1333                          * it as any other partition.
1334                          */
1335                         part = &rq->rq_disk->part0;
1336                         hd_struct_get(part);
1337                 }
1338                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1339                 rq->part = part;
1340         }
1341
1342         update_io_ticks(part, jiffies);
1343
1344         part_stat_unlock();
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1349  * The request must not have been partially completed before.
1350  */
1351 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1352 {
1353         if (rq->bio) {
1354                 if (list->tail)
1355                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1356                 else
1357                         list->head = rq->bio;
1358                 list->tail = rq->biotail;
1359
1360                 rq->bio = NULL;
1361                 rq->biotail = NULL;
1362         }
1363
1364         rq->__data_len = 0;
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1367
1368 /**
1369  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1370  * @req:      the request being processed
1371  * @error:    block status code
1372  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1373  *
1374  * Description:
1375  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1376  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1377  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1378  *
1379  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1380  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1381  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1382  *
1383  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1384  *     %false return from this function.
1385  *
1386  * Note:
1387  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1388  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1389  *
1390  * Return:
1391  *     %false - this request doesn't have any more data
1392  *     %true  - this request has more data
1393  **/
1394 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1395                 unsigned int nr_bytes)
1396 {
1397         int total_bytes;
1398
1399         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1400
1401         if (!req->bio)
1402                 return false;
1403
1404         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1405                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1406                 print_req_error(req, error, __func__);
1407
1408         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1409
1410         total_bytes = 0;
1411         while (req->bio) {
1412                 struct bio *bio = req->bio;
1413                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1414
1415                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1416                         req->bio = bio->bi_next;
1417
1418                 /* Completion has already been traced */
1419                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1420                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1421
1422                 total_bytes += bio_bytes;
1423                 nr_bytes -= bio_bytes;
1424
1425                 if (!nr_bytes)
1426                         break;
1427         }
1428
1429         /*
1430          * completely done
1431          */
1432         if (!req->bio) {
1433                 /*
1434                  * Reset counters so that the request stacking driver
1435                  * can find how many bytes remain in the request
1436                  * later.
1437                  */
1438                 req->__data_len = 0;
1439                 return false;
1440         }
1441
1442         req->__data_len -= total_bytes;
1443
1444         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1445         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1446                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1447
1448         /* mixed attributes always follow the first bio */
1449         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1450                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1451                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1452         }
1453
1454         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1455                 /*
1456                  * If total number of sectors is less than the first segment
1457                  * size, something has gone terribly wrong.
1458                  */
1459                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1460                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1461                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1462                 }
1463
1464                 /* recalculate the number of segments */
1465                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1466         }
1467
1468         return true;
1469 }
1470 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1471
1472 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1473 /**
1474  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1475  * @rq: the request to be flushed
1476  *
1477  * Description:
1478  *     Flush all pages in @rq.
1479  */
1480 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1481 {
1482         struct req_iterator iter;
1483         struct bio_vec bvec;
1484
1485         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1486                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1489 #endif
1490
1491 /**
1492  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1493  * @q : the queue of the device being checked
1494  *
1495  * Description:
1496  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1497  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1498  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1499  *
1500  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1501  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1502  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1503  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1504  *    on burst I/O load.
1505  *
1506  * Return:
1507  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1508  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1509  */
1510 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1511 {
1512         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1513                 return q->mq_ops->busy(q);
1514
1515         return 0;
1516 }
1517 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1518
1519 /**
1520  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1521  * @rq: the clone request to be cleaned up
1522  *
1523  * Description:
1524  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1525  */
1526 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1527 {
1528         struct bio *bio;
1529
1530         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1531                 rq->bio = bio->bi_next;
1532
1533                 bio_put(bio);
1534         }
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1537
1538 /*
1539  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1540  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1541  */
1542 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1543 {
1544         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1545         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1546         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1547                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1548                 dst->special_vec = src->special_vec;
1549         }
1550         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1551         dst->ioprio = src->ioprio;
1552         dst->extra_len = src->extra_len;
1553 }
1554
1555 /**
1556  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1557  * @rq: the request to be setup
1558  * @rq_src: original request to be cloned
1559  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1560  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1561  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1562  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1563  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1564  *
1565  * Description:
1566  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1567  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1568  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1569  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1570  *     and the cloned bios just point same pages.
1571  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1572  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1573  */
1574 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1575                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1576                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1577                       void *data)
1578 {
1579         struct bio *bio, *bio_src;
1580
1581         if (!bs)
1582                 bs = &fs_bio_set;
1583
1584         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1585                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1586                 if (!bio)
1587                         goto free_and_out;
1588
1589                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1590                         goto free_and_out;
1591
1592                 if (rq->bio) {
1593                         rq->biotail->bi_next = bio;
1594                         rq->biotail = bio;
1595                 } else
1596                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1597         }
1598
1599         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1600
1601         return 0;
1602
1603 free_and_out:
1604         if (bio)
1605                 bio_put(bio);
1606         blk_rq_unprep_clone(rq);
1607
1608         return -ENOMEM;
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1611
1612 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1613 {
1614         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1615 }
1616 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1617
1618 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1619 {
1620         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1621 }
1622 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1623
1624 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1625                                 unsigned long delay)
1626 {
1627         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1628 }
1629 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1630
1631 /**
1632  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1633  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1634  *
1635  * Description:
1636  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1637  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1638  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1639  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1640  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1641  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1642  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1643  *   the task schedules (see below).
1644  *
1645  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1646  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1647  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1648  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1649  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1650  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1651  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1652  *   this kind of deadlock.
1653  */
1654 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1655 {
1656         struct task_struct *tsk = current;
1657
1658         /*
1659          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1660          */
1661         if (tsk->plug)
1662                 return;
1663
1664         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1665         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1666         plug->rq_count = 0;
1667         plug->multiple_queues = false;
1668
1669         /*
1670          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1671          * preempt will imply a full memory barrier
1672          */
1673         tsk->plug = plug;
1674 }
1675 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1676
1677 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1678 {
1679         LIST_HEAD(callbacks);
1680
1681         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1682                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1683
1684                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1685                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1686                                                           struct blk_plug_cb,
1687                                                           list);
1688                         list_del(&cb->list);
1689                         cb->callback(cb, from_schedule);
1690                 }
1691         }
1692 }
1693
1694 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1695                                       int size)
1696 {
1697         struct blk_plug *plug = current->plug;
1698         struct blk_plug_cb *cb;
1699
1700         if (!plug)
1701                 return NULL;
1702
1703         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1704                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1705                         return cb;
1706
1707         /* Not currently on the callback list */
1708         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1709         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1710         if (cb) {
1711                 cb->data = data;
1712                 cb->callback = unplug;
1713                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1714         }
1715         return cb;
1716 }
1717 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1718
1719 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1720 {
1721         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1722
1723         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1724                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1725 }
1726
1727 /**
1728  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1729  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1730  *
1731  * Description:
1732  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1733  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1734  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1735  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1736  */
1737 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1738 {
1739         if (plug != current->plug)
1740                 return;
1741         blk_flush_plug_list(plug, false);
1742
1743         current->plug = NULL;
1744 }
1745 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1746
1747 int __init blk_dev_init(void)
1748 {
1749         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1750         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1751                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
1752         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1753                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
1754
1755         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1756         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1757                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1758         if (!kblockd_workqueue)
1759                 panic("Failed to create kblockd\n");
1760
1761         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1762                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1763
1764 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1765         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1766 #endif
1767
1768         return 0;
1769 }