spufs: switch to ->free_inode()
[muen/linux.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37 #include <linux/bpf.h>
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/block.h>
41
42 #include "blk.h"
43 #include "blk-mq.h"
44 #include "blk-mq-sched.h"
45 #include "blk-pm.h"
46 #include "blk-rq-qos.h"
47
48 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
49 struct dentry *blk_debugfs_root;
50 #endif
51
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
57
58 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
59
60 /*
61  * For queue allocation
62  */
63 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
64
65 /*
66  * Controlling structure to kblockd
67  */
68 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
69
70 /**
71  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
72  * @flag: flag to be set
73  * @q: request queue
74  */
75 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
76 {
77         set_bit(flag, &q->queue_flags);
78 }
79 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
80
81 /**
82  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
83  * @flag: flag to be cleared
84  * @q: request queue
85  */
86 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
87 {
88         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
89 }
90 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
91
92 /**
93  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
94  * @flag: flag to be set
95  * @q: request queue
96  *
97  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
98  * the flag was already set.
99  */
100 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
101 {
102         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
103 }
104 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
105
106 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
107 {
108         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
109
110         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
111         rq->q = q;
112         rq->__sector = (sector_t) -1;
113         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
114         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
115         rq->tag = -1;
116         rq->internal_tag = -1;
117         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
118         rq->part = NULL;
119 }
120 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
121
122 static const struct {
123         int             errno;
124         const char      *name;
125 } blk_errors[] = {
126         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
127         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
128         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
129         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
130         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
131         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
132         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
133         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
134         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
135         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
136         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
137         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
138
139         /* device mapper special case, should not leak out: */
140         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
141
142         /* everything else not covered above: */
143         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
144 };
145
146 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
147 {
148         int i;
149
150         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
151                 if (blk_errors[i].errno == errno)
152                         return (__force blk_status_t)i;
153         }
154
155         return BLK_STS_IOERR;
156 }
157 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
158
159 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
160 {
161         int idx = (__force int)status;
162
163         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
164                 return -EIO;
165         return blk_errors[idx].errno;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
168
169 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
170 {
171         int idx = (__force int)status;
172
173         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
174                 return;
175
176         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu flags %x\n",
177                                 __func__, blk_errors[idx].name,
178                                 req->rq_disk ?  req->rq_disk->disk_name : "?",
179                                 (unsigned long long)blk_rq_pos(req),
180                                 req->cmd_flags);
181 }
182
183 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
184                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
185 {
186         if (error)
187                 bio->bi_status = error;
188
189         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
190                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
191
192         bio_advance(bio, nbytes);
193
194         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
195         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
196                 bio_endio(bio);
197 }
198
199 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
200 {
201         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
202                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
203                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
204
205         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
206                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
207                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
208         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
209                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
210 }
211 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
212
213 /**
214  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
215  * @q: the queue
216  *
217  * Description:
218  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
219  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
220  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
221  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
222  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
223  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
224  *     this function.
225  *
226  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
227  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
228  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
229  *
230  */
231 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
232 {
233         del_timer_sync(&q->timeout);
234         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
235
236         if (queue_is_mq(q)) {
237                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
238                 int i;
239
240                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
241                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
242                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
243         }
244 }
245 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
246
247 /**
248  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
249  * @q: request queue pointer
250  */
251 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
252 {
253         atomic_inc(&q->pm_only);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
256
257 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
258 {
259         int pm_only;
260
261         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
262         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
263         if (pm_only == 0)
264                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
265 }
266 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
267
268 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
269 {
270         kobject_put(&q->kobj);
271 }
272 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
273
274 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
275 {
276         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
277
278         /*
279          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
280          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
281          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
282          */
283         blk_freeze_queue_start(q);
284
285         if (queue_is_mq(q))
286                 blk_mq_wake_waiters(q);
287
288         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
289         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
290 }
291 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
292
293 /* Unconfigure the I/O scheduler and dissociate from the cgroup controller. */
294 void blk_exit_queue(struct request_queue *q)
295 {
296         /*
297          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
298          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
299          * cgroup controller.
300          */
301         if (q->elevator) {
302                 ioc_clear_queue(q);
303                 elevator_exit(q, q->elevator);
304                 q->elevator = NULL;
305         }
306
307         /*
308          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
309          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
310          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
311          */
312         blkcg_exit_queue(q);
313
314         /*
315          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
316          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
317          * association with the block cgroup controller.
318          */
319         bdi_put(q->backing_dev_info);
320 }
321
322 /**
323  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
324  * @q: request queue to shutdown
325  *
326  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
327  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
328  */
329 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
330 {
331         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
332         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
333         blk_set_queue_dying(q);
334
335         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
336         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
337         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
338         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
339
340         /*
341          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
342          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
343          */
344         blk_freeze_queue(q);
345
346         rq_qos_exit(q);
347
348         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
349
350         /*
351          * make sure all in-progress dispatch are completed because
352          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
353          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
354          * from more than one contexts.
355          *
356          * We rely on driver to deal with the race in case that queue
357          * initialization isn't done.
358          */
359         if (queue_is_mq(q) && blk_queue_init_done(q))
360                 blk_mq_quiesce_queue(q);
361
362         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
363         blk_flush_integrity();
364
365         /* @q won't process any more request, flush async actions */
366         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
367         blk_sync_queue(q);
368
369         /*
370          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
371          * has been removed.
372          */
373         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
374
375         blk_exit_queue(q);
376
377         if (queue_is_mq(q))
378                 blk_mq_free_queue(q);
379
380         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
381
382         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
383         blk_put_queue(q);
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
386
387 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
388 {
389         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
390 }
391 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
392
393 /**
394  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
395  * @q: request queue pointer
396  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
397  */
398 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
399 {
400         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
401
402         while (true) {
403                 bool success = false;
404
405                 rcu_read_lock();
406                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
407                         /*
408                          * The code that increments the pm_only counter is
409                          * responsible for ensuring that that counter is
410                          * globally visible before the queue is unfrozen.
411                          */
412                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
413                                 success = true;
414                         } else {
415                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
416                         }
417                 }
418                 rcu_read_unlock();
419
420                 if (success)
421                         return 0;
422
423                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
424                         return -EBUSY;
425
426                 /*
427                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
428                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
429                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
430                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
431                  * never return if the two reads are reordered.
432                  */
433                 smp_rmb();
434
435                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
436                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
437                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
438                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
439                            blk_queue_dying(q));
440                 if (blk_queue_dying(q))
441                         return -ENODEV;
442         }
443 }
444
445 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
446 {
447         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
448 }
449
450 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
451 {
452         struct request_queue *q =
453                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
454
455         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
456 }
457
458 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
459 {
460         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
461
462         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
463 }
464
465 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
466 {
467 }
468
469 /**
470  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
471  * @gfp_mask: memory allocation flags
472  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
473  */
474 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
475 {
476         struct request_queue *q;
477         int ret;
478
479         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
480                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
481         if (!q)
482                 return NULL;
483
484         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
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         spin_lock_init(&q->queue_lock);
524
525         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
526
527         /*
528          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
529          * See blk_register_queue() for details.
530          */
531         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
532                                 blk_queue_usage_counter_release,
533                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
534                 goto fail_bdi;
535
536         if (blkcg_init_queue(q))
537                 goto fail_ref;
538
539         return q;
540
541 fail_ref:
542         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
543 fail_bdi:
544         blk_free_queue_stats(q->stats);
545 fail_stats:
546         bdi_put(q->backing_dev_info);
547 fail_split:
548         bioset_exit(&q->bio_split);
549 fail_id:
550         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
551 fail_q:
552         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
553         return NULL;
554 }
555 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
556
557 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
558 {
559         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
560                 __blk_get_queue(q);
561                 return true;
562         }
563
564         return false;
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
567
568 /**
569  * blk_get_request - allocate a request
570  * @q: request queue to allocate a request for
571  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
572  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
573  */
574 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
575                                 blk_mq_req_flags_t flags)
576 {
577         struct request *req;
578
579         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
580         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
581
582         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
583         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
584                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
585
586         return req;
587 }
588 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
589
590 void blk_put_request(struct request *req)
591 {
592         blk_mq_free_request(req);
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
595
596 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
597                             struct bio *bio)
598 {
599         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
600
601         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
602                 return false;
603
604         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
605
606         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
607                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
608
609         req->biotail->bi_next = bio;
610         req->biotail = bio;
611         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
612
613         blk_account_io_start(req, false);
614         return true;
615 }
616
617 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
618                              struct bio *bio)
619 {
620         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
621
622         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
623                 return false;
624
625         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
626
627         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
628                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
629
630         bio->bi_next = req->bio;
631         req->bio = bio;
632
633         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
634         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
635
636         blk_account_io_start(req, false);
637         return true;
638 }
639
640 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
641                 struct bio *bio)
642 {
643         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
644
645         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
646                 goto no_merge;
647         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
648             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
649                 goto no_merge;
650
651         req->biotail->bi_next = bio;
652         req->biotail = bio;
653         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
654         req->nr_phys_segments = segments + 1;
655
656         blk_account_io_start(req, false);
657         return true;
658 no_merge:
659         req_set_nomerge(q, req);
660         return false;
661 }
662
663 /**
664  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
665  * @q: request_queue new bio is being queued at
666  * @bio: new bio being queued
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                             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(q, rq, bio);
715                         break;
716                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
717                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
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 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
734 {
735         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
736                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
737
738         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
739         req->ioprio = bio_prio(bio);
740         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
741         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
742 }
743 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
744
745 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
746 {
747         char b[BDEVNAME_SIZE];
748
749         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
750         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
751                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
752                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
753                         (long long)maxsector);
754 }
755
756 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
757
758 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
759
760 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
761 {
762         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
763 }
764 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
765
766 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
767 {
768         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
769 }
770
771 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
772 {
773         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
774                                                 NULL, &fail_make_request);
775
776         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
777 }
778
779 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
780
781 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
782
783 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
784                                         unsigned int bytes)
785 {
786         return false;
787 }
788
789 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
790
791 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
792 {
793         const int op = bio_op(bio);
794
795         if (part->policy && op_is_write(op)) {
796                 char b[BDEVNAME_SIZE];
797
798                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
799                         return false;
800
801                 WARN_ONCE(1,
802                        "generic_make_request: Trying to write "
803                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
804                         bio_devname(bio, b), part->partno);
805                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
806                 return false;
807         }
808
809         return false;
810 }
811
812 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
813 {
814         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
815                 return -EIO;
816         return 0;
817 }
818 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
819
820 /*
821  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
822  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
823  * the device, e.g., when mounting a file system.
824  */
825 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
826 {
827         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
828
829         if (nr_sectors && maxsector &&
830             (nr_sectors > maxsector ||
831              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
832                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
833                 return -EIO;
834         }
835         return 0;
836 }
837
838 /*
839  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
840  */
841 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
842 {
843         struct hd_struct *p;
844         int ret = -EIO;
845
846         rcu_read_lock();
847         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
848         if (unlikely(!p))
849                 goto out;
850         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
851                 goto out;
852         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
853                 goto out;
854
855         /*
856          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
857          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
858          */
859         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
860                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
861                         goto out;
862                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
863                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
864                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
865         }
866         bio->bi_partno = 0;
867         ret = 0;
868 out:
869         rcu_read_unlock();
870         return ret;
871 }
872
873 static noinline_for_stack bool
874 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
875 {
876         struct request_queue *q;
877         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
878         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
879         char b[BDEVNAME_SIZE];
880
881         might_sleep();
882
883         q = bio->bi_disk->queue;
884         if (unlikely(!q)) {
885                 printk(KERN_ERR
886                        "generic_make_request: Trying to access "
887                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
888                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
889                 goto end_io;
890         }
891
892         /*
893          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
894          * if queue is not a request based queue.
895          */
896         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_mq(q))
897                 goto not_supported;
898
899         if (should_fail_bio(bio))
900                 goto end_io;
901
902         if (bio->bi_partno) {
903                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
904                         goto end_io;
905         } else {
906                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
907                         goto end_io;
908                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
909                         goto end_io;
910         }
911
912         /*
913          * Filter flush bio's early so that make_request based
914          * drivers without flush support don't have to worry
915          * about them.
916          */
917         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
918             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
919                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
920                 if (!nr_sectors) {
921                         status = BLK_STS_OK;
922                         goto end_io;
923                 }
924         }
925
926         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
927                 bio->bi_opf &= ~REQ_HIPRI;
928
929         switch (bio_op(bio)) {
930         case REQ_OP_DISCARD:
931                 if (!blk_queue_discard(q))
932                         goto not_supported;
933                 break;
934         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
935                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
936                         goto not_supported;
937                 break;
938         case REQ_OP_WRITE_SAME:
939                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
940                         goto not_supported;
941                 break;
942         case REQ_OP_ZONE_RESET:
943                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
944                         goto not_supported;
945                 break;
946         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
947                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
948                         goto not_supported;
949                 break;
950         default:
951                 break;
952         }
953
954         /*
955          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
956          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
957          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
958          * layer knows how to live with it.
959          */
960         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
961
962         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
963                 return false;
964
965         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
966                 trace_block_bio_queue(q, bio);
967                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
968                  * completion as well.
969                  */
970                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
971         }
972         return true;
973
974 not_supported:
975         status = BLK_STS_NOTSUPP;
976 end_io:
977         bio->bi_status = status;
978         bio_endio(bio);
979         return false;
980 }
981
982 /**
983  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
984  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
985  *
986  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
987  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
988  * to be done.
989  *
990  * generic_make_request() does not return any status.  The
991  * success/failure status of the request, along with notification of
992  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
993  * function described (one day) else where.
994  *
995  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
996  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
997  * set to describe the device address, and the
998  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
999  * completion notification should be signaled.
1000  *
1001  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1002  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1003  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1004  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1005  */
1006 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
1007 {
1008         /*
1009          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
1010          * make_request_fn.
1011          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
1012          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
1013          * yet.
1014          */
1015         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
1016         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
1017         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1018         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
1019
1020         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1021                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
1022         if (bio_flagged(bio, BIO_QUEUE_ENTERED))
1023                 blk_queue_enter_live(q);
1024         else if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
1025                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
1026                         bio_wouldblock_error(bio);
1027                 else
1028                         bio_io_error(bio);
1029                 return ret;
1030         }
1031
1032         if (!generic_make_request_checks(bio))
1033                 goto out;
1034
1035         /*
1036          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1037          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1038          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1039          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1040          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1041          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1042          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1043          * should be added at the tail
1044          */
1045         if (current->bio_list) {
1046                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1047                 goto out;
1048         }
1049
1050         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1051          * explanation.
1052          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1053          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1054          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1055          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1056          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1057          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1058          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1059          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1060          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1061          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1062          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1063          */
1064         BUG_ON(bio->bi_next);
1065         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1066         current->bio_list = bio_list_on_stack;
1067         do {
1068                 bool enter_succeeded = true;
1069
1070                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
1071                         if (q)
1072                                 blk_queue_exit(q);
1073                         q = bio->bi_disk->queue;
1074                         flags = 0;
1075                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
1076                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
1077                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
1078                                 enter_succeeded = false;
1079                                 q = NULL;
1080                         }
1081                 }
1082
1083                 if (enter_succeeded) {
1084                         struct bio_list lower, same;
1085
1086                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
1087                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
1088                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
1089                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1090
1091                         /* sort new bios into those for a lower level
1092                          * and those for the same level
1093                          */
1094                         bio_list_init(&lower);
1095                         bio_list_init(&same);
1096                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
1097                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
1098                                         bio_list_add(&same, bio);
1099                                 else
1100                                         bio_list_add(&lower, bio);
1101                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
1102                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
1103                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
1104                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
1105                 } else {
1106                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
1107                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
1108                                 bio_wouldblock_error(bio);
1109                         else
1110                                 bio_io_error(bio);
1111                 }
1112                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
1113         } while (bio);
1114         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1115
1116 out:
1117         if (q)
1118                 blk_queue_exit(q);
1119         return ret;
1120 }
1121 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1122
1123 /**
1124  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
1125  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1126  *
1127  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
1128  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
1129  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
1130  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
1131  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
1132  */
1133 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
1134 {
1135         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
1136         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
1137         blk_qc_t ret;
1138
1139         if (!generic_make_request_checks(bio))
1140                 return BLK_QC_T_NONE;
1141
1142         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
1143                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
1144                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
1145                 else
1146                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1147                 bio_endio(bio);
1148                 return BLK_QC_T_NONE;
1149         }
1150
1151         ret = q->make_request_fn(q, bio);
1152         blk_queue_exit(q);
1153         return ret;
1154 }
1155 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
1156
1157 /**
1158  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1159  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1160  *
1161  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1162  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1163  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1164  *
1165  */
1166 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1167 {
1168         /*
1169          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1170          * go through the normal accounting stuff before submission.
1171          */
1172         if (bio_has_data(bio)) {
1173                 unsigned int count;
1174
1175                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1176                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
1177                 else
1178                         count = bio_sectors(bio);
1179
1180                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1181                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1182                 } else {
1183                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1184                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1185                 }
1186
1187                 if (unlikely(block_dump)) {
1188                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1189                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1190                         current->comm, task_pid_nr(current),
1191                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
1192                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1193                                 bio_devname(bio, b), count);
1194                 }
1195         }
1196
1197         return generic_make_request(bio);
1198 }
1199 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1200
1201 /**
1202  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1203  *                              for new the queue limits
1204  * @q:  the queue
1205  * @rq: the request being checked
1206  *
1207  * Description:
1208  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1209  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1210  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1211  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1212  *    the insertion using this generic function.
1213  *
1214  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1215  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1216  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1217  */
1218 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1219                                       struct request *rq)
1220 {
1221         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
1222                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1223                 return -EIO;
1224         }
1225
1226         /*
1227          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1228          * may differ from that of other stacking queues.
1229          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1230          * limitation.
1231          */
1232         blk_recalc_rq_segments(rq);
1233         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1234                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1235                 return -EIO;
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1243  * @q:  the queue to submit the request
1244  * @rq: the request being queued
1245  */
1246 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1247 {
1248         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
1249                 return BLK_STS_IOERR;
1250
1251         if (rq->rq_disk &&
1252             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1253                 return BLK_STS_IOERR;
1254
1255         if (blk_queue_io_stat(q))
1256                 blk_account_io_start(rq, true);
1257
1258         /*
1259          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1260          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1261          * insert.
1262          */
1263         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1266
1267 /**
1268  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1269  * @rq: request to examine
1270  *
1271  * Description:
1272  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1273  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1274  *     can be failed from the beginning of the request without
1275  *     crossing into area which need to be retried further.
1276  *
1277  * Return:
1278  *     The number of bytes to fail.
1279  */
1280 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1281 {
1282         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1283         unsigned int bytes = 0;
1284         struct bio *bio;
1285
1286         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1287                 return blk_rq_bytes(rq);
1288
1289         /*
1290          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1291          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1292          * which have all the failfast bits that the first one has -
1293          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1294          * one.
1295          */
1296         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1297                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1298                         break;
1299                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1300         }
1301
1302         /* this could lead to infinite loop */
1303         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1304         return bytes;
1305 }
1306 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1307
1308 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1309 {
1310         if (blk_do_io_stat(req)) {
1311                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1312                 struct hd_struct *part;
1313
1314                 part_stat_lock();
1315                 part = req->part;
1316                 part_stat_add(part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1317                 part_stat_unlock();
1318         }
1319 }
1320
1321 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1322 {
1323         /*
1324          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1325          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1326          * containing request is enough.
1327          */
1328         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1329                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1330                 struct hd_struct *part;
1331
1332                 part_stat_lock();
1333                 part = req->part;
1334
1335                 update_io_ticks(part, jiffies);
1336                 part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1337                 part_stat_add(part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1338                 part_stat_add(part, time_in_queue, nsecs_to_jiffies64(now - req->start_time_ns));
1339                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
1340
1341                 hd_struct_put(part);
1342                 part_stat_unlock();
1343         }
1344 }
1345
1346 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
1347 {
1348         struct hd_struct *part;
1349         int rw = rq_data_dir(rq);
1350
1351         if (!blk_do_io_stat(rq))
1352                 return;
1353
1354         part_stat_lock();
1355
1356         if (!new_io) {
1357                 part = rq->part;
1358                 part_stat_inc(part, merges[rw]);
1359         } else {
1360                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
1361                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
1362                         /*
1363                          * The partition is already being removed,
1364                          * the request will be accounted on the disk only
1365                          *
1366                          * We take a reference on disk->part0 although that
1367                          * partition will never be deleted, so we can treat
1368                          * it as any other partition.
1369                          */
1370                         part = &rq->rq_disk->part0;
1371                         hd_struct_get(part);
1372                 }
1373                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
1374                 rq->part = part;
1375         }
1376
1377         update_io_ticks(part, jiffies);
1378
1379         part_stat_unlock();
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1384  * The request must not have been partially completed before.
1385  */
1386 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1387 {
1388         if (rq->bio) {
1389                 if (list->tail)
1390                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1391                 else
1392                         list->head = rq->bio;
1393                 list->tail = rq->biotail;
1394
1395                 rq->bio = NULL;
1396                 rq->biotail = NULL;
1397         }
1398
1399         rq->__data_len = 0;
1400 }
1401 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1402
1403 /**
1404  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1405  * @req:      the request being processed
1406  * @error:    block status code
1407  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1408  *
1409  * Description:
1410  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1411  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1412  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1413  *
1414  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1415  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1416  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
1417  *
1418  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1419  *     %false return from this function.
1420  *
1421  * Note:
1422  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
1423  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
1424  *
1425  * Return:
1426  *     %false - this request doesn't have any more data
1427  *     %true  - this request has more data
1428  **/
1429 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1430                 unsigned int nr_bytes)
1431 {
1432         int total_bytes;
1433
1434         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1435
1436         if (!req->bio)
1437                 return false;
1438
1439         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1440                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1441                 print_req_error(req, error);
1442
1443         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1444
1445         total_bytes = 0;
1446         while (req->bio) {
1447                 struct bio *bio = req->bio;
1448                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1449
1450                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1451                         req->bio = bio->bi_next;
1452
1453                 /* Completion has already been traced */
1454                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1455                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1456
1457                 total_bytes += bio_bytes;
1458                 nr_bytes -= bio_bytes;
1459
1460                 if (!nr_bytes)
1461                         break;
1462         }
1463
1464         /*
1465          * completely done
1466          */
1467         if (!req->bio) {
1468                 /*
1469                  * Reset counters so that the request stacking driver
1470                  * can find how many bytes remain in the request
1471                  * later.
1472                  */
1473                 req->__data_len = 0;
1474                 return false;
1475         }
1476
1477         req->__data_len -= total_bytes;
1478
1479         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1480         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1481                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1482
1483         /* mixed attributes always follow the first bio */
1484         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1485                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1486                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1487         }
1488
1489         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1490                 /*
1491                  * If total number of sectors is less than the first segment
1492                  * size, something has gone terribly wrong.
1493                  */
1494                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1495                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1496                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1497                 }
1498
1499                 /* recalculate the number of segments */
1500                 blk_recalc_rq_segments(req);
1501         }
1502
1503         return true;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1506
1507 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
1508                      struct bio *bio)
1509 {
1510         if (bio_has_data(bio))
1511                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
1512         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
1513                 rq->nr_phys_segments = 1;
1514
1515         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
1516         rq->bio = rq->biotail = bio;
1517
1518         if (bio->bi_disk)
1519                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
1520 }
1521
1522 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1523 /**
1524  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1525  * @rq: the request to be flushed
1526  *
1527  * Description:
1528  *     Flush all pages in @rq.
1529  */
1530 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1531 {
1532         struct req_iterator iter;
1533         struct bio_vec bvec;
1534
1535         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1536                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1537 }
1538 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1539 #endif
1540
1541 /**
1542  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1543  * @q : the queue of the device being checked
1544  *
1545  * Description:
1546  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1547  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1548  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1549  *
1550  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1551  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1552  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1553  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1554  *    on burst I/O load.
1555  *
1556  * Return:
1557  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1558  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1559  */
1560 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1561 {
1562         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1563                 return q->mq_ops->busy(q);
1564
1565         return 0;
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1568
1569 /**
1570  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1571  * @rq: the clone request to be cleaned up
1572  *
1573  * Description:
1574  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1575  */
1576 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1577 {
1578         struct bio *bio;
1579
1580         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1581                 rq->bio = bio->bi_next;
1582
1583                 bio_put(bio);
1584         }
1585 }
1586 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1587
1588 /*
1589  * Copy attributes of the original request to the clone request.
1590  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
1591  */
1592 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
1593 {
1594         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
1595         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
1596         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1597                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1598                 dst->special_vec = src->special_vec;
1599         }
1600         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
1601         dst->ioprio = src->ioprio;
1602         dst->extra_len = src->extra_len;
1603 }
1604
1605 /**
1606  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1607  * @rq: the request to be setup
1608  * @rq_src: original request to be cloned
1609  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1610  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1611  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1612  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1613  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1614  *
1615  * Description:
1616  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1617  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
1618  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
1619  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1620  *     and the cloned bios just point same pages.
1621  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1622  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1623  */
1624 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1625                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1626                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1627                       void *data)
1628 {
1629         struct bio *bio, *bio_src;
1630
1631         if (!bs)
1632                 bs = &fs_bio_set;
1633
1634         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1635                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1636                 if (!bio)
1637                         goto free_and_out;
1638
1639                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1640                         goto free_and_out;
1641
1642                 if (rq->bio) {
1643                         rq->biotail->bi_next = bio;
1644                         rq->biotail = bio;
1645                 } else
1646                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1647         }
1648
1649         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
1650
1651         return 0;
1652
1653 free_and_out:
1654         if (bio)
1655                 bio_put(bio);
1656         blk_rq_unprep_clone(rq);
1657
1658         return -ENOMEM;
1659 }
1660 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1661
1662 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1663 {
1664         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1665 }
1666 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1667
1668 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
1669 {
1670         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
1671 }
1672 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
1673
1674 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1675                                 unsigned long delay)
1676 {
1677         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1678 }
1679 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1680
1681 /**
1682  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1683  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1684  *
1685  * Description:
1686  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1687  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1688  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1689  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1690  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1691  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1692  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1693  *   the task schedules (see below).
1694  *
1695  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1696  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1697  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1698  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1699  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1700  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1701  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1702  *   this kind of deadlock.
1703  */
1704 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1705 {
1706         struct task_struct *tsk = current;
1707
1708         /*
1709          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1710          */
1711         if (tsk->plug)
1712                 return;
1713
1714         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1715         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1716         plug->rq_count = 0;
1717         plug->multiple_queues = false;
1718
1719         /*
1720          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1721          * preempt will imply a full memory barrier
1722          */
1723         tsk->plug = plug;
1724 }
1725 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1726
1727 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1728 {
1729         LIST_HEAD(callbacks);
1730
1731         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1732                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1733
1734                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1735                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1736                                                           struct blk_plug_cb,
1737                                                           list);
1738                         list_del(&cb->list);
1739                         cb->callback(cb, from_schedule);
1740                 }
1741         }
1742 }
1743
1744 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1745                                       int size)
1746 {
1747         struct blk_plug *plug = current->plug;
1748         struct blk_plug_cb *cb;
1749
1750         if (!plug)
1751                 return NULL;
1752
1753         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1754                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1755                         return cb;
1756
1757         /* Not currently on the callback list */
1758         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1759         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1760         if (cb) {
1761                 cb->data = data;
1762                 cb->callback = unplug;
1763                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1764         }
1765         return cb;
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1768
1769 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1770 {
1771         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1772
1773         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1774                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1775 }
1776
1777 /**
1778  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1779  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1780  *
1781  * Description:
1782  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1783  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1784  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1785  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1786  */
1787 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1788 {
1789         if (plug != current->plug)
1790                 return;
1791         blk_flush_plug_list(plug, false);
1792
1793         current->plug = NULL;
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1796
1797 int __init blk_dev_init(void)
1798 {
1799         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1800         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1801                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
1802         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1803                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
1804
1805         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1806         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1807                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1808         if (!kblockd_workqueue)
1809                 panic("Failed to create kblockd\n");
1810
1811         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1812                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1813
1814 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1815         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1816 #endif
1817
1818         return 0;
1819 }