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