block: fix surprise removal for drivers calling blk_set_queue_dying
[platform/kernel/linux-rpi.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/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/blk-pm.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/pagemap.h>
24 #include <linux/kernel_stat.h>
25 #include <linux/string.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/completion.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/swap.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/list_sort.h>
34 #include <linux/delay.h>
35 #include <linux/ratelimit.h>
36 #include <linux/pm_runtime.h>
37 #include <linux/blk-cgroup.h>
38 #include <linux/t10-pi.h>
39 #include <linux/debugfs.h>
40 #include <linux/bpf.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/sched/sysctl.h>
43 #include <linux/blk-crypto.h>
44
45 #define CREATE_TRACE_POINTS
46 #include <trace/events/block.h>
47
48 #include "blk.h"
49 #include "blk-mq.h"
50 #include "blk-mq-sched.h"
51 #include "blk-pm.h"
52
53 struct dentry *blk_debugfs_root;
54
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
60 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_insert);
61
62 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         set_bit(flag, &q->queue_flags);
82 }
83 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
84
85 /**
86  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
87  * @flag: flag to be cleared
88  * @q: request queue
89  */
90 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
91 {
92         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
93 }
94 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
95
96 /**
97  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
98  * @flag: flag to be set
99  * @q: request queue
100  *
101  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
102  * the flag was already set.
103  */
104 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
105 {
106         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
107 }
108 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
109
110 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
111 {
112         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
113
114         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
115         rq->q = q;
116         rq->__sector = (sector_t) -1;
117         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
118         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
119         rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
120         rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
121         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
122         rq->part = NULL;
123         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
124 }
125 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
126
127 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
128 static const char *const blk_op_name[] = {
129         REQ_OP_NAME(READ),
130         REQ_OP_NAME(WRITE),
131         REQ_OP_NAME(FLUSH),
132         REQ_OP_NAME(DISCARD),
133         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
134         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
138         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
139         REQ_OP_NAME(ZONE_APPEND),
140         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
141         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
142         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
143         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
144 };
145 #undef REQ_OP_NAME
146
147 /**
148  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
149  * @op: REQ_OP_XXX.
150  *
151  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
152  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
153  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
154  */
155 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
156 {
157         const char *op_str = "UNKNOWN";
158
159         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
160                 op_str = blk_op_name[op];
161
162         return op_str;
163 }
164 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
165
166 static const struct {
167         int             errno;
168         const char      *name;
169 } blk_errors[] = {
170         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
171         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
172         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
173         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
174         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
175         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
176         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
177         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
178         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
179         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
180         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
181         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
182
183         /* device mapper special case, should not leak out: */
184         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
185
186         /* zone device specific errors */
187         [BLK_STS_ZONE_OPEN_RESOURCE]    = { -ETOOMANYREFS, "open zones exceeded" },
188         [BLK_STS_ZONE_ACTIVE_RESOURCE]  = { -EOVERFLOW, "active zones exceeded" },
189
190         /* everything else not covered above: */
191         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
192 };
193
194 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
195 {
196         int i;
197
198         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
199                 if (blk_errors[i].errno == errno)
200                         return (__force blk_status_t)i;
201         }
202
203         return BLK_STS_IOERR;
204 }
205 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
206
207 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
208 {
209         int idx = (__force int)status;
210
211         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
212                 return -EIO;
213         return blk_errors[idx].errno;
214 }
215 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
216
217 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
218                 const char *caller)
219 {
220         int idx = (__force int)status;
221
222         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
223                 return;
224
225         printk_ratelimited(KERN_ERR
226                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
227                 "phys_seg %u prio class %u\n",
228                 caller, blk_errors[idx].name,
229                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
230                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
231                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
232                 req->nr_phys_segments,
233                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
234 }
235
236 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
237                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
238 {
239         if (error)
240                 bio->bi_status = error;
241
242         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
243                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
244
245         bio_advance(bio, nbytes);
246
247         if (req_op(rq) == REQ_OP_ZONE_APPEND && error == BLK_STS_OK) {
248                 /*
249                  * Partial zone append completions cannot be supported as the
250                  * BIO fragments may end up not being written sequentially.
251                  */
252                 if (bio->bi_iter.bi_size)
253                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
254                 else
255                         bio->bi_iter.bi_sector = rq->__sector;
256         }
257
258         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
259         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
260                 bio_endio(bio);
261 }
262
263 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
264 {
265         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
266                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
267                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
268
269         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
270                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
271                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
272         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
273                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
274 }
275 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
276
277 /**
278  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
279  * @q: the queue
280  *
281  * Description:
282  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
283  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
284  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
285  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
286  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
287  *     that its ->submit_bio will not re-add plugging prior to calling
288  *     this function.
289  *
290  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
291  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
292  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
293  *
294  */
295 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
296 {
297         del_timer_sync(&q->timeout);
298         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
299 }
300 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
301
302 /**
303  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
304  * @q: request queue pointer
305  */
306 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
307 {
308         atomic_inc(&q->pm_only);
309 }
310 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
311
312 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
313 {
314         int pm_only;
315
316         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
317         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
318         if (pm_only == 0)
319                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
322
323 /**
324  * blk_put_queue - decrement the request_queue refcount
325  * @q: the request_queue structure to decrement the refcount for
326  *
327  * Decrements the refcount of the request_queue kobject. When this reaches 0
328  * we'll have blk_release_queue() called.
329  *
330  * Context: Any context, but the last reference must not be dropped from
331  *          atomic context.
332  */
333 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
334 {
335         kobject_put(&q->kobj);
336 }
337 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
338
339 void blk_queue_start_drain(struct request_queue *q)
340 {
341         /*
342          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
343          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
344          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
345          */
346         blk_freeze_queue_start(q);
347         if (queue_is_mq(q))
348                 blk_mq_wake_waiters(q);
349         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
350         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
351 }
352
353 /**
354  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
355  * @q: request queue to shutdown
356  *
357  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
358  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
359  *
360  * Context: can sleep
361  */
362 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
363 {
364         /* cannot be called from atomic context */
365         might_sleep();
366
367         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
368
369         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
370         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
371         blk_queue_start_drain(q);
372
373         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
374         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
375
376         /*
377          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
378          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
379          * after draining finished.
380          */
381         blk_freeze_queue(q);
382
383         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
384
385         blk_sync_queue(q);
386         if (queue_is_mq(q)) {
387                 blk_mq_cancel_work_sync(q);
388                 blk_mq_exit_queue(q);
389         }
390
391         /*
392          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
393          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
394          * requests, so free the pool now.
395          *
396          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
397          * it is safe to free requests now.
398          */
399         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
400         if (q->elevator)
401                 blk_mq_sched_free_requests(q);
402         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
403
404         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
405
406         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
407         blk_put_queue(q);
408 }
409 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
410
411 static bool blk_try_enter_queue(struct request_queue *q, bool pm)
412 {
413         rcu_read_lock();
414         if (!percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter))
415                 goto fail;
416
417         /*
418          * The code that increments the pm_only counter must ensure that the
419          * counter is globally visible before the queue is unfrozen.
420          */
421         if (blk_queue_pm_only(q) &&
422             (!pm || queue_rpm_status(q) == RPM_SUSPENDED))
423                 goto fail_put;
424
425         rcu_read_unlock();
426         return true;
427
428 fail_put:
429         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
430 fail:
431         rcu_read_unlock();
432         return false;
433 }
434
435 /**
436  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
437  * @q: request queue pointer
438  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PM
439  */
440 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
441 {
442         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PM;
443
444         while (!blk_try_enter_queue(q, pm)) {
445                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
446                         return -EBUSY;
447
448                 /*
449                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(), we need to
450                  * order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of .q_usage_counter and
451                  * reading .mq_freeze_depth or queue dying flag, otherwise the
452                  * following wait may never return if the two reads are
453                  * reordered.
454                  */
455                 smp_rmb();
456                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
457                            (!q->mq_freeze_depth &&
458                             blk_pm_resume_queue(pm, q)) ||
459                            blk_queue_dying(q));
460                 if (blk_queue_dying(q))
461                         return -ENODEV;
462         }
463
464         return 0;
465 }
466
467 static inline int bio_queue_enter(struct bio *bio)
468 {
469         struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
470         struct request_queue *q = disk->queue;
471
472         while (!blk_try_enter_queue(q, false)) {
473                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) {
474                         if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
475                                 goto dead;
476                         bio_wouldblock_error(bio);
477                         return -EBUSY;
478                 }
479
480                 /*
481                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(), we need to
482                  * order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of .q_usage_counter and
483                  * reading .mq_freeze_depth or queue dying flag, otherwise the
484                  * following wait may never return if the two reads are
485                  * reordered.
486                  */
487                 smp_rmb();
488                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
489                            (!q->mq_freeze_depth &&
490                             blk_pm_resume_queue(false, q)) ||
491                            test_bit(GD_DEAD, &disk->state));
492                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
493                         goto dead;
494         }
495
496         return 0;
497 dead:
498         bio_io_error(bio);
499         return -ENODEV;
500 }
501
502 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
503 {
504         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
505 }
506
507 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
508 {
509         struct request_queue *q =
510                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
511
512         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
513 }
514
515 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
516 {
517         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
518
519         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
520 }
521
522 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
523 {
524 }
525
526 struct request_queue *blk_alloc_queue(int node_id)
527 {
528         struct request_queue *q;
529         int ret;
530
531         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
532                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
533         if (!q)
534                 return NULL;
535
536         q->last_merge = NULL;
537
538         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
539         if (q->id < 0)
540                 goto fail_q;
541
542         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
543         if (ret)
544                 goto fail_id;
545
546         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
547         if (!q->stats)
548                 goto fail_split;
549
550         q->node = node_id;
551
552         atomic_set(&q->nr_active_requests_shared_sbitmap, 0);
553
554         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
555         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
556         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
557 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
558         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
559 #endif
560
561         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
562
563         mutex_init(&q->debugfs_mutex);
564         mutex_init(&q->sysfs_lock);
565         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
566         spin_lock_init(&q->queue_lock);
567
568         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
569         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
570
571         /*
572          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
573          * See blk_register_queue() for details.
574          */
575         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
576                                 blk_queue_usage_counter_release,
577                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
578                 goto fail_stats;
579
580         if (blkcg_init_queue(q))
581                 goto fail_ref;
582
583         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
584         blk_set_default_limits(&q->limits);
585         q->nr_requests = BLKDEV_MAX_RQ;
586
587         return q;
588
589 fail_ref:
590         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
591 fail_stats:
592         blk_free_queue_stats(q->stats);
593 fail_split:
594         bioset_exit(&q->bio_split);
595 fail_id:
596         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
597 fail_q:
598         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
599         return NULL;
600 }
601
602 /**
603  * blk_get_queue - increment the request_queue refcount
604  * @q: the request_queue structure to increment the refcount for
605  *
606  * Increment the refcount of the request_queue kobject.
607  *
608  * Context: Any context.
609  */
610 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
611 {
612         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
613                 __blk_get_queue(q);
614                 return true;
615         }
616
617         return false;
618 }
619 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
620
621 /**
622  * blk_get_request - allocate a request
623  * @q: request queue to allocate a request for
624  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
625  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
626  */
627 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
628                                 blk_mq_req_flags_t flags)
629 {
630         struct request *req;
631
632         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
633         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PM));
634
635         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
636         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
637                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
638
639         return req;
640 }
641 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
642
643 void blk_put_request(struct request *req)
644 {
645         blk_mq_free_request(req);
646 }
647 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
648
649 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
650 {
651         char b[BDEVNAME_SIZE];
652
653         pr_info_ratelimited("attempt to access beyond end of device\n"
654                             "%s: rw=%d, want=%llu, limit=%llu\n",
655                             bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
656                             bio_end_sector(bio), maxsector);
657 }
658
659 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
660
661 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
662
663 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
664 {
665         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
666 }
667 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
668
669 static bool should_fail_request(struct block_device *part, unsigned int bytes)
670 {
671         return part->bd_make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
672 }
673
674 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
675 {
676         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
677                                                 NULL, &fail_make_request);
678
679         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
680 }
681
682 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
683
684 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
685
686 static inline bool should_fail_request(struct block_device *part,
687                                         unsigned int bytes)
688 {
689         return false;
690 }
691
692 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
693
694 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio)
695 {
696         if (op_is_write(bio_op(bio)) && bdev_read_only(bio->bi_bdev)) {
697                 char b[BDEVNAME_SIZE];
698
699                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
700                         return false;
701
702                 WARN_ONCE(1,
703                        "Trying to write to read-only block-device %s (partno %d)\n",
704                         bio_devname(bio, b), bio->bi_bdev->bd_partno);
705                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
706                 return false;
707         }
708
709         return false;
710 }
711
712 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
713 {
714         if (should_fail_request(bdev_whole(bio->bi_bdev), bio->bi_iter.bi_size))
715                 return -EIO;
716         return 0;
717 }
718 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
719
720 /*
721  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
722  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
723  * the device, e.g., when mounting a file system.
724  */
725 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio)
726 {
727         sector_t maxsector = bdev_nr_sectors(bio->bi_bdev);
728         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
729
730         if (nr_sectors && maxsector &&
731             (nr_sectors > maxsector ||
732              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
733                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
734                 return -EIO;
735         }
736         return 0;
737 }
738
739 /*
740  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
741  */
742 static int blk_partition_remap(struct bio *bio)
743 {
744         struct block_device *p = bio->bi_bdev;
745
746         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
747                 return -EIO;
748         if (bio_sectors(bio)) {
749                 bio->bi_iter.bi_sector += p->bd_start_sect;
750                 trace_block_bio_remap(bio, p->bd_dev,
751                                       bio->bi_iter.bi_sector -
752                                       p->bd_start_sect);
753         }
754         bio_set_flag(bio, BIO_REMAPPED);
755         return 0;
756 }
757
758 /*
759  * Check write append to a zoned block device.
760  */
761 static inline blk_status_t blk_check_zone_append(struct request_queue *q,
762                                                  struct bio *bio)
763 {
764         sector_t pos = bio->bi_iter.bi_sector;
765         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
766
767         /* Only applicable to zoned block devices */
768         if (!blk_queue_is_zoned(q))
769                 return BLK_STS_NOTSUPP;
770
771         /* The bio sector must point to the start of a sequential zone */
772         if (pos & (blk_queue_zone_sectors(q) - 1) ||
773             !blk_queue_zone_is_seq(q, pos))
774                 return BLK_STS_IOERR;
775
776         /*
777          * Not allowed to cross zone boundaries. Otherwise, the BIO will be
778          * split and could result in non-contiguous sectors being written in
779          * different zones.
780          */
781         if (nr_sectors > q->limits.chunk_sectors)
782                 return BLK_STS_IOERR;
783
784         /* Make sure the BIO is small enough and will not get split */
785         if (nr_sectors > q->limits.max_zone_append_sectors)
786                 return BLK_STS_IOERR;
787
788         bio->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
789
790         return BLK_STS_OK;
791 }
792
793 static noinline_for_stack bool submit_bio_checks(struct bio *bio)
794 {
795         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
796         struct request_queue *q = bdev->bd_disk->queue;
797         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
798         struct blk_plug *plug;
799
800         might_sleep();
801
802         plug = blk_mq_plug(q, bio);
803         if (plug && plug->nowait)
804                 bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
805
806         /*
807          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
808          * if queue does not support NOWAIT.
809          */
810         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !blk_queue_nowait(q))
811                 goto not_supported;
812
813         if (should_fail_bio(bio))
814                 goto end_io;
815         if (unlikely(bio_check_ro(bio)))
816                 goto end_io;
817         if (!bio_flagged(bio, BIO_REMAPPED)) {
818                 if (unlikely(bio_check_eod(bio)))
819                         goto end_io;
820                 if (bdev->bd_partno && unlikely(blk_partition_remap(bio)))
821                         goto end_io;
822         }
823
824         /*
825          * Filter flush bio's early so that bio based drivers without flush
826          * support don't have to worry about them.
827          */
828         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
829             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
830                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
831                 if (!bio_sectors(bio)) {
832                         status = BLK_STS_OK;
833                         goto end_io;
834                 }
835         }
836
837         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
838                 bio_clear_hipri(bio);
839
840         switch (bio_op(bio)) {
841         case REQ_OP_DISCARD:
842                 if (!blk_queue_discard(q))
843                         goto not_supported;
844                 break;
845         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
846                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
847                         goto not_supported;
848                 break;
849         case REQ_OP_WRITE_SAME:
850                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
851                         goto not_supported;
852                 break;
853         case REQ_OP_ZONE_APPEND:
854                 status = blk_check_zone_append(q, bio);
855                 if (status != BLK_STS_OK)
856                         goto end_io;
857                 break;
858         case REQ_OP_ZONE_RESET:
859         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
860         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
861         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
862                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
863                         goto not_supported;
864                 break;
865         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
866                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
867                         goto not_supported;
868                 break;
869         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
870                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
871                         goto not_supported;
872                 break;
873         default:
874                 break;
875         }
876
877         /*
878          * Various block parts want %current->io_context, so allocate it up
879          * front rather than dealing with lots of pain to allocate it only
880          * where needed. This may fail and the block layer knows how to live
881          * with it.
882          */
883         if (unlikely(!current->io_context))
884                 create_task_io_context(current, GFP_ATOMIC, q->node);
885
886         if (blk_throtl_bio(bio))
887                 return false;
888
889         blk_cgroup_bio_start(bio);
890         blkcg_bio_issue_init(bio);
891
892         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
893                 trace_block_bio_queue(bio);
894                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
895                  * completion as well.
896                  */
897                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
898         }
899         return true;
900
901 not_supported:
902         status = BLK_STS_NOTSUPP;
903 end_io:
904         bio->bi_status = status;
905         bio_endio(bio);
906         return false;
907 }
908
909 static blk_qc_t __submit_bio(struct bio *bio)
910 {
911         struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
912         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
913
914         if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
915                 return BLK_QC_T_NONE;
916
917         if (!submit_bio_checks(bio) || !blk_crypto_bio_prep(&bio))
918                 goto queue_exit;
919         if (disk->fops->submit_bio) {
920                 ret = disk->fops->submit_bio(bio);
921                 goto queue_exit;
922         }
923         return blk_mq_submit_bio(bio);
924
925 queue_exit:
926         blk_queue_exit(disk->queue);
927         return ret;
928 }
929
930 /*
931  * The loop in this function may be a bit non-obvious, and so deserves some
932  * explanation:
933  *
934  *  - Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers ensure
935  *    that), so we have a list with a single bio.
936  *  - We pretend that we have just taken it off a longer list, so we assign
937  *    bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack, thus initialising the
938  *    bio_list of new bios to be added.  ->submit_bio() may indeed add some more
939  *    bios through a recursive call to submit_bio_noacct.  If it did, we find a
940  *    non-NULL value in bio_list and re-enter the loop from the top.
941  *  - In this case we really did just take the bio of the top of the list (no
942  *    pretending) and so remove it from bio_list, and call into ->submit_bio()
943  *    again.
944  *
945  * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current ->submit_bio.
946  * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before the current
947  *      ->submit_bio_bio, but that haven't been processed yet.
948  */
949 static blk_qc_t __submit_bio_noacct(struct bio *bio)
950 {
951         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
952         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
953
954         BUG_ON(bio->bi_next);
955
956         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
957         current->bio_list = bio_list_on_stack;
958
959         do {
960                 struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
961                 struct bio_list lower, same;
962
963                 /*
964                  * Create a fresh bio_list for all subordinate requests.
965                  */
966                 bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
967                 bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
968
969                 ret = __submit_bio(bio);
970
971                 /*
972                  * Sort new bios into those for a lower level and those for the
973                  * same level.
974                  */
975                 bio_list_init(&lower);
976                 bio_list_init(&same);
977                 while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
978                         if (q == bio->bi_bdev->bd_disk->queue)
979                                 bio_list_add(&same, bio);
980                         else
981                                 bio_list_add(&lower, bio);
982
983                 /*
984                  * Now assemble so we handle the lowest level first.
985                  */
986                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
987                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
988                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
989         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])));
990
991         current->bio_list = NULL;
992         return ret;
993 }
994
995 static blk_qc_t __submit_bio_noacct_mq(struct bio *bio)
996 {
997         struct bio_list bio_list[2] = { };
998         blk_qc_t ret;
999
1000         current->bio_list = bio_list;
1001
1002         do {
1003                 ret = __submit_bio(bio);
1004         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list[0])));
1005
1006         current->bio_list = NULL;
1007         return ret;
1008 }
1009
1010 /**
1011  * submit_bio_noacct - re-submit a bio to the block device layer for I/O
1012  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1013  *
1014  * This is a version of submit_bio() that shall only be used for I/O that is
1015  * resubmitted to lower level drivers by stacking block drivers.  All file
1016  * systems and other upper level users of the block layer should use
1017  * submit_bio() instead.
1018  */
1019 blk_qc_t submit_bio_noacct(struct bio *bio)
1020 {
1021         /*
1022          * We only want one ->submit_bio to be active at a time, else stack
1023          * usage with stacked devices could be a problem.  Use current->bio_list
1024          * to collect a list of requests submited by a ->submit_bio method while
1025          * it is active, and then process them after it returned.
1026          */
1027         if (current->bio_list) {
1028                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1029                 return BLK_QC_T_NONE;
1030         }
1031
1032         if (!bio->bi_bdev->bd_disk->fops->submit_bio)
1033                 return __submit_bio_noacct_mq(bio);
1034         return __submit_bio_noacct(bio);
1035 }
1036 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_noacct);
1037
1038 /**
1039  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1040  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1041  *
1042  * submit_bio() is used to submit I/O requests to block devices.  It is passed a
1043  * fully set up &struct bio that describes the I/O that needs to be done.  The
1044  * bio will be send to the device described by the bi_bdev field.
1045  *
1046  * The success/failure status of the request, along with notification of
1047  * completion, is delivered asynchronously through the ->bi_end_io() callback
1048  * in @bio.  The bio must NOT be touched by thecaller until ->bi_end_io() has
1049  * been called.
1050  */
1051 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1052 {
1053         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1054                 return BLK_QC_T_NONE;
1055
1056         /*
1057          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1058          * go through the normal accounting stuff before submission.
1059          */
1060         if (bio_has_data(bio)) {
1061                 unsigned int count;
1062
1063                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1064                         count = queue_logical_block_size(
1065                                         bio->bi_bdev->bd_disk->queue) >> 9;
1066                 else
1067                         count = bio_sectors(bio);
1068
1069                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1070                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1071                 } else {
1072                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1073                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1074                 }
1075         }
1076
1077         /*
1078          * If we're reading data that is part of the userspace workingset, count
1079          * submission time as memory stall.  When the device is congested, or
1080          * the submitting cgroup IO-throttled, submission can be a significant
1081          * part of overall IO time.
1082          */
1083         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_READ &&
1084             bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))) {
1085                 unsigned long pflags;
1086                 blk_qc_t ret;
1087
1088                 psi_memstall_enter(&pflags);
1089                 ret = submit_bio_noacct(bio);
1090                 psi_memstall_leave(&pflags);
1091
1092                 return ret;
1093         }
1094
1095         return submit_bio_noacct(bio);
1096 }
1097 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1098
1099 /**
1100  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1101  *                              for the new queue limits
1102  * @q:  the queue
1103  * @rq: the request being checked
1104  *
1105  * Description:
1106  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1107  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1108  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1109  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1110  *    the insertion using this generic function.
1111  *
1112  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1113  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1114  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1115  */
1116 static blk_status_t blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1117                                       struct request *rq)
1118 {
1119         unsigned int max_sectors = blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1120
1121         if (blk_rq_sectors(rq) > max_sectors) {
1122                 /*
1123                  * SCSI device does not have a good way to return if
1124                  * Write Same/Zero is actually supported. If a device rejects
1125                  * a non-read/write command (discard, write same,etc.) the
1126                  * low-level device driver will set the relevant queue limit to
1127                  * 0 to prevent blk-lib from issuing more of the offending
1128                  * operations. Commands queued prior to the queue limit being
1129                  * reset need to be completed with BLK_STS_NOTSUPP to avoid I/O
1130                  * errors being propagated to upper layers.
1131                  */
1132                 if (max_sectors == 0)
1133                         return BLK_STS_NOTSUPP;
1134
1135                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1136                         __func__, blk_rq_sectors(rq), max_sectors);
1137                 return BLK_STS_IOERR;
1138         }
1139
1140         /*
1141          * The queue settings related to segment counting may differ from the
1142          * original queue.
1143          */
1144         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1145         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1146                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1147                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1148                 return BLK_STS_IOERR;
1149         }
1150
1151         return BLK_STS_OK;
1152 }
1153
1154 /**
1155  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1156  * @q:  the queue to submit the request
1157  * @rq: the request being queued
1158  */
1159 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1160 {
1161         blk_status_t ret;
1162
1163         ret = blk_cloned_rq_check_limits(q, rq);
1164         if (ret != BLK_STS_OK)
1165                 return ret;
1166
1167         if (rq->rq_disk &&
1168             should_fail_request(rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1169                 return BLK_STS_IOERR;
1170
1171         if (blk_crypto_insert_cloned_request(rq))
1172                 return BLK_STS_IOERR;
1173
1174         if (blk_queue_io_stat(q))
1175                 blk_account_io_start(rq);
1176
1177         /*
1178          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1179          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1180          * insert.
1181          */
1182         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1185
1186 /**
1187  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1188  * @rq: request to examine
1189  *
1190  * Description:
1191  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1192  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1193  *     can be failed from the beginning of the request without
1194  *     crossing into area which need to be retried further.
1195  *
1196  * Return:
1197  *     The number of bytes to fail.
1198  */
1199 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1200 {
1201         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1202         unsigned int bytes = 0;
1203         struct bio *bio;
1204
1205         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1206                 return blk_rq_bytes(rq);
1207
1208         /*
1209          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1210          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1211          * which have all the failfast bits that the first one has -
1212          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1213          * one.
1214          */
1215         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1216                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1217                         break;
1218                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1219         }
1220
1221         /* this could lead to infinite loop */
1222         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1223         return bytes;
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1226
1227 static void update_io_ticks(struct block_device *part, unsigned long now,
1228                 bool end)
1229 {
1230         unsigned long stamp;
1231 again:
1232         stamp = READ_ONCE(part->bd_stamp);
1233         if (unlikely(time_after(now, stamp))) {
1234                 if (likely(cmpxchg(&part->bd_stamp, stamp, now) == stamp))
1235                         __part_stat_add(part, io_ticks, end ? now - stamp : 1);
1236         }
1237         if (part->bd_partno) {
1238                 part = bdev_whole(part);
1239                 goto again;
1240         }
1241 }
1242
1243 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1244 {
1245         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1246                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1247
1248                 part_stat_lock();
1249                 part_stat_add(req->part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1250                 part_stat_unlock();
1251         }
1252 }
1253
1254 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1255 {
1256         /*
1257          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1258          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1259          * containing request is enough.
1260          */
1261         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1262             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1263                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1264
1265                 part_stat_lock();
1266                 update_io_ticks(req->part, jiffies, true);
1267                 part_stat_inc(req->part, ios[sgrp]);
1268                 part_stat_add(req->part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1269                 part_stat_unlock();
1270         }
1271 }
1272
1273 void blk_account_io_start(struct request *rq)
1274 {
1275         if (!blk_do_io_stat(rq))
1276                 return;
1277
1278         /* passthrough requests can hold bios that do not have ->bi_bdev set */
1279         if (rq->bio && rq->bio->bi_bdev)
1280                 rq->part = rq->bio->bi_bdev;
1281         else
1282                 rq->part = rq->rq_disk->part0;
1283
1284         part_stat_lock();
1285         update_io_ticks(rq->part, jiffies, false);
1286         part_stat_unlock();
1287 }
1288
1289 static unsigned long __part_start_io_acct(struct block_device *part,
1290                                           unsigned int sectors, unsigned int op,
1291                                           unsigned long start_time)
1292 {
1293         const int sgrp = op_stat_group(op);
1294
1295         part_stat_lock();
1296         update_io_ticks(part, start_time, false);
1297         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1298         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1299         part_stat_local_inc(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1300         part_stat_unlock();
1301
1302         return start_time;
1303 }
1304
1305 /**
1306  * bio_start_io_acct_time - start I/O accounting for bio based drivers
1307  * @bio:        bio to start account for
1308  * @start_time: start time that should be passed back to bio_end_io_acct().
1309  */
1310 void bio_start_io_acct_time(struct bio *bio, unsigned long start_time)
1311 {
1312         __part_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_sectors(bio),
1313                              bio_op(bio), start_time);
1314 }
1315 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_start_io_acct_time);
1316
1317 /**
1318  * bio_start_io_acct - start I/O accounting for bio based drivers
1319  * @bio:        bio to start account for
1320  *
1321  * Returns the start time that should be passed back to bio_end_io_acct().
1322  */
1323 unsigned long bio_start_io_acct(struct bio *bio)
1324 {
1325         return __part_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_sectors(bio),
1326                                     bio_op(bio), jiffies);
1327 }
1328 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_start_io_acct);
1329
1330 unsigned long disk_start_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int sectors,
1331                                  unsigned int op)
1332 {
1333         return __part_start_io_acct(disk->part0, sectors, op, jiffies);
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(disk_start_io_acct);
1336
1337 static void __part_end_io_acct(struct block_device *part, unsigned int op,
1338                                unsigned long start_time)
1339 {
1340         const int sgrp = op_stat_group(op);
1341         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1342         unsigned long duration = now - start_time;
1343
1344         part_stat_lock();
1345         update_io_ticks(part, now, true);
1346         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1347         part_stat_local_dec(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1348         part_stat_unlock();
1349 }
1350
1351 void bio_end_io_acct_remapped(struct bio *bio, unsigned long start_time,
1352                 struct block_device *orig_bdev)
1353 {
1354         __part_end_io_acct(orig_bdev, bio_op(bio), start_time);
1355 }
1356 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_end_io_acct_remapped);
1357
1358 void disk_end_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int op,
1359                       unsigned long start_time)
1360 {
1361         __part_end_io_acct(disk->part0, op, start_time);
1362 }
1363 EXPORT_SYMBOL(disk_end_io_acct);
1364
1365 /*
1366  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1367  * The request must not have been partially completed before.
1368  */
1369 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1370 {
1371         if (rq->bio) {
1372                 if (list->tail)
1373                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1374                 else
1375                         list->head = rq->bio;
1376                 list->tail = rq->biotail;
1377
1378                 rq->bio = NULL;
1379                 rq->biotail = NULL;
1380         }
1381
1382         rq->__data_len = 0;
1383 }
1384 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1385
1386 /**
1387  * blk_update_request - Complete multiple bytes without completing the request
1388  * @req:      the request being processed
1389  * @error:    block status code
1390  * @nr_bytes: number of bytes to complete for @req
1391  *
1392  * Description:
1393  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1394  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1395  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1396  *
1397  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1398  *     %false return from this function.
1399  *
1400  * Note:
1401  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in this function
1402  *      except in the consistency check at the end of this function.
1403  *
1404  * Return:
1405  *     %false - this request doesn't have any more data
1406  *     %true  - this request has more data
1407  **/
1408 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1409                 unsigned int nr_bytes)
1410 {
1411         int total_bytes;
1412
1413         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1414
1415         if (!req->bio)
1416                 return false;
1417
1418 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1419         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1420             error == BLK_STS_OK)
1421                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1422 #endif
1423
1424         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1425                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1426                 print_req_error(req, error, __func__);
1427
1428         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1429
1430         total_bytes = 0;
1431         while (req->bio) {
1432                 struct bio *bio = req->bio;
1433                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1434
1435                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1436                         req->bio = bio->bi_next;
1437
1438                 /* Completion has already been traced */
1439                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1440                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1441
1442                 total_bytes += bio_bytes;
1443                 nr_bytes -= bio_bytes;
1444
1445                 if (!nr_bytes)
1446                         break;
1447         }
1448
1449         /*
1450          * completely done
1451          */
1452         if (!req->bio) {
1453                 /*
1454                  * Reset counters so that the request stacking driver
1455                  * can find how many bytes remain in the request
1456                  * later.
1457                  */
1458                 req->__data_len = 0;
1459                 return false;
1460         }
1461
1462         req->__data_len -= total_bytes;
1463
1464         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1465         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1466                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1467
1468         /* mixed attributes always follow the first bio */
1469         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1470                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1471                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1472         }
1473
1474         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1475                 /*
1476                  * If total number of sectors is less than the first segment
1477                  * size, something has gone terribly wrong.
1478                  */
1479                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1480                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1481                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1482                 }
1483
1484                 /* recalculate the number of segments */
1485                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1486         }
1487
1488         return true;
1489 }
1490 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1491
1492 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1493 /**
1494  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1495  * @rq: the request to be flushed
1496  *
1497  * Description:
1498  *     Flush all pages in @rq.
1499  */
1500 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1501 {
1502         struct req_iterator iter;
1503         struct bio_vec bvec;
1504
1505         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1506                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1507 }
1508 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1509 #endif
1510
1511 /**
1512  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1513  * @q : the queue of the device being checked
1514  *
1515  * Description:
1516  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1517  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1518  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1519  *
1520  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1521  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1522  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1523  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1524  *    on burst I/O load.
1525  *
1526  * Return:
1527  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1528  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1529  */
1530 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1531 {
1532         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1533                 return q->mq_ops->busy(q);
1534
1535         return 0;
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1538
1539 /**
1540  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1541  * @rq: the clone request to be cleaned up
1542  *
1543  * Description:
1544  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1545  */
1546 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1547 {
1548         struct bio *bio;
1549
1550         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1551                 rq->bio = bio->bi_next;
1552
1553                 bio_put(bio);
1554         }
1555 }
1556 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1557
1558 /**
1559  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1560  * @rq: the request to be setup
1561  * @rq_src: original request to be cloned
1562  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1563  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1564  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1565  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1566  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1567  *
1568  * Description:
1569  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
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                 bio = NULL;
1600         }
1601
1602         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1603         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1604         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1605         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1606                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1607                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1608         }
1609         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1610         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1611
1612         if (rq->bio && blk_crypto_rq_bio_prep(rq, rq->bio, gfp_mask) < 0)
1613                 goto free_and_out;
1614
1615         return 0;
1616
1617 free_and_out:
1618         if (bio)
1619                 bio_put(bio);
1620         blk_rq_unprep_clone(rq);
1621
1622         return -ENOMEM;
1623 }
1624 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1625
1626 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1627 {
1628         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1629 }
1630 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1631
1632 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1633                                 unsigned long delay)
1634 {
1635         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1638
1639 /**
1640  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1641  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1642  *
1643  * Description:
1644  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1645  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1646  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1647  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1648  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1649  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1650  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1651  *   the task schedules (see below).
1652  *
1653  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1654  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1655  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1656  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1657  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1658  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1659  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1660  *   this kind of deadlock.
1661  */
1662 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1663 {
1664         struct task_struct *tsk = current;
1665
1666         /*
1667          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1668          */
1669         if (tsk->plug)
1670                 return;
1671
1672         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1673         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1674         plug->rq_count = 0;
1675         plug->multiple_queues = false;
1676         plug->nowait = false;
1677
1678         /*
1679          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1680          * preempt will imply a full memory barrier
1681          */
1682         tsk->plug = plug;
1683 }
1684 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1685
1686 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1687 {
1688         LIST_HEAD(callbacks);
1689
1690         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1691                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1692
1693                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1694                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1695                                                           struct blk_plug_cb,
1696                                                           list);
1697                         list_del(&cb->list);
1698                         cb->callback(cb, from_schedule);
1699                 }
1700         }
1701 }
1702
1703 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1704                                       int size)
1705 {
1706         struct blk_plug *plug = current->plug;
1707         struct blk_plug_cb *cb;
1708
1709         if (!plug)
1710                 return NULL;
1711
1712         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1713                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1714                         return cb;
1715
1716         /* Not currently on the callback list */
1717         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1718         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1719         if (cb) {
1720                 cb->data = data;
1721                 cb->callback = unplug;
1722                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1723         }
1724         return cb;
1725 }
1726 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1727
1728 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1729 {
1730         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1731
1732         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1733                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1734 }
1735
1736 /**
1737  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1738  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1739  *
1740  * Description:
1741  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1742  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1743  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1744  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1745  */
1746 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1747 {
1748         if (plug != current->plug)
1749                 return;
1750         blk_flush_plug_list(plug, false);
1751
1752         current->plug = NULL;
1753 }
1754 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1755
1756 void blk_io_schedule(void)
1757 {
1758         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1759         unsigned long timeout = sysctl_hung_task_timeout_secs * HZ / 2;
1760
1761         if (timeout)
1762                 io_schedule_timeout(timeout);
1763         else
1764                 io_schedule();
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_io_schedule);
1767
1768 int __init blk_dev_init(void)
1769 {
1770         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1771         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1772                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1773         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1774                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1775
1776         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1777         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1778                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1779         if (!kblockd_workqueue)
1780                 panic("Failed to create kblockd\n");
1781
1782         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1783                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1784
1785         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1786
1787         return 0;
1788 }