Merge tag 'dt-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[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 #include "blk-rq-qos.h"
53
54 struct dentry *blk_debugfs_root;
55
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
57 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
58 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
59 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
60 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
61 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_insert);
62
63 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
64
65 /*
66  * For queue allocation
67  */
68 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
69
70 /*
71  * Controlling structure to kblockd
72  */
73 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
74
75 /**
76  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
77  * @flag: flag to be set
78  * @q: request queue
79  */
80 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
81 {
82         set_bit(flag, &q->queue_flags);
83 }
84 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
85
86 /**
87  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
88  * @flag: flag to be cleared
89  * @q: request queue
90  */
91 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
92 {
93         clear_bit(flag, &q->queue_flags);
94 }
95 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
96
97 /**
98  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
99  * @flag: flag to be set
100  * @q: request queue
101  *
102  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
103  * the flag was already set.
104  */
105 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
106 {
107         return test_and_set_bit(flag, &q->queue_flags);
108 }
109 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
110
111 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
112 {
113         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
114
115         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
116         rq->q = q;
117         rq->__sector = (sector_t) -1;
118         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
119         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
120         rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
121         rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
122         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
123         rq->part = NULL;
124         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
125 }
126 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
127
128 #define REQ_OP_NAME(name) [REQ_OP_##name] = #name
129 static const char *const blk_op_name[] = {
130         REQ_OP_NAME(READ),
131         REQ_OP_NAME(WRITE),
132         REQ_OP_NAME(FLUSH),
133         REQ_OP_NAME(DISCARD),
134         REQ_OP_NAME(SECURE_ERASE),
135         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET),
136         REQ_OP_NAME(ZONE_RESET_ALL),
137         REQ_OP_NAME(ZONE_OPEN),
138         REQ_OP_NAME(ZONE_CLOSE),
139         REQ_OP_NAME(ZONE_FINISH),
140         REQ_OP_NAME(ZONE_APPEND),
141         REQ_OP_NAME(WRITE_SAME),
142         REQ_OP_NAME(WRITE_ZEROES),
143         REQ_OP_NAME(DRV_IN),
144         REQ_OP_NAME(DRV_OUT),
145 };
146 #undef REQ_OP_NAME
147
148 /**
149  * blk_op_str - Return string XXX in the REQ_OP_XXX.
150  * @op: REQ_OP_XXX.
151  *
152  * Description: Centralize block layer function to convert REQ_OP_XXX into
153  * string format. Useful in the debugging and tracing bio or request. For
154  * invalid REQ_OP_XXX it returns string "UNKNOWN".
155  */
156 inline const char *blk_op_str(unsigned int op)
157 {
158         const char *op_str = "UNKNOWN";
159
160         if (op < ARRAY_SIZE(blk_op_name) && blk_op_name[op])
161                 op_str = blk_op_name[op];
162
163         return op_str;
164 }
165 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_op_str);
166
167 static const struct {
168         int             errno;
169         const char      *name;
170 } blk_errors[] = {
171         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
172         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
173         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
174         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
175         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
176         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
177         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
178         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
179         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
180         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
181         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
182         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
183
184         /* device mapper special case, should not leak out: */
185         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
186
187         /* zone device specific errors */
188         [BLK_STS_ZONE_OPEN_RESOURCE]    = { -ETOOMANYREFS, "open zones exceeded" },
189         [BLK_STS_ZONE_ACTIVE_RESOURCE]  = { -EOVERFLOW, "active zones exceeded" },
190
191         /* everything else not covered above: */
192         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
193 };
194
195 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
196 {
197         int i;
198
199         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
200                 if (blk_errors[i].errno == errno)
201                         return (__force blk_status_t)i;
202         }
203
204         return BLK_STS_IOERR;
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
207
208 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
209 {
210         int idx = (__force int)status;
211
212         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
213                 return -EIO;
214         return blk_errors[idx].errno;
215 }
216 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
217
218 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status,
219                 const char *caller)
220 {
221         int idx = (__force int)status;
222
223         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
224                 return;
225
226         printk_ratelimited(KERN_ERR
227                 "%s: %s error, dev %s, sector %llu op 0x%x:(%s) flags 0x%x "
228                 "phys_seg %u prio class %u\n",
229                 caller, blk_errors[idx].name,
230                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
231                 blk_rq_pos(req), req_op(req), blk_op_str(req_op(req)),
232                 req->cmd_flags & ~REQ_OP_MASK,
233                 req->nr_phys_segments,
234                 IOPRIO_PRIO_CLASS(req->ioprio));
235 }
236
237 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
238                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
239 {
240         if (error)
241                 bio->bi_status = error;
242
243         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
244                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
245
246         bio_advance(bio, nbytes);
247
248         if (req_op(rq) == REQ_OP_ZONE_APPEND && error == BLK_STS_OK) {
249                 /*
250                  * Partial zone append completions cannot be supported as the
251                  * BIO fragments may end up not being written sequentially.
252                  */
253                 if (bio->bi_iter.bi_size)
254                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
255                 else
256                         bio->bi_iter.bi_sector = rq->__sector;
257         }
258
259         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
260         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
261                 bio_endio(bio);
262 }
263
264 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
265 {
266         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
267                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
268                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
269
270         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
271                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
272                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
273         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
274                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
277
278 /**
279  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
280  * @q: the queue
281  *
282  * Description:
283  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
284  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
285  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
286  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
287  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
288  *     that its ->submit_bio will not re-add plugging prior to calling
289  *     this function.
290  *
291  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
292  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
293  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
294  *
295  */
296 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
297 {
298         del_timer_sync(&q->timeout);
299         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
302
303 /**
304  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
305  * @q: request queue pointer
306  */
307 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
308 {
309         atomic_inc(&q->pm_only);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
312
313 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
314 {
315         int pm_only;
316
317         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
318         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
319         if (pm_only == 0)
320                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
321 }
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
323
324 /**
325  * blk_put_queue - decrement the request_queue refcount
326  * @q: the request_queue structure to decrement the refcount for
327  *
328  * Decrements the refcount of the request_queue kobject. When this reaches 0
329  * we'll have blk_release_queue() called.
330  *
331  * Context: Any context, but the last reference must not be dropped from
332  *          atomic context.
333  */
334 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
335 {
336         kobject_put(&q->kobj);
337 }
338 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
339
340 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
341 {
342         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
343
344         /*
345          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
346          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
347          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
348          */
349         blk_freeze_queue_start(q);
350
351         if (queue_is_mq(q))
352                 blk_mq_wake_waiters(q);
353
354         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
355         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
356 }
357 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
358
359 /**
360  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
361  * @q: request queue to shutdown
362  *
363  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
364  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
365  *
366  * Context: can sleep
367  */
368 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
369 {
370         /* cannot be called from atomic context */
371         might_sleep();
372
373         WARN_ON_ONCE(blk_queue_registered(q));
374
375         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
376         blk_set_queue_dying(q);
377
378         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
379         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
380
381         /*
382          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
383          * prevent that blk_mq_run_hw_queues() accesses the hardware queues
384          * after draining finished.
385          */
386         blk_freeze_queue(q);
387
388         rq_qos_exit(q);
389
390         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
391
392         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
393         blk_flush_integrity();
394
395         blk_sync_queue(q);
396         if (queue_is_mq(q))
397                 blk_mq_exit_queue(q);
398
399         /*
400          * In theory, request pool of sched_tags belongs to request queue.
401          * However, the current implementation requires tag_set for freeing
402          * requests, so free the pool now.
403          *
404          * Queue has become frozen, there can't be any in-queue requests, so
405          * it is safe to free requests now.
406          */
407         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
408         if (q->elevator)
409                 blk_mq_sched_free_requests(q);
410         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
411
412         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
413
414         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
415         blk_put_queue(q);
416 }
417 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
418
419 /**
420  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
421  * @q: request queue pointer
422  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PM
423  */
424 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
425 {
426         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PM;
427
428         while (true) {
429                 bool success = false;
430
431                 rcu_read_lock();
432                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
433                         /*
434                          * The code that increments the pm_only counter is
435                          * responsible for ensuring that that counter is
436                          * globally visible before the queue is unfrozen.
437                          */
438                         if ((pm && queue_rpm_status(q) != RPM_SUSPENDED) ||
439                             !blk_queue_pm_only(q)) {
440                                 success = true;
441                         } else {
442                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
443                         }
444                 }
445                 rcu_read_unlock();
446
447                 if (success)
448                         return 0;
449
450                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
451                         return -EBUSY;
452
453                 /*
454                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
455                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
456                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
457                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
458                  * never return if the two reads are reordered.
459                  */
460                 smp_rmb();
461
462                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
463                            (!q->mq_freeze_depth &&
464                             blk_pm_resume_queue(pm, q)) ||
465                            blk_queue_dying(q));
466                 if (blk_queue_dying(q))
467                         return -ENODEV;
468         }
469 }
470
471 static inline int bio_queue_enter(struct bio *bio)
472 {
473         struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
474         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
475         int ret;
476
477         ret = blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0);
478         if (unlikely(ret)) {
479                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
480                         bio_wouldblock_error(bio);
481                 else
482                         bio_io_error(bio);
483         }
484
485         return ret;
486 }
487
488 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
489 {
490         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
491 }
492
493 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
494 {
495         struct request_queue *q =
496                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
497
498         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
499 }
500
501 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
502 {
503         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
504
505         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
506 }
507
508 static void blk_timeout_work(struct work_struct *work)
509 {
510 }
511
512 struct request_queue *blk_alloc_queue(int node_id)
513 {
514         struct request_queue *q;
515         int ret;
516
517         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
518                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);
519         if (!q)
520                 return NULL;
521
522         q->last_merge = NULL;
523
524         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, GFP_KERNEL);
525         if (q->id < 0)
526                 goto fail_q;
527
528         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, 0);
529         if (ret)
530                 goto fail_id;
531
532         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
533         if (!q->stats)
534                 goto fail_split;
535
536         q->node = node_id;
537
538         atomic_set(&q->nr_active_requests_shared_sbitmap, 0);
539
540         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
541         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
542         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
543 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
544         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
545 #endif
546
547         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
548
549         mutex_init(&q->debugfs_mutex);
550         mutex_init(&q->sysfs_lock);
551         mutex_init(&q->sysfs_dir_lock);
552         spin_lock_init(&q->queue_lock);
553
554         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
555         mutex_init(&q->mq_freeze_lock);
556
557         /*
558          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
559          * See blk_register_queue() for details.
560          */
561         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
562                                 blk_queue_usage_counter_release,
563                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
564                 goto fail_stats;
565
566         if (blkcg_init_queue(q))
567                 goto fail_ref;
568
569         blk_queue_dma_alignment(q, 511);
570         blk_set_default_limits(&q->limits);
571         q->nr_requests = BLKDEV_MAX_RQ;
572
573         return q;
574
575 fail_ref:
576         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
577 fail_stats:
578         blk_free_queue_stats(q->stats);
579 fail_split:
580         bioset_exit(&q->bio_split);
581 fail_id:
582         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
583 fail_q:
584         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
585         return NULL;
586 }
587
588 /**
589  * blk_get_queue - increment the request_queue refcount
590  * @q: the request_queue structure to increment the refcount for
591  *
592  * Increment the refcount of the request_queue kobject.
593  *
594  * Context: Any context.
595  */
596 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
597 {
598         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
599                 __blk_get_queue(q);
600                 return true;
601         }
602
603         return false;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
606
607 /**
608  * blk_get_request - allocate a request
609  * @q: request queue to allocate a request for
610  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
611  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
612  */
613 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
614                                 blk_mq_req_flags_t flags)
615 {
616         struct request *req;
617
618         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
619         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PM));
620
621         req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
622         if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
623                 q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
624
625         return req;
626 }
627 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
628
629 void blk_put_request(struct request *req)
630 {
631         blk_mq_free_request(req);
632 }
633 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
634
635 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
636 {
637         char b[BDEVNAME_SIZE];
638
639         pr_info_ratelimited("attempt to access beyond end of device\n"
640                             "%s: rw=%d, want=%llu, limit=%llu\n",
641                             bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
642                             bio_end_sector(bio), maxsector);
643 }
644
645 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
646
647 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
648
649 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
650 {
651         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
652 }
653 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
654
655 static bool should_fail_request(struct block_device *part, unsigned int bytes)
656 {
657         return part->bd_make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
658 }
659
660 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
661 {
662         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
663                                                 NULL, &fail_make_request);
664
665         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
666 }
667
668 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
669
670 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
671
672 static inline bool should_fail_request(struct block_device *part,
673                                         unsigned int bytes)
674 {
675         return false;
676 }
677
678 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
679
680 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio)
681 {
682         if (op_is_write(bio_op(bio)) && bdev_read_only(bio->bi_bdev)) {
683                 char b[BDEVNAME_SIZE];
684
685                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
686                         return false;
687
688                 WARN_ONCE(1,
689                        "Trying to write to read-only block-device %s (partno %d)\n",
690                         bio_devname(bio, b), bio->bi_bdev->bd_partno);
691                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
692                 return false;
693         }
694
695         return false;
696 }
697
698 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
699 {
700         if (should_fail_request(bdev_whole(bio->bi_bdev), bio->bi_iter.bi_size))
701                 return -EIO;
702         return 0;
703 }
704 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
705
706 /*
707  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
708  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
709  * the device, e.g., when mounting a file system.
710  */
711 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio)
712 {
713         sector_t maxsector = bdev_nr_sectors(bio->bi_bdev);
714         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
715
716         if (nr_sectors && maxsector &&
717             (nr_sectors > maxsector ||
718              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
719                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
720                 return -EIO;
721         }
722         return 0;
723 }
724
725 /*
726  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
727  */
728 static int blk_partition_remap(struct bio *bio)
729 {
730         struct block_device *p = bio->bi_bdev;
731
732         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
733                 return -EIO;
734         if (bio_sectors(bio)) {
735                 bio->bi_iter.bi_sector += p->bd_start_sect;
736                 trace_block_bio_remap(bio, p->bd_dev,
737                                       bio->bi_iter.bi_sector -
738                                       p->bd_start_sect);
739         }
740         bio_set_flag(bio, BIO_REMAPPED);
741         return 0;
742 }
743
744 /*
745  * Check write append to a zoned block device.
746  */
747 static inline blk_status_t blk_check_zone_append(struct request_queue *q,
748                                                  struct bio *bio)
749 {
750         sector_t pos = bio->bi_iter.bi_sector;
751         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
752
753         /* Only applicable to zoned block devices */
754         if (!blk_queue_is_zoned(q))
755                 return BLK_STS_NOTSUPP;
756
757         /* The bio sector must point to the start of a sequential zone */
758         if (pos & (blk_queue_zone_sectors(q) - 1) ||
759             !blk_queue_zone_is_seq(q, pos))
760                 return BLK_STS_IOERR;
761
762         /*
763          * Not allowed to cross zone boundaries. Otherwise, the BIO will be
764          * split and could result in non-contiguous sectors being written in
765          * different zones.
766          */
767         if (nr_sectors > q->limits.chunk_sectors)
768                 return BLK_STS_IOERR;
769
770         /* Make sure the BIO is small enough and will not get split */
771         if (nr_sectors > q->limits.max_zone_append_sectors)
772                 return BLK_STS_IOERR;
773
774         bio->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
775
776         return BLK_STS_OK;
777 }
778
779 static noinline_for_stack bool submit_bio_checks(struct bio *bio)
780 {
781         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
782         struct request_queue *q = bdev->bd_disk->queue;
783         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
784         struct blk_plug *plug;
785
786         might_sleep();
787
788         plug = blk_mq_plug(q, bio);
789         if (plug && plug->nowait)
790                 bio->bi_opf |= REQ_NOWAIT;
791
792         /*
793          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
794          * if queue does not support NOWAIT.
795          */
796         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !blk_queue_nowait(q))
797                 goto not_supported;
798
799         if (should_fail_bio(bio))
800                 goto end_io;
801         if (unlikely(bio_check_ro(bio)))
802                 goto end_io;
803         if (!bio_flagged(bio, BIO_REMAPPED)) {
804                 if (unlikely(bio_check_eod(bio)))
805                         goto end_io;
806                 if (bdev->bd_partno && unlikely(blk_partition_remap(bio)))
807                         goto end_io;
808         }
809
810         /*
811          * Filter flush bio's early so that bio based drivers without flush
812          * support don't have to worry about them.
813          */
814         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
815             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
816                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
817                 if (!bio_sectors(bio)) {
818                         status = BLK_STS_OK;
819                         goto end_io;
820                 }
821         }
822
823         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
824                 bio_clear_hipri(bio);
825
826         switch (bio_op(bio)) {
827         case REQ_OP_DISCARD:
828                 if (!blk_queue_discard(q))
829                         goto not_supported;
830                 break;
831         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
832                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
833                         goto not_supported;
834                 break;
835         case REQ_OP_WRITE_SAME:
836                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
837                         goto not_supported;
838                 break;
839         case REQ_OP_ZONE_APPEND:
840                 status = blk_check_zone_append(q, bio);
841                 if (status != BLK_STS_OK)
842                         goto end_io;
843                 break;
844         case REQ_OP_ZONE_RESET:
845         case REQ_OP_ZONE_OPEN:
846         case REQ_OP_ZONE_CLOSE:
847         case REQ_OP_ZONE_FINISH:
848                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
849                         goto not_supported;
850                 break;
851         case REQ_OP_ZONE_RESET_ALL:
852                 if (!blk_queue_is_zoned(q) || !blk_queue_zone_resetall(q))
853                         goto not_supported;
854                 break;
855         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
856                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
857                         goto not_supported;
858                 break;
859         default:
860                 break;
861         }
862
863         /*
864          * Various block parts want %current->io_context, so allocate it up
865          * front rather than dealing with lots of pain to allocate it only
866          * where needed. This may fail and the block layer knows how to live
867          * with it.
868          */
869         if (unlikely(!current->io_context))
870                 create_task_io_context(current, GFP_ATOMIC, q->node);
871
872         if (blk_throtl_bio(bio)) {
873                 blkcg_bio_issue_init(bio);
874                 return false;
875         }
876
877         blk_cgroup_bio_start(bio);
878         blkcg_bio_issue_init(bio);
879
880         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
881                 trace_block_bio_queue(bio);
882                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
883                  * completion as well.
884                  */
885                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
886         }
887         return true;
888
889 not_supported:
890         status = BLK_STS_NOTSUPP;
891 end_io:
892         bio->bi_status = status;
893         bio_endio(bio);
894         return false;
895 }
896
897 static blk_qc_t __submit_bio(struct bio *bio)
898 {
899         struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
900         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
901
902         if (blk_crypto_bio_prep(&bio)) {
903                 if (!disk->fops->submit_bio)
904                         return blk_mq_submit_bio(bio);
905                 ret = disk->fops->submit_bio(bio);
906         }
907         blk_queue_exit(disk->queue);
908         return ret;
909 }
910
911 /*
912  * The loop in this function may be a bit non-obvious, and so deserves some
913  * explanation:
914  *
915  *  - Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers ensure
916  *    that), so we have a list with a single bio.
917  *  - We pretend that we have just taken it off a longer list, so we assign
918  *    bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack, thus initialising the
919  *    bio_list of new bios to be added.  ->submit_bio() may indeed add some more
920  *    bios through a recursive call to submit_bio_noacct.  If it did, we find a
921  *    non-NULL value in bio_list and re-enter the loop from the top.
922  *  - In this case we really did just take the bio of the top of the list (no
923  *    pretending) and so remove it from bio_list, and call into ->submit_bio()
924  *    again.
925  *
926  * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current ->submit_bio.
927  * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before the current
928  *      ->submit_bio_bio, but that haven't been processed yet.
929  */
930 static blk_qc_t __submit_bio_noacct(struct bio *bio)
931 {
932         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
933         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
934
935         BUG_ON(bio->bi_next);
936
937         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
938         current->bio_list = bio_list_on_stack;
939
940         do {
941                 struct request_queue *q = bio->bi_bdev->bd_disk->queue;
942                 struct bio_list lower, same;
943
944                 if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
945                         continue;
946
947                 /*
948                  * Create a fresh bio_list for all subordinate requests.
949                  */
950                 bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
951                 bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
952
953                 ret = __submit_bio(bio);
954
955                 /*
956                  * Sort new bios into those for a lower level and those for the
957                  * same level.
958                  */
959                 bio_list_init(&lower);
960                 bio_list_init(&same);
961                 while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
962                         if (q == bio->bi_bdev->bd_disk->queue)
963                                 bio_list_add(&same, bio);
964                         else
965                                 bio_list_add(&lower, bio);
966
967                 /*
968                  * Now assemble so we handle the lowest level first.
969                  */
970                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
971                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
972                 bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
973         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])));
974
975         current->bio_list = NULL;
976         return ret;
977 }
978
979 static blk_qc_t __submit_bio_noacct_mq(struct bio *bio)
980 {
981         struct bio_list bio_list[2] = { };
982         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
983
984         current->bio_list = bio_list;
985
986         do {
987                 struct gendisk *disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
988
989                 if (unlikely(bio_queue_enter(bio) != 0))
990                         continue;
991
992                 if (!blk_crypto_bio_prep(&bio)) {
993                         blk_queue_exit(disk->queue);
994                         ret = BLK_QC_T_NONE;
995                         continue;
996                 }
997
998                 ret = blk_mq_submit_bio(bio);
999         } while ((bio = bio_list_pop(&bio_list[0])));
1000
1001         current->bio_list = NULL;
1002         return ret;
1003 }
1004
1005 /**
1006  * submit_bio_noacct - re-submit a bio to the block device layer for I/O
1007  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1008  *
1009  * This is a version of submit_bio() that shall only be used for I/O that is
1010  * resubmitted to lower level drivers by stacking block drivers.  All file
1011  * systems and other upper level users of the block layer should use
1012  * submit_bio() instead.
1013  */
1014 blk_qc_t submit_bio_noacct(struct bio *bio)
1015 {
1016         if (!submit_bio_checks(bio))
1017                 return BLK_QC_T_NONE;
1018
1019         /*
1020          * We only want one ->submit_bio to be active at a time, else stack
1021          * usage with stacked devices could be a problem.  Use current->bio_list
1022          * to collect a list of requests submited by a ->submit_bio method while
1023          * it is active, and then process them after it returned.
1024          */
1025         if (current->bio_list) {
1026                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
1027                 return BLK_QC_T_NONE;
1028         }
1029
1030         if (!bio->bi_bdev->bd_disk->fops->submit_bio)
1031                 return __submit_bio_noacct_mq(bio);
1032         return __submit_bio_noacct(bio);
1033 }
1034 EXPORT_SYMBOL(submit_bio_noacct);
1035
1036 /**
1037  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1038  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1039  *
1040  * submit_bio() is used to submit I/O requests to block devices.  It is passed a
1041  * fully set up &struct bio that describes the I/O that needs to be done.  The
1042  * bio will be send to the device described by the bi_bdev field.
1043  *
1044  * The success/failure status of the request, along with notification of
1045  * completion, is delivered asynchronously through the ->bi_end_io() callback
1046  * in @bio.  The bio must NOT be touched by thecaller until ->bi_end_io() has
1047  * been called.
1048  */
1049 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
1050 {
1051         if (blkcg_punt_bio_submit(bio))
1052                 return BLK_QC_T_NONE;
1053
1054         /*
1055          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1056          * go through the normal accounting stuff before submission.
1057          */
1058         if (bio_has_data(bio)) {
1059                 unsigned int count;
1060
1061                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
1062                         count = queue_logical_block_size(
1063                                         bio->bi_bdev->bd_disk->queue) >> 9;
1064                 else
1065                         count = bio_sectors(bio);
1066
1067                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
1068                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1069                 } else {
1070                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1071                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1072                 }
1073         }
1074
1075         /*
1076          * If we're reading data that is part of the userspace workingset, count
1077          * submission time as memory stall.  When the device is congested, or
1078          * the submitting cgroup IO-throttled, submission can be a significant
1079          * part of overall IO time.
1080          */
1081         if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_READ &&
1082             bio_flagged(bio, BIO_WORKINGSET))) {
1083                 unsigned long pflags;
1084                 blk_qc_t ret;
1085
1086                 psi_memstall_enter(&pflags);
1087                 ret = submit_bio_noacct(bio);
1088                 psi_memstall_leave(&pflags);
1089
1090                 return ret;
1091         }
1092
1093         return submit_bio_noacct(bio);
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1096
1097 /**
1098  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
1099  *                              for the new queue limits
1100  * @q:  the queue
1101  * @rq: the request being checked
1102  *
1103  * Description:
1104  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1105  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1106  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1107  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1108  *    the insertion using this generic function.
1109  *
1110  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1111  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
1112  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
1113  */
1114 static blk_status_t blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
1115                                       struct request *rq)
1116 {
1117         unsigned int max_sectors = blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq));
1118
1119         if (blk_rq_sectors(rq) > max_sectors) {
1120                 /*
1121                  * SCSI device does not have a good way to return if
1122                  * Write Same/Zero is actually supported. If a device rejects
1123                  * a non-read/write command (discard, write same,etc.) the
1124                  * low-level device driver will set the relevant queue limit to
1125                  * 0 to prevent blk-lib from issuing more of the offending
1126                  * operations. Commands queued prior to the queue limit being
1127                  * reset need to be completed with BLK_STS_NOTSUPP to avoid I/O
1128                  * errors being propagated to upper layers.
1129                  */
1130                 if (max_sectors == 0)
1131                         return BLK_STS_NOTSUPP;
1132
1133                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit. (%u > %u)\n",
1134                         __func__, blk_rq_sectors(rq), max_sectors);
1135                 return BLK_STS_IOERR;
1136         }
1137
1138         /*
1139          * The queue settings related to segment counting may differ from the
1140          * original queue.
1141          */
1142         rq->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(rq);
1143         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1144                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit. (%hu > %hu)\n",
1145                         __func__, rq->nr_phys_segments, queue_max_segments(q));
1146                 return BLK_STS_IOERR;
1147         }
1148
1149         return BLK_STS_OK;
1150 }
1151
1152 /**
1153  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1154  * @q:  the queue to submit the request
1155  * @rq: the request being queued
1156  */
1157 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1158 {
1159         blk_status_t ret;
1160
1161         ret = blk_cloned_rq_check_limits(q, rq);
1162         if (ret != BLK_STS_OK)
1163                 return ret;
1164
1165         if (rq->rq_disk &&
1166             should_fail_request(rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1167                 return BLK_STS_IOERR;
1168
1169         if (blk_crypto_insert_cloned_request(rq))
1170                 return BLK_STS_IOERR;
1171
1172         if (blk_queue_io_stat(q))
1173                 blk_account_io_start(rq);
1174
1175         /*
1176          * Since we have a scheduler attached on the top device,
1177          * bypass a potential scheduler on the bottom device for
1178          * insert.
1179          */
1180         return blk_mq_request_issue_directly(rq, true);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1183
1184 /**
1185  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1186  * @rq: request to examine
1187  *
1188  * Description:
1189  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1190  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1191  *     can be failed from the beginning of the request without
1192  *     crossing into area which need to be retried further.
1193  *
1194  * Return:
1195  *     The number of bytes to fail.
1196  */
1197 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1198 {
1199         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1200         unsigned int bytes = 0;
1201         struct bio *bio;
1202
1203         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
1204                 return blk_rq_bytes(rq);
1205
1206         /*
1207          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1208          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1209          * which have all the failfast bits that the first one has -
1210          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1211          * one.
1212          */
1213         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1214                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
1215                         break;
1216                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
1217         }
1218
1219         /* this could lead to infinite loop */
1220         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1221         return bytes;
1222 }
1223 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1224
1225 static void update_io_ticks(struct block_device *part, unsigned long now,
1226                 bool end)
1227 {
1228         unsigned long stamp;
1229 again:
1230         stamp = READ_ONCE(part->bd_stamp);
1231         if (unlikely(time_after(now, stamp))) {
1232                 if (likely(cmpxchg(&part->bd_stamp, stamp, now) == stamp))
1233                         __part_stat_add(part, io_ticks, end ? now - stamp : 1);
1234         }
1235         if (part->bd_partno) {
1236                 part = bdev_whole(part);
1237                 goto again;
1238         }
1239 }
1240
1241 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1242 {
1243         if (req->part && blk_do_io_stat(req)) {
1244                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1245
1246                 part_stat_lock();
1247                 part_stat_add(req->part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
1248                 part_stat_unlock();
1249         }
1250 }
1251
1252 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
1253 {
1254         /*
1255          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1256          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1257          * containing request is enough.
1258          */
1259         if (req->part && blk_do_io_stat(req) &&
1260             !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
1261                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
1262
1263                 part_stat_lock();
1264                 update_io_ticks(req->part, jiffies, true);
1265                 part_stat_inc(req->part, ios[sgrp]);
1266                 part_stat_add(req->part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
1267                 part_stat_unlock();
1268         }
1269 }
1270
1271 void blk_account_io_start(struct request *rq)
1272 {
1273         if (!blk_do_io_stat(rq))
1274                 return;
1275
1276         /* passthrough requests can hold bios that do not have ->bi_bdev set */
1277         if (rq->bio && rq->bio->bi_bdev)
1278                 rq->part = rq->bio->bi_bdev;
1279         else
1280                 rq->part = rq->rq_disk->part0;
1281
1282         part_stat_lock();
1283         update_io_ticks(rq->part, jiffies, false);
1284         part_stat_unlock();
1285 }
1286
1287 static unsigned long __part_start_io_acct(struct block_device *part,
1288                                           unsigned int sectors, unsigned int op)
1289 {
1290         const int sgrp = op_stat_group(op);
1291         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1292
1293         part_stat_lock();
1294         update_io_ticks(part, now, false);
1295         part_stat_inc(part, ios[sgrp]);
1296         part_stat_add(part, sectors[sgrp], sectors);
1297         part_stat_local_inc(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1298         part_stat_unlock();
1299
1300         return now;
1301 }
1302
1303 /**
1304  * bio_start_io_acct - start I/O accounting for bio based drivers
1305  * @bio:        bio to start account for
1306  *
1307  * Returns the start time that should be passed back to bio_end_io_acct().
1308  */
1309 unsigned long bio_start_io_acct(struct bio *bio)
1310 {
1311         return __part_start_io_acct(bio->bi_bdev, bio_sectors(bio), bio_op(bio));
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_start_io_acct);
1314
1315 unsigned long disk_start_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int sectors,
1316                                  unsigned int op)
1317 {
1318         return __part_start_io_acct(disk->part0, sectors, op);
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL(disk_start_io_acct);
1321
1322 static void __part_end_io_acct(struct block_device *part, unsigned int op,
1323                                unsigned long start_time)
1324 {
1325         const int sgrp = op_stat_group(op);
1326         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
1327         unsigned long duration = now - start_time;
1328
1329         part_stat_lock();
1330         update_io_ticks(part, now, true);
1331         part_stat_add(part, nsecs[sgrp], jiffies_to_nsecs(duration));
1332         part_stat_local_dec(part, in_flight[op_is_write(op)]);
1333         part_stat_unlock();
1334 }
1335
1336 void bio_end_io_acct_remapped(struct bio *bio, unsigned long start_time,
1337                 struct block_device *orig_bdev)
1338 {
1339         __part_end_io_acct(orig_bdev, bio_op(bio), start_time);
1340 }
1341 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_end_io_acct_remapped);
1342
1343 void disk_end_io_acct(struct gendisk *disk, unsigned int op,
1344                       unsigned long start_time)
1345 {
1346         __part_end_io_acct(disk->part0, op, start_time);
1347 }
1348 EXPORT_SYMBOL(disk_end_io_acct);
1349
1350 /*
1351  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
1352  * The request must not have been partially completed before.
1353  */
1354 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
1355 {
1356         if (rq->bio) {
1357                 if (list->tail)
1358                         list->tail->bi_next = rq->bio;
1359                 else
1360                         list->head = rq->bio;
1361                 list->tail = rq->biotail;
1362
1363                 rq->bio = NULL;
1364                 rq->biotail = NULL;
1365         }
1366
1367         rq->__data_len = 0;
1368 }
1369 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
1370
1371 /**
1372  * blk_update_request - Complete multiple bytes without completing the request
1373  * @req:      the request being processed
1374  * @error:    block status code
1375  * @nr_bytes: number of bytes to complete for @req
1376  *
1377  * Description:
1378  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1379  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1380  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1381  *
1382  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1383  *     %false return from this function.
1384  *
1385  * Note:
1386  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in this function
1387  *      except in the consistency check at the end of this function.
1388  *
1389  * Return:
1390  *     %false - this request doesn't have any more data
1391  *     %true  - this request has more data
1392  **/
1393 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
1394                 unsigned int nr_bytes)
1395 {
1396         int total_bytes;
1397
1398         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
1399
1400         if (!req->bio)
1401                 return false;
1402
1403 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1404         if (blk_integrity_rq(req) && req_op(req) == REQ_OP_READ &&
1405             error == BLK_STS_OK)
1406                 req->q->integrity.profile->complete_fn(req, nr_bytes);
1407 #endif
1408
1409         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
1410                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
1411                 print_req_error(req, error, __func__);
1412
1413         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1414
1415         total_bytes = 0;
1416         while (req->bio) {
1417                 struct bio *bio = req->bio;
1418                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
1419
1420                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
1421                         req->bio = bio->bi_next;
1422
1423                 /* Completion has already been traced */
1424                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
1425                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
1426
1427                 total_bytes += bio_bytes;
1428                 nr_bytes -= bio_bytes;
1429
1430                 if (!nr_bytes)
1431                         break;
1432         }
1433
1434         /*
1435          * completely done
1436          */
1437         if (!req->bio) {
1438                 /*
1439                  * Reset counters so that the request stacking driver
1440                  * can find how many bytes remain in the request
1441                  * later.
1442                  */
1443                 req->__data_len = 0;
1444                 return false;
1445         }
1446
1447         req->__data_len -= total_bytes;
1448
1449         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
1450         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
1451                 req->__sector += total_bytes >> 9;
1452
1453         /* mixed attributes always follow the first bio */
1454         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
1455                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1456                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1457         }
1458
1459         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
1460                 /*
1461                  * If total number of sectors is less than the first segment
1462                  * size, something has gone terribly wrong.
1463                  */
1464                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
1465                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
1466                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
1467                 }
1468
1469                 /* recalculate the number of segments */
1470                 req->nr_phys_segments = blk_recalc_rq_segments(req);
1471         }
1472
1473         return true;
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
1476
1477 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
1478 /**
1479  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
1480  * @rq: the request to be flushed
1481  *
1482  * Description:
1483  *     Flush all pages in @rq.
1484  */
1485 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
1486 {
1487         struct req_iterator iter;
1488         struct bio_vec bvec;
1489
1490         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
1491                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
1494 #endif
1495
1496 /**
1497  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
1498  * @q : the queue of the device being checked
1499  *
1500  * Description:
1501  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
1502  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
1503  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
1504  *
1505  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
1506  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
1507  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
1508  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
1509  *    on burst I/O load.
1510  *
1511  * Return:
1512  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
1513  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
1514  */
1515 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
1516 {
1517         if (queue_is_mq(q) && q->mq_ops->busy)
1518                 return q->mq_ops->busy(q);
1519
1520         return 0;
1521 }
1522 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
1523
1524 /**
1525  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
1526  * @rq: the clone request to be cleaned up
1527  *
1528  * Description:
1529  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
1530  */
1531 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
1532 {
1533         struct bio *bio;
1534
1535         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
1536                 rq->bio = bio->bi_next;
1537
1538                 bio_put(bio);
1539         }
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
1542
1543 /**
1544  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
1545  * @rq: the request to be setup
1546  * @rq_src: original request to be cloned
1547  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
1548  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
1549  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
1550  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
1551  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
1552  *
1553  * Description:
1554  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
1555  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
1556  *     and the cloned bios just point same pages.
1557  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
1558  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
1559  */
1560 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
1561                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
1562                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
1563                       void *data)
1564 {
1565         struct bio *bio, *bio_src;
1566
1567         if (!bs)
1568                 bs = &fs_bio_set;
1569
1570         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
1571                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
1572                 if (!bio)
1573                         goto free_and_out;
1574
1575                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
1576                         goto free_and_out;
1577
1578                 if (rq->bio) {
1579                         rq->biotail->bi_next = bio;
1580                         rq->biotail = bio;
1581                 } else {
1582                         rq->bio = rq->biotail = bio;
1583                 }
1584                 bio = NULL;
1585         }
1586
1587         /* Copy attributes of the original request to the clone request. */
1588         rq->__sector = blk_rq_pos(rq_src);
1589         rq->__data_len = blk_rq_bytes(rq_src);
1590         if (rq_src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
1591                 rq->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
1592                 rq->special_vec = rq_src->special_vec;
1593         }
1594         rq->nr_phys_segments = rq_src->nr_phys_segments;
1595         rq->ioprio = rq_src->ioprio;
1596
1597         if (rq->bio && blk_crypto_rq_bio_prep(rq, rq->bio, gfp_mask) < 0)
1598                 goto free_and_out;
1599
1600         return 0;
1601
1602 free_and_out:
1603         if (bio)
1604                 bio_put(bio);
1605         blk_rq_unprep_clone(rq);
1606
1607         return -ENOMEM;
1608 }
1609 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
1610
1611 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
1612 {
1613         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
1614 }
1615 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
1616
1617 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
1618                                 unsigned long delay)
1619 {
1620         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
1621 }
1622 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
1623
1624 /**
1625  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
1626  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
1627  *
1628  * Description:
1629  *   blk_start_plug() indicates to the block layer an intent by the caller
1630  *   to submit multiple I/O requests in a batch.  The block layer may use
1631  *   this hint to defer submitting I/Os from the caller until blk_finish_plug()
1632  *   is called.  However, the block layer may choose to submit requests
1633  *   before a call to blk_finish_plug() if the number of queued I/Os
1634  *   exceeds %BLK_MAX_REQUEST_COUNT, or if the size of the I/O is larger than
1635  *   %BLK_PLUG_FLUSH_SIZE.  The queued I/Os may also be submitted early if
1636  *   the task schedules (see below).
1637  *
1638  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
1639  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
1640  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
1641  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
1642  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
1643  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
1644  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
1645  *   this kind of deadlock.
1646  */
1647 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
1648 {
1649         struct task_struct *tsk = current;
1650
1651         /*
1652          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
1653          */
1654         if (tsk->plug)
1655                 return;
1656
1657         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
1658         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
1659         plug->rq_count = 0;
1660         plug->multiple_queues = false;
1661         plug->nowait = false;
1662
1663         /*
1664          * Store ordering should not be needed here, since a potential
1665          * preempt will imply a full memory barrier
1666          */
1667         tsk->plug = plug;
1668 }
1669 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
1670
1671 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1672 {
1673         LIST_HEAD(callbacks);
1674
1675         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
1676                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
1677
1678                 while (!list_empty(&callbacks)) {
1679                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
1680                                                           struct blk_plug_cb,
1681                                                           list);
1682                         list_del(&cb->list);
1683                         cb->callback(cb, from_schedule);
1684                 }
1685         }
1686 }
1687
1688 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
1689                                       int size)
1690 {
1691         struct blk_plug *plug = current->plug;
1692         struct blk_plug_cb *cb;
1693
1694         if (!plug)
1695                 return NULL;
1696
1697         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
1698                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
1699                         return cb;
1700
1701         /* Not currently on the callback list */
1702         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
1703         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
1704         if (cb) {
1705                 cb->data = data;
1706                 cb->callback = unplug;
1707                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
1708         }
1709         return cb;
1710 }
1711 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
1712
1713 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1714 {
1715         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
1716
1717         if (!list_empty(&plug->mq_list))
1718                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
1719 }
1720
1721 /**
1722  * blk_finish_plug - mark the end of a batch of submitted I/O
1723  * @plug:       The &struct blk_plug passed to blk_start_plug()
1724  *
1725  * Description:
1726  * Indicate that a batch of I/O submissions is complete.  This function
1727  * must be paired with an initial call to blk_start_plug().  The intent
1728  * is to allow the block layer to optimize I/O submission.  See the
1729  * documentation for blk_start_plug() for more information.
1730  */
1731 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
1732 {
1733         if (plug != current->plug)
1734                 return;
1735         blk_flush_plug_list(plug, false);
1736
1737         current->plug = NULL;
1738 }
1739 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
1740
1741 void blk_io_schedule(void)
1742 {
1743         /* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */
1744         unsigned long timeout = sysctl_hung_task_timeout_secs * HZ / 2;
1745
1746         if (timeout)
1747                 io_schedule_timeout(timeout);
1748         else
1749                 io_schedule();
1750 }
1751 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_io_schedule);
1752
1753 int __init blk_dev_init(void)
1754 {
1755         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
1756         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1757                         sizeof_field(struct request, cmd_flags));
1758         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
1759                         sizeof_field(struct bio, bi_opf));
1760
1761         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
1762         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
1763                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
1764         if (!kblockd_workqueue)
1765                 panic("Failed to create kblockd\n");
1766
1767         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
1768                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
1769
1770         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
1771
1772         return 0;
1773 }