block: split .sysfs_lock into two locks
[linux-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 #include <linux/psi.h>
40
41 #define CREATE_TRACE_POINTS
42 #include <trace/events/block.h>
43
44 #include "blk.h"
45 #include "blk-mq.h"
46 #include "blk-mq-sched.h"
47 #include "blk-pm.h"
48 #include "blk-rq-qos.h"
49
50 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
51 struct dentry *blk_debugfs_root;
52 #endif
53
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
59
60 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
61
62 /*
63  * For queue allocation
64  */
65 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
66
67 /*
68  * Controlling structure to kblockd
69  */
70 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
71
72 /**
73  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
74  * @flag: flag to be set
75  * @q: request queue
76  */
77 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
78 {
79         set_bit(flag, &q->queue_flags);
80 }
81 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
82
83 /**
84  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
85  * @flag: flag to be cleared
86  * @q: request queue
87  */
88 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
89 {
90         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
91 }
92 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
93
94 /**
95  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
96  * @flag: flag to be set
97  * @q: request queue
98  *
99  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
100  * the flag was already set.
101  */
102 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
103 {
104         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
105 }
106 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
107
108 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
109 {
110         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
111
112         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
113         rq->q = q;
114         rq->__sector = (sector_t) -1;
115         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
116         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
117         rq->tag = -1;
118         rq->internal_tag = -1;
119         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
120         rq->part = NULL;
121         refcount_set(&rq->ref, 1);
122 }
123 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
124
125 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
126 static const char *const blk_op_name[] = {
127         REQ_OP_NAME(READ),
128         REQ_OP_NAME(WRITE),
129         REQ_OP_NAME(FLUSH),
130         REQ_OP_NAME(DISCARD),
131         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
132         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
133         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
134         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
135         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
136         REQ_OP_NAME(SCSI_IN),
137         REQ_OP_NAME(SCSI_OUT),
138         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
139         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
140 };
141 #undef REQ_OP_NAME
142
143 /**
144  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
145  * @op: REQ_OP_XXX.
146  *
147  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
148  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
149  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
150  */
151 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
152 {
153         const char *op_str = "UNKNOWN";
154
155         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
156                 op_str = blk_op_name[op];
157
158         return op_str;
159 }
160 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
161
162 static const struct {
163         int             errno;
164         const char      *name;
165 } blk_errors[] = {
166         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
167         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
168         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
169         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
170         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
171         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
172         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
173         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
174         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
175         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
176         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
177         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
178
179         /* device mapper special case, should not leak out: */
180         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
181
182         /* everything else not covered above: */
183         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
184 };
185
186 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
187 {
188         int i;
189
190         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
191                 if (blk_errors[i].errno == errno)
192                         return (__force blk_status_t)i;
193         }
194
195         return BLK_STS_IOERR;
196 }
197 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
198
199 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
200 {
201         int idx = (__force int)status;
202
203         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
204                 return -EIO;
205         return blk_errors[idx].errno;
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
208
209 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
210                 const char *caller)
211 {
212         int idx = (__force int)status;
213
214         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
215                 return;
216
217         printk_ratelimited(KERN_ERR
218                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
219                 "phys_seg %u prio class %u\n",
220                 caller, blk_errors[idx].name,
221                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
222                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
223                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
224                 req->nr_phys_segments,
225                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
226 }
227
228 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
229                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
230 {
231         if (error)
232                 bio->bi_status = error;
233
234         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
235                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
236
237         bio_advance(bio, nbytes);
238
239         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
240         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
241                 bio_endio(bio);
242 }
243
244 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
245 {
246         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
247                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
248                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
249
250         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
251                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
252                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
253         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
254                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
255 }
256 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
257
258 /**
259  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
260  * @q: the queue
261  *
262  * Description:
263  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
264  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
265  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
266  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
267  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
268  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
269  *     this function.
270  *
271  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
272  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
273  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
274  *
275  */
276 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
277 {
278         del_timer_sync(&q->timeout);
279         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
280 }
281 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
282
283 /**
284  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
285  * @q: request queue pointer
286  */
287 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
288 {
289         atomic_inc(&q->pm_only);
290 }
291 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
292
293 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
294 {
295         int pm_only;
296
297         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
298         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
299         if (pm_only == 0)
300                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
301 }
302 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
303
304 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
305 {
306         kobject_put(&q->kobj);
307 }
308 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
309
310 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
311 {
312         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
313
314         /*
315          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
316          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
317          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
318          */
319         blk_freeze_queue_start(q);
320
321         if (queue_is_mq(q))
322                 blk_mq_wake_waiters(q);
323
324         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
325         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
326 }
327 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
328
329 /**
330  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
331  * @q: request queue to shutdown
332  *
333  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
334  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
335  */
336 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
337 {
338         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
339         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
340         blk_set_queue_dying(q);
341
342         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
343         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
344         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
345         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
346
347         /*
348          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
349          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
350          * after draining finished.
351          */
352         blk_freeze_queue(q);
353
354         rq_qos_exit(q);
355
356         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
357
358         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
359         blk_flush_integrity();
360
361         /* @q won't process any more request, flush async actions */
362         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
363         blk_sync_queue(q);
364
365         if (queue_is_mq(q))
366                 blk_mq_exit_queue(q);
367
368         /*
369          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
370          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
371          * requests, so free the pool now.
372          *
373          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
374          * it is safe to free requests now.
375          */
376         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
377         if (q->elevator)
378                 blk_mq_sched_free_requests(q);
379         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
380
381         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
382
383         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
384         blk_put_queue(q);
385 }
386 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
387
388 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
389 {
390         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
391 }
392 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
393
394 /**
395  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
396  * @q: request queue pointer
397  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
398  */
399 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
400 {
401         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
402
403         while (true) {
404                 bool success = false;
405
406                 rcu_read_lock();
407                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
408                         /*
409                          * The code that increments the pm_only counter is
410                          * responsible for ensuring that that counter is
411                          * globally visible before the queue is unfrozen.
412                          */
413                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
414                                 success = true;
415                         } else {
416                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
417                         }
418                 }
419                 rcu_read_unlock();
420
421                 if (success)
422                         return 0;
423
424                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
425                         return -EBUSY;
426
427                 /*
428                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
429                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
430                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
431                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
432                  * never return if the two reads are reordered.
433                  */
434                 smp_rmb();
435
436                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
437                            (!q->mq_freeze_depth &&
438                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
439                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
440                            blk_queue_dying(q));
441                 if (blk_queue_dying(q))
442                         return -ENODEV;
443         }
444 }
445
446 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
447 {
448         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
449 }
450
451 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
452 {
453         struct request_queue *q =
454                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
455
456         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
457 }
458
459 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
460 {
461         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
462
463         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
464 }
465
466 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
467 {
468 }
469
470 /**
471  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
472  * @gfp_mask: memory allocation flags
473  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
474  */
475 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
476 {
477         struct request_queue *q;
478         int ret;
479
480         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
481                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
482         if (!q)
483                 return NULL;
484
485         q->last_merge = NULL;
486
487         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
488         if (q->id < 0)
489                 goto fail_q;
490
491         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
492         if (ret)
493                 goto fail_id;
494
495         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
496         if (!q->backing_dev_info)
497                 goto fail_split;
498
499         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
500         if (!q->stats)
501                 goto fail_stats;
502
503         q->backing_dev_info->ra_pages = VM_READAHEAD_PAGES;
504         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
505         q->backing_dev_info->name = "block";
506         q->node = node_id;
507
508         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
509                     laptop_mode_timer_fn, 0);
510         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
511         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
512         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
513 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
514         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
515 #endif
516
517         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
518
519 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
520         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
521 #endif
522         mutex_init(&q->sysfs_lock);
523         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
524         spin_lock_init(&q->queue_lock);
525
526         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
527         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
528
529         /*
530          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
531          * See blk_register_queue() for details.
532          */
533         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
534                                 blk_queue_usage_counter_release,
535                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
536                 goto fail_bdi;
537
538         if (blkcg_init_queue(q))
539                 goto fail_ref;
540
541         return q;
542
543 fail_ref:
544         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
545 fail_bdi:
546         blk_free_queue_stats(q->stats);
547 fail_stats:
548         bdi_put(q->backing_dev_info);
549 fail_split:
550         bioset_exit(&q->bio_split);
551 fail_id:
552         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
553 fail_q:
554         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
555         return NULL;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
558
559 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
560 {
561         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
562                 __blk_get_queue(q);
563                 return true;
564         }
565
566         return false;
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
569
570 /**
571  * blk_get_request - allocate a request
572  * @q: request queue to allocate a request for
573  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
574  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
575  */
576 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
577                                 blk_mq_req_flags_t flags)
578 {
579         struct request *req;
580
581         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
582         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
583
584         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
585         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
586                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
587
588         return req;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
591
592 void blk_put_request(struct request *req)
593 {
594         blk_mq_free_request(req);
595 }
596 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
597
598 bool bio_attempt_back_merge(struct request *req, struct bio *bio,
599                 unsigned int nr_segs)
600 {
601         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
602
603         if (!ll_back_merge_fn(req, bio, nr_segs))
604                 return false;
605
606         trace_block_bio_backmerge(req->q, req, bio);
607
608         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
609                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
610
611         req->biotail->bi_next = bio;
612         req->biotail = bio;
613         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
614
615         blk_account_io_start(req, false);
616         return true;
617 }
618
619 bool bio_attempt_front_merge(struct request *req, struct bio *bio,
620                 unsigned int nr_segs)
621 {
622         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
623
624         if (!ll_front_merge_fn(req, bio, nr_segs))
625                 return false;
626
627         trace_block_bio_frontmerge(req->q, req, bio);
628
629         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
630                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
631
632         bio->bi_next = req->bio;
633         req->bio = bio;
634
635         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
636         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
637
638         blk_account_io_start(req, false);
639         return true;
640 }
641
642 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
643                 struct bio *bio)
644 {
645         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
646
647         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
648                 goto no_merge;
649         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
650             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
651                 goto no_merge;
652
653         req->biotail->bi_next = bio;
654         req->biotail = bio;
655         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
656         req->nr_phys_segments = segments + 1;
657
658         blk_account_io_start(req, false);
659         return true;
660 no_merge:
661         req_set_nomerge(q, req);
662         return false;
663 }
664
665 /**
666  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
667  * @q: request_queue new bio is being queued at
668  * @bio: new bio being queued
669  * @nr_segs: number of segments in @bio
670  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
671  * another request associated with @q is found on the plug list
672  * (optional, may be %NULL)
673  *
674  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
675  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
676  * otherwise %false.
677  *
678  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
679  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
680  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
681  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
682  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
683  * merging parameters without querying the elevator.
684  *
685  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
686  */
687 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
688                 unsigned int nr_segs, struct request **same_queue_rq)
689 {
690         struct blk_plug *plug;
691         struct request *rq;
692         struct list_head *plug_list;
693
694         plug = blk_mq_plug(q, bio);
695         if (!plug)
696                 return false;
697
698         plug_list = &plug->mq_list;
699
700         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
701                 bool merged = false;
702
703                 if (rq->q == q && same_queue_rq) {
704                         /*
705                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
706                          * rq in the same queue, there should be only one such
707                          * rq in a queue
708                          **/
709                         *same_queue_rq = rq;
710                 }
711
712                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
713                         continue;
714
715                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
716                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
717                         merged = bio_attempt_back_merge(rq, bio, nr_segs);
718                         break;
719                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
720                         merged = bio_attempt_front_merge(rq, bio, nr_segs);
721                         break;
722                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
723                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
724                         break;
725                 default:
726                         break;
727                 }
728
729                 if (merged)
730                         return true;
731         }
732
733         return false;
734 }
735
736 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
737 {
738         char b[BDEVNAME_SIZE];
739
740         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
741         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
742                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
743                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
744                         (long long)maxsector);
745 }
746
747 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
748
749 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
750
751 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
752 {
753         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
754 }
755 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
756
757 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
758 {
759         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
760 }
761
762 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
763 {
764         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
765                                                 NULL, &fail_make_request);
766
767         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
768 }
769
770 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
771
772 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
773
774 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
775                                         unsigned int bytes)
776 {
777         return false;
778 }
779
780 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
781
782 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
783 {
784         const int op = bio_op(bio);
785
786         if (part->policy && op_is_write(op)) {
787                 char b[BDEVNAME_SIZE];
788
789                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
790                         return false;
791
792                 WARN_ONCE(1,
793                        "generic_make_request: Trying to write "
794                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
795                         bio_devname(bio, b), part->partno);
796                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
797                 return false;
798         }
799
800         return false;
801 }
802
803 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
804 {
805         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
806                 return -EIO;
807         return 0;
808 }
809 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
810
811 /*
812  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
813  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
814  * the device, e.g., when mounting a file system.
815  */
816 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
817 {
818         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
819
820         if (nr_sectors && maxsector &&
821             (nr_sectors > maxsector ||
822              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
823                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
824                 return -EIO;
825         }
826         return 0;
827 }
828
829 /*
830  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
831  */
832 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
833 {
834         struct hd_struct *p;
835         int ret = -EIO;
836
837         rcu_read_lock();
838         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
839         if (unlikely(!p))
840                 goto out;
841         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
842                 goto out;
843         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
844                 goto out;
845
846         /*
847          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
848          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
849          */
850         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
851                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
852                         goto out;
853                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
854                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
855                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
856         }
857         bio->bi_partno = 0;
858         ret = 0;
859 out:
860         rcu_read_unlock();
861         return ret;
862 }
863
864 static noinline_for_stack bool
865 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
866 {
867         struct request_queue *q;
868         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
869         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
870         char b[BDEVNAME_SIZE];
871
872         might_sleep();
873
874         q = bio->bi_disk->queue;
875         if (unlikely(!q)) {
876                 printk(KERN_ERR
877                        "generic_make_request: Trying to access "
878                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
879                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
880                 goto end_io;
881         }
882
883         /*
884          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
885          * if queue is not a request based queue.
886          */
887         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
888                 goto not_supported;
889
890         if (should_fail_bio(bio))
891                 goto end_io;
892
893         if (bio->bi_partno) {
894                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
895                         goto end_io;
896         } else {
897                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
898                         goto end_io;
899                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
900                         goto end_io;
901         }
902
903         /*
904          * Filter flush bio's early so that make_request based
905          * drivers without flush support don't have to worry
906          * about them.
907          */
908         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
909             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
910                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
911                 if (!nr_sectors) {
912                         status = BLK_STS_OK;
913                         goto end_io;
914                 }
915         }
916
917         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
918                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
919
920         switch (bio_op(bio)) {
921         case REQ_OP_DISCARD:
922                 if (!blk_queue_discard(q))
923                         goto not_supported;
924                 break;
925         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
926                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
927                         goto not_supported;
928                 break;
929         case REQ_OP_WRITE_SAME:
930                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
931                         goto not_supported;
932                 break;
933         case REQ_OP_ZONE_RESET:
934                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
935                         goto not_supported;
936                 break;
937         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
938                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
939                         goto not_supported;
940                 break;
941         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
942                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
943                         goto not_supported;
944                 break;
945         default:
946                 break;
947         }
948
949         /*
950          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
951          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
952          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
953          * layer knows how to live with it.
954          */
955         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
956
957         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
958                 return false;
959
960         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
961                 trace_block_bio_queue(q, bio);
962                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
963                  * completion as well.
964                  */
965                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
966         }
967         return true;
968
969 not_supported:
970         status = BLK_STS_NOTSUPP;
971 end_io:
972         bio->bi_status = status;
973         bio_endio(bio);
974         return false;
975 }
976
977 /**
978  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
979  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
980  *
981  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
982  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
983  * to be done.
984  *
985  * generic_make_request() does not return any status.  The
986  * success/failure status of the request, along with notification of
987  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
988  * function described (one day) else where.
989  *
990  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
991  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
992  * set to describe the device address, and the
993  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
994  * completion notification should be signaled.
995  *
996  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
997  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
998  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
999  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1000  */
1001 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1002 {
1003         /*
1004          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1005          * make_request_fn.
1006          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1007          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1008          * yet.
1009          */
1010         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1011         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1012
1013         if (!generic_make_request_checks(bio))
1014                 goto out;
1015
1016         /*
1017          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1018          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1019          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1020          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1021          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1022          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1023          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1024          * should be added at the tail
1025          */
1026         if (current->bio_list) {
1027                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1028                 goto out;
1029         }
1030
1031         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1032          * explanation.
1033          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1034          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1035          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1036          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1037          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1038          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1039          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1040          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1041          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1042          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1043          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1044          */
1045         BUG_ON(bio->bi_next);
1046         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1047         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1048         do {
1049                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1050                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
1051                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
1052
1053                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
1054                         struct bio_list lower, same;
1055
1056                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1057                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1058                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1059                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1060
1061                         blk_queue_exit(q);
1062
1063                         /* sort new bios into those for a lower level
1064                          * and those for the same level
1065                          */
1066                         bio_list_init(&lower);
1067                         bio_list_init(&same);
1068                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1069                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1070                                         bio_list_add(&same, bio);
1071                                 else
1072                                         bio_list_add(&lower, bio);
1073                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1074                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1075                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1076                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1077                 } else {
1078                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1079                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1080                                 bio_wouldblock_error(bio);
1081                         else
1082                                 bio_io_error(bio);
1083                 }
1084                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1085         } while (bio);
1086         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1087
1088 out:
1089         return ret;
1090 }
1091 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1092
1093 /**
1094  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1095  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1096  *
1097  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1098  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1099  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1100  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1101  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1102  */
1103 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1104 {
1105         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1106         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1107         blk_qc_t ret;
1108
1109         if (!generic_make_request_checks(bio))
1110                 return BLK_QC_T_NONE;
1111
1112         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1113                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1114                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1115                 else
1116                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1117                 bio_endio(bio);
1118                 return BLK_QC_T_NONE;
1119         }
1120
1121         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1122         blk_queue_exit(q);
1123         return ret;
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1126
1127 /**
1128  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1129  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1130  *
1131  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1132  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1133  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1134  *
1135  */
1136 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1137 {
1138         bool workingset_read = false;
1139         unsigned long pflags;
1140         blk_qc_t ret;
1141
1142         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1143                 return BLK_QC_T_NONE;
1144
1145         /*
1146          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1147          * go through the normal accounting stuff before submission.
1148          */
1149         if (bio_has_data(bio)) {
1150                 unsigned int count;
1151
1152                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1153                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1154                 else
1155                         count = bio_sectors(bio);
1156
1157                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1158                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1159                 } else {
1160                         if (bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))
1161                                 workingset_read = true;
1162                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1163                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1164                 }
1165
1166                 if (unlikely(block_dump)) {
1167                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1168                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1169                         current->comm, task_pid_nr(current),
1170                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1171                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1172                                 bio_devname(bio, b), count);
1173                 }
1174         }
1175
1176         /*
1177          * If we're reading data that is part of the userspace
1178          * workingset, count submission time as memory stall. When the
1179          * device is congested, or the submitting cgroup IO-throttled,
1180          * submission can be a significant part of overall IO time.
1181          */
1182         if (workingset_read)
1183                 psi_memstall_enter(&pflags);
1184
1185         ret = generic_make_request(bio);
1186
1187         if (workingset_read)
1188                 psi_memstall_leave(&pflags);
1189
1190         return ret;
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1193
1194 /**
1195  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1196  *                              for new the queue limits
1197  * @q:  the queue
1198  * @rq: the request being checked
1199  *
1200  * Description:
1201  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1202  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1203  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1204  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1205  *    the insertion using this generic function.
1206  *
1207  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1208  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1209  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1210  */
1211 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1212                                       struct request *rq)
1213 {
1214         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1215                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1216                         __func__, blk_rq_sectors(rq),
1217                         blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq)));
1218                 return -EIO;
1219         }
1220
1221         /*
1222          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1223          * may differ from that of other stacking queues.
1224          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1225          * limitation.
1226          */
1227         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1228         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1229                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1230                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1231                 return -EIO;
1232         }
1233
1234         return 0;
1235 }
1236
1237 /**
1238  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1239  * @q:  the queue to submit the request
1240  * @rq: the request being queued
1241  */
1242 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1243 {
1244         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1245                 return BLK_STS_IOERR;
1246
1247         if (rq->rq_disk &&
1248             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1249                 return BLK_STS_IOERR;
1250
1251         if (blk_queue_io_stat(q))
1252                 blk_account_io_start(rq, true);
1253
1254         /*
1255          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1256          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1257          * insert.
1258          */
1259         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1260 }
1261 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1262
1263 /**
1264  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1265  * @rq: request to examine
1266  *
1267  * Description:
1268  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1269  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1270  *     can be failed from the beginning of the request without
1271  *     crossing into area which need to be retried further.
1272  *
1273  * Return:
1274  *     The number of bytes to fail.
1275  */
1276 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1277 {
1278         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1279         unsigned int bytes = 0;
1280         struct bio *bio;
1281
1282         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1283                 return blk_rq_bytes(rq);
1284
1285         /*
1286          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1287          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1288          * which have all the failfast bits that the first one has -
1289          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1290          * one.
1291          */
1292         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1293                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1294                         break;
1295                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1296         }
1297
1298         /* this could lead to infinite loop */
1299         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1300         return bytes;
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1303
1304 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1305 {
1306         if (blk_do_io_stat(req)) {
1307                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1308                 struct hd_struct *part;
1309
1310                 part_stat_lock();
1311                 part = req->part;
1312                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1313                 part_stat_unlock();
1314         }
1315 }
1316
1317 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1318 {
1319         /*
1320          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1321          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1322          * containing request is enough.
1323          */
1324         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1325                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1326                 struct hd_struct *part;
1327
1328                 part_stat_lock();
1329                 part = req->part;
1330
1331                 update_io_ticks(part, jiffies);
1332                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1333                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1334                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1335                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1336
1337                 hd_struct_put(part);
1338                 part_stat_unlock();
1339         }
1340 }
1341
1342 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1343 {
1344         struct hd_struct *part;
1345         int rw = rq_data_dir(rq);
1346
1347         if (!blk_do_io_stat(rq))
1348                 return;
1349
1350         part_stat_lock();
1351
1352         if (!new_io) {
1353                 part = rq->part;
1354                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1355         } else {
1356                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1357                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1358                         /*
1359                          * The partition is already being removed,
1360                          * the request will be accounted on the disk only
1361                          *
1362                          * We take a reference on disk->part0 although that
1363                          * partition will never be deleted, so we can treat
1364                          * it as any other partition.
1365                          */
1366                         part = &rq->rq_disk->part0;
1367                         hd_struct_get(part);
1368                 }
1369                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1370                 rq->part = part;
1371         }
1372
1373         update_io_ticks(part, jiffies);
1374
1375         part_stat_unlock();
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1380  * The request must not have been partially completed before.
1381  */
1382 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1383 {
1384         if (rq->bio) {
1385                 if (list->tail)
1386                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1387                 else
1388                         list->head = rq->bio;
1389                 list->tail = rq->biotail;
1390
1391                 rq->bio = NULL;
1392                 rq->biotail = NULL;
1393         }
1394
1395         rq->__data_len = 0;
1396 }
1397 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1398
1399 /**
1400  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1401  * @req:      the request being processed
1402  * @error:    block status code
1403  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1404  *
1405  * Description:
1406  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1407  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1408  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1409  *
1410  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1411  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1412  *     Actual device drivers should use blk_mq_end_request instead.
1413  *
1414  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1415  *     %false return from this function.
1416  *
1417  * Note:
1418  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1419  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1420  *
1421  * Return:
1422  *     %false - this request doesn't have any more data
1423  *     %true  - this request has more data
1424  **/
1425 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1426                 unsigned int nr_bytes)
1427 {
1428         int total_bytes;
1429
1430         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1431
1432         if (!req->bio)
1433                 return false;
1434
1435         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1436                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1437                 print_req_error(req, error, __func__);
1438
1439         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1440
1441         total_bytes = 0;
1442         while (req->bio) {
1443                 struct bio *bio = req->bio;
1444                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1445
1446                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1447                         req->bio = bio->bi_next;
1448
1449                 /* Completion has already been traced */
1450                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1451                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1452
1453                 total_bytes += bio_bytes;
1454                 nr_bytes -= bio_bytes;
1455
1456                 if (!nr_bytes)
1457                         break;
1458         }
1459
1460         /*
1461          * completely done
1462          */
1463         if (!req->bio) {
1464                 /*
1465                  * Reset counters so that the request stacking driver
1466                  * can find how many bytes remain in the request
1467                  * later.
1468                  */
1469                 req->__data_len = 0;
1470                 return false;
1471         }
1472
1473         req->__data_len -= total_bytes;
1474
1475         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1476         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1477                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1478
1479         /* mixed attributes always follow the first bio */
1480         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1481                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1482                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1483         }
1484
1485         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1486                 /*
1487                  * If total number of sectors is less than the first segment
1488                  * size, something has gone terribly wrong.
1489                  */
1490                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1491                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1492                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1493                 }
1494
1495                 /* recalculate the number of segments */
1496                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1497         }
1498
1499         return true;
1500 }
1501 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1502
1503 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1504 /**
1505  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1506  * @rq: the request to be flushed
1507  *
1508  * Description:
1509  *     Flush all pages in @rq.
1510  */
1511 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1512 {
1513         struct req_iterator iter;
1514         struct bio_vec bvec;
1515
1516         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1517                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1518 }
1519 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1520 #endif
1521
1522 /**
1523  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1524  * @q : the queue of the device being checked
1525  *
1526  * Description:
1527  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1528  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1529  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1530  *
1531  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1532  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1533  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1534  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1535  *    on burst I/O load.
1536  *
1537  * Return:
1538  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1539  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1540  */
1541 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1542 {
1543         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1544                 return q->mq_ops->busy(q);
1545
1546         return 0;
1547 }
1548 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1549
1550 /**
1551  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1552  * @rq: the clone request to be cleaned up
1553  *
1554  * Description:
1555  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1556  */
1557 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1558 {
1559         struct bio *bio;
1560
1561         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1562                 rq->bio = bio->bi_next;
1563
1564                 bio_put(bio);
1565         }
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1568
1569 /*
1570  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1571  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1572  */
1573 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1574 {
1575         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1576         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1577         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1578                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1579                 dst->special_vec = src->special_vec;
1580         }
1581         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1582         dst->ioprio = src->ioprio;
1583         dst->extra_len = src->extra_len;
1584 }
1585
1586 /**
1587  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1588  * @rq: the request to be setup
1589  * @rq_src: original request to be cloned
1590  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1591  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1592  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1593  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1594  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1595  *
1596  * Description:
1597  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1598  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1599  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1600  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1601  *     and the cloned bios just point same pages.
1602  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1603  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1604  */
1605 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1606                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1607                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1608                       void *data)
1609 {
1610         struct bio *bio, *bio_src;
1611
1612         if (!bs)
1613                 bs = &fs_bio_set;
1614
1615         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1616                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1617                 if (!bio)
1618                         goto free_and_out;
1619
1620                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1621                         goto free_and_out;
1622
1623                 if (rq->bio) {
1624                         rq->biotail->bi_next = bio;
1625                         rq->biotail = bio;
1626                 } else
1627                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1628         }
1629
1630         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1631
1632         return 0;
1633
1634 free_and_out:
1635         if (bio)
1636                 bio_put(bio);
1637         blk_rq_unprep_clone(rq);
1638
1639         return -ENOMEM;
1640 }
1641 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1642
1643 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1644 {
1645         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1646 }
1647 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1648
1649 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1650 {
1651         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1652 }
1653 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1654
1655 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1656                                 unsigned long delay)
1657 {
1658         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1659 }
1660 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1661
1662 /**
1663  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1664  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1665  *
1666  * Description:
1667  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1668  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1669  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1670  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1671  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1672  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1673  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1674  *   the task schedules (see below).
1675  *
1676  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1677  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1678  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1679  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1680  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1681  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1682  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1683  *   this kind of deadlock.
1684  */
1685 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1686 {
1687         struct task_struct *tsk = current;
1688
1689         /*
1690          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1691          */
1692         if (tsk->plug)
1693                 return;
1694
1695         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1696         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1697         plug->rq_count = 0;
1698         plug->multiple_queues = false;
1699
1700         /*
1701          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1702          * preempt will imply a full memory barrier
1703          */
1704         tsk->plug = plug;
1705 }
1706 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1707
1708 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1709 {
1710         LIST_HEAD(callbacks);
1711
1712         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1713                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1714
1715                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1716                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1717                                                           struct blk_plug_cb,
1718                                                           list);
1719                         list_del(&cb->list);
1720                         cb->callback(cb, from_schedule);
1721                 }
1722         }
1723 }
1724
1725 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1726                                       int size)
1727 {
1728         struct blk_plug *plug = current->plug;
1729         struct blk_plug_cb *cb;
1730
1731         if (!plug)
1732                 return NULL;
1733
1734         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1735                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1736                         return cb;
1737
1738         /* Not currently on the callback list */
1739         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1740         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1741         if (cb) {
1742                 cb->data = data;
1743                 cb->callback = unplug;
1744                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1745         }
1746         return cb;
1747 }
1748 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1749
1750 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1751 {
1752         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1753
1754         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1755                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1756 }
1757
1758 /**
1759  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1760  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1761  *
1762  * Description:
1763  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1764  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1765  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1766  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1767  */
1768 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1769 {
1770         if (plug != current->plug)
1771                 return;
1772         blk_flush_plug_list(plug, false);
1773
1774         current->plug = NULL;
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1777
1778 int __init blk_dev_init(void)
1779 {
1780         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1781         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1782                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
1783         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1784                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
1785
1786         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1787         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1788                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1789         if (!kblockd_workqueue)
1790                 panic("Failed to create kblockd\n");
1791
1792         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1793                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1794
1795 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1796         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1797 #endif
1798
1799         return 0;
1800 }