block/blk.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef BLK_INTERNAL_H
   3 #define BLK_INTERNAL_H
   4
   5 #include <linux/blk-crypto.h>
   6 #include <linux/memblock.h>     /* for max_pfn/max_low_pfn */
   7 #include <xen/xen.h>
   8 #include "blk-crypto-internal.h"
   9
  10 struct elevator_type;
  11
  12 /* Max future timer expiry for timeouts */
  13 #define BLK_MAX_TIMEOUT         (5 * HZ)
  14
  15 extern struct dentry *blk_debugfs_root;
  16
  17 struct blk_flush_queue {
  18         unsigned int            flush_pending_idx:1;
  19         unsigned int            flush_running_idx:1;
  20         blk_status_t            rq_status;
  21         unsigned long           flush_pending_since;
  22         struct list_head        flush_queue[2];
  23         struct list_head        flush_data_in_flight;
  24         struct request          *flush_rq;
  25
  26         spinlock_t              mq_flush_lock;
  27 };
  28
  29 extern struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
  30 extern struct kmem_cache *blk_requestq_srcu_cachep;
  31 extern struct kobj_type blk_queue_ktype;
  32 extern struct ida blk_queue_ida;
  33
  34 bool is_flush_rq(struct request *req);
  35
  36 struct blk_flush_queue *blk_alloc_flush_queue(int node, int cmd_size,
  37                                               gfp_t flags);
  38 void blk_free_flush_queue(struct blk_flush_queue *q);
  39
  40 void blk_freeze_queue(struct request_queue *q);
  41 void __blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q, bool force_atomic);
  42 void blk_queue_start_drain(struct request_queue *q);
  43 int __bio_queue_enter(struct request_queue *q, struct bio *bio);
  44 void submit_bio_noacct_nocheck(struct bio *bio);
  45
  46 static inline bool blk_try_enter_queue(struct request_queue *q, bool pm)
  47 {
  48         rcu_read_lock();
  49         if (!percpu_ref_tryget_live_rcu(&q->q_usage_counter))
  50                 goto fail;
  51
  52         /*
  53          * The code that increments the pm_only counter must ensure that the
  54          * counter is globally visible before the queue is unfrozen.
  55          */
  56         if (blk_queue_pm_only(q) &&
  57             (!pm || queue_rpm_status(q) == RPM_SUSPENDED))
  58                 goto fail_put;
  59
  60         rcu_read_unlock();
  61         return true;
  62
  63 fail_put:
  64         blk_queue_exit(q);
  65 fail:
  66         rcu_read_unlock();
  67         return false;
  68 }
  69
  70 static inline int bio_queue_enter(struct bio *bio)
  71 {
  72         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
  73
  74         if (blk_try_enter_queue(q, false))
  75                 return 0;
  76         return __bio_queue_enter(q, bio);
  77 }
  78
  79 #define BIO_INLINE_VECS 4
  80 struct bio_vec *bvec_alloc(mempool_t *pool, unsigned short *nr_vecs,
  81                 gfp_t gfp_mask);
  82 void bvec_free(mempool_t *pool, struct bio_vec *bv, unsigned short nr_vecs);
  83
  84 static inline bool biovec_phys_mergeable(struct request_queue *q,
  85                 struct bio_vec *vec1, struct bio_vec *vec2)
  86 {
  87         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
  88         phys_addr_t addr1 = page_to_phys(vec1->bv_page) + vec1->bv_offset;
  89         phys_addr_t addr2 = page_to_phys(vec2->bv_page) + vec2->bv_offset;
  90
  91         /*
  92          * Merging adjacent physical pages may not work correctly under KMSAN
  93          * if their metadata pages aren't adjacent. Just disable merging.
  94          */
  95         if (IS_ENABLED(CONFIG_KMSAN))
  96                 return false;
  97
  98         if (addr1 + vec1->bv_len != addr2)
  99                 return false;
 100         if (xen_domain() && !xen_biovec_phys_mergeable(vec1, vec2->bv_page))
 101                 return false;
 102         if ((addr1 | mask) != ((addr2 + vec2->bv_len - 1) | mask))
 103                 return false;
 104         return true;
 105 }
 106
 107 static inline bool __bvec_gap_to_prev(struct queue_limits *lim,
 108                 struct bio_vec *bprv, unsigned int offset)
 109 {
 110         return (offset & lim->virt_boundary_mask) ||
 111                 ((bprv->bv_offset + bprv->bv_len) & lim->virt_boundary_mask);
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Check if adding a bio_vec after bprv with offset would create a gap in
 116  * the SG list. Most drivers don't care about this, but some do.
 117  */
 118 static inline bool bvec_gap_to_prev(struct queue_limits *lim,
 119                 struct bio_vec *bprv, unsigned int offset)
 120 {
 121         if (!lim->virt_boundary_mask)
 122                 return false;
 123         return __bvec_gap_to_prev(lim, bprv, offset);
 124 }
 125
 126 static inline bool rq_mergeable(struct request *rq)
 127 {
 128         if (blk_rq_is_passthrough(rq))
 129                 return false;
 130
 131         if (req_op(rq) == REQ_OP_FLUSH)
 132                 return false;
 133
 134         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_ZEROES)
 135                 return false;
 136
 137         if (req_op(rq) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
 138                 return false;
 139
 140         if (rq->cmd_flags & REQ_NOMERGE_FLAGS)
 141                 return false;
 142         if (rq->rq_flags & RQF_NOMERGE_FLAGS)
 143                 return false;
 144
 145         return true;
 146 }
 147
 148 /*
 149  * There are two different ways to handle DISCARD merges:
 150  *  1) If max_discard_segments > 1, the driver treats every bio as a range and
 151  *     send the bios to controller together. The ranges don't need to be
 152  *     contiguous.
 153  *  2) Otherwise, the request will be normal read/write requests.  The ranges
 154  *     need to be contiguous.
 155  */
 156 static inline bool blk_discard_mergable(struct request *req)
 157 {
 158         if (req_op(req) == REQ_OP_DISCARD &&
 159             queue_max_discard_segments(req->q) > 1)
 160                 return true;
 161         return false;
 162 }
 163
 164 static inline unsigned int blk_queue_get_max_sectors(struct request_queue *q,
 165                                                      enum req_op op)
 166 {
 167         if (unlikely(op == REQ_OP_DISCARD || op == REQ_OP_SECURE_ERASE))
 168                 return min(q->limits.max_discard_sectors,
 169                            UINT_MAX >> SECTOR_SHIFT);
 170
 171         if (unlikely(op == REQ_OP_WRITE_ZEROES))
 172                 return q->limits.max_write_zeroes_sectors;
 173
 174         return q->limits.max_sectors;
 175 }
 176
 177 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
 178 void blk_flush_integrity(void);
 179 bool __bio_integrity_endio(struct bio *);
 180 void bio_integrity_free(struct bio *bio);
 181 static inline bool bio_integrity_endio(struct bio *bio)
 182 {
 183         if (bio_integrity(bio))
 184                 return __bio_integrity_endio(bio);
 185         return true;
 186 }
 187
 188 bool blk_integrity_merge_rq(struct request_queue *, struct request *,
 189                 struct request *);
 190 bool blk_integrity_merge_bio(struct request_queue *, struct request *,
 191                 struct bio *);
 192
 193 static inline bool integrity_req_gap_back_merge(struct request *req,
 194                 struct bio *next)
 195 {
 196         struct bio_integrity_payload *bip = bio_integrity(req->bio);
 197         struct bio_integrity_payload *bip_next = bio_integrity(next);
 198
 199         return bvec_gap_to_prev(&req->q->limits,
 200                                 &bip->bip_vec[bip->bip_vcnt - 1],
 201                                 bip_next->bip_vec[0].bv_offset);
 202 }
 203
 204 static inline bool integrity_req_gap_front_merge(struct request *req,
 205                 struct bio *bio)
 206 {
 207         struct bio_integrity_payload *bip = bio_integrity(bio);
 208         struct bio_integrity_payload *bip_next = bio_integrity(req->bio);
 209
 210         return bvec_gap_to_prev(&req->q->limits,
 211                                 &bip->bip_vec[bip->bip_vcnt - 1],
 212                                 bip_next->bip_vec[0].bv_offset);
 213 }
 214
 215 int blk_integrity_add(struct gendisk *disk);
 216 void blk_integrity_del(struct gendisk *);
 217 #else /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
 218 static inline bool blk_integrity_merge_rq(struct request_queue *rq,
 219                 struct request *r1, struct request *r2)
 220 {
 221         return true;
 222 }
 223 static inline bool blk_integrity_merge_bio(struct request_queue *rq,
 224                 struct request *r, struct bio *b)
 225 {
 226         return true;
 227 }
 228 static inline bool integrity_req_gap_back_merge(struct request *req,
 229                 struct bio *next)
 230 {
 231         return false;
 232 }
 233 static inline bool integrity_req_gap_front_merge(struct request *req,
 234                 struct bio *bio)
 235 {
 236         return false;
 237 }
 238
 239 static inline void blk_flush_integrity(void)
 240 {
 241 }
 242 static inline bool bio_integrity_endio(struct bio *bio)
 243 {
 244         return true;
 245 }
 246 static inline void bio_integrity_free(struct bio *bio)
 247 {
 248 }
 249 static inline int blk_integrity_add(struct gendisk *disk)
 250 {
 251         return 0;
 252 }
 253 static inline void blk_integrity_del(struct gendisk *disk)
 254 {
 255 }
 256 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY */
 257
 258 unsigned long blk_rq_timeout(unsigned long timeout);
 259 void blk_add_timer(struct request *req);
 260 const char *blk_status_to_str(blk_status_t status);
 261
 262 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 263                 unsigned int nr_segs);
 264 bool blk_bio_list_merge(struct request_queue *q, struct list_head *list,
 265                         struct bio *bio, unsigned int nr_segs);
 266
 267 /*
 268  * Plug flush limits
 269  */
 270 #define BLK_MAX_REQUEST_COUNT   32
 271 #define BLK_PLUG_FLUSH_SIZE     (128 * 1024)
 272
 273 /*
 274  * Internal elevator interface
 275  */
 276 #define ELV_ON_HASH(rq) ((rq)->rq_flags & RQF_HASHED)
 277
 278 void blk_insert_flush(struct request *rq);
 279
 280 int elevator_switch(struct request_queue *q, struct elevator_type *new_e);
 281 void elevator_exit(struct request_queue *q);
 282 int elv_register_queue(struct request_queue *q, bool uevent);
 283 void elv_unregister_queue(struct request_queue *q);
 284
 285 ssize_t part_size_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 286                 char *buf);
 287 ssize_t part_stat_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 288                 char *buf);
 289 ssize_t part_inflight_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 290                 char *buf);
 291 ssize_t part_fail_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 292                 char *buf);
 293 ssize_t part_fail_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 294                 const char *buf, size_t count);
 295 ssize_t part_timeout_show(struct device *, struct device_attribute *, char *);
 296 ssize_t part_timeout_store(struct device *, struct device_attribute *,
 297                                 const char *, size_t);
 298
 299 static inline bool bio_may_exceed_limits(struct bio *bio,
 300                 struct queue_limits *lim)
 301 {
 302         switch (bio_op(bio)) {
 303         case REQ_OP_DISCARD:
 304         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 305         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 306                 return true; /* non-trivial splitting decisions */
 307         default:
 308                 break;
 309         }
 310
 311         /*
 312          * All drivers must accept single-segments bios that are <= PAGE_SIZE.
 313          * This is a quick and dirty check that relies on the fact that
 314          * bi_io_vec[0] is always valid if a bio has data.  The check might
 315          * lead to occasional false negatives when bios are cloned, but compared
 316          * to the performance impact of cloned bios themselves the loop below
 317          * doesn't matter anyway.
 318          */
 319         return lim->chunk_sectors || bio->bi_vcnt != 1 ||
 320                 bio->bi_io_vec->bv_len + bio->bi_io_vec->bv_offset > PAGE_SIZE;
 321 }
 322
 323 struct bio *__bio_split_to_limits(struct bio *bio, struct queue_limits *lim,
 324                        unsigned int *nr_segs);
 325 int ll_back_merge_fn(struct request *req, struct bio *bio,
 326                 unsigned int nr_segs);
 327 bool blk_attempt_req_merge(struct request_queue *q, struct request *rq,
 328                                 struct request *next);
 329 unsigned int blk_recalc_rq_segments(struct request *rq);
 330 void blk_rq_set_mixed_merge(struct request *rq);
 331 bool blk_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio);
 332 enum elv_merge blk_try_merge(struct request *rq, struct bio *bio);
 333
 334 void blk_set_default_limits(struct queue_limits *lim);
 335 int blk_dev_init(void);
 336
 337 /*
 338  * Contribute to IO statistics IFF:
 339  *
 340  *      a) it's attached to a gendisk, and
 341  *      b) the queue had IO stats enabled when this request was started
 342  */
 343 static inline bool blk_do_io_stat(struct request *rq)
 344 {
 345         return (rq->rq_flags & RQF_IO_STAT) && !blk_rq_is_passthrough(rq);
 346 }
 347
 348 void update_io_ticks(struct block_device *part, unsigned long now, bool end);
 349
 350 static inline void req_set_nomerge(struct request_queue *q, struct request *req)
 351 {
 352         req->cmd_flags |= REQ_NOMERGE;
 353         if (req == q->last_merge)
 354                 q->last_merge = NULL;
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Internal io_context interface
 359  */
 360 struct io_cq *ioc_find_get_icq(struct request_queue *q);
 361 struct io_cq *ioc_lookup_icq(struct request_queue *q);
 362 #ifdef CONFIG_BLK_ICQ
 363 void ioc_clear_queue(struct request_queue *q);
 364 #else
 365 static inline void ioc_clear_queue(struct request_queue *q)
 366 {
 367 }
 368 #endif /* CONFIG_BLK_ICQ */
 369
 370 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING_LOW
 371 extern ssize_t blk_throtl_sample_time_show(struct request_queue *q, char *page);
 372 extern ssize_t blk_throtl_sample_time_store(struct request_queue *q,
 373         const char *page, size_t count);
 374 extern void blk_throtl_bio_endio(struct bio *bio);
 375 extern void blk_throtl_stat_add(struct request *rq, u64 time);
 376 #else
 377 static inline void blk_throtl_bio_endio(struct bio *bio) { }
 378 static inline void blk_throtl_stat_add(struct request *rq, u64 time) { }
 379 #endif
 380
 381 struct bio *__blk_queue_bounce(struct bio *bio, struct request_queue *q);
 382
 383 static inline bool blk_queue_may_bounce(struct request_queue *q)
 384 {
 385         return IS_ENABLED(CONFIG_BOUNCE) &&
 386                 q->limits.bounce == BLK_BOUNCE_HIGH &&
 387                 max_low_pfn >= max_pfn;
 388 }
 389
 390 static inline struct bio *blk_queue_bounce(struct bio *bio,
 391                 struct request_queue *q)
 392 {
 393         if (unlikely(blk_queue_may_bounce(q) && bio_has_data(bio)))
 394                 return __blk_queue_bounce(bio, q);
 395         return bio;
 396 }
 397
 398 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_IOLATENCY
 399 int blk_iolatency_init(struct gendisk *disk);
 400 #else
 401 static inline int blk_iolatency_init(struct gendisk *disk) { return 0; };
 402 #endif
 403
 404 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
 405 void disk_free_zone_bitmaps(struct gendisk *disk);
 406 void disk_clear_zone_settings(struct gendisk *disk);
 407 #else
 408 static inline void disk_free_zone_bitmaps(struct gendisk *disk) {}
 409 static inline void disk_clear_zone_settings(struct gendisk *disk) {}
 410 #endif
 411
 412 int blk_alloc_ext_minor(void);
 413 void blk_free_ext_minor(unsigned int minor);
 414 #define ADDPART_FLAG_NONE       0
 415 #define ADDPART_FLAG_RAID       1
 416 #define ADDPART_FLAG_WHOLEDISK  2
 417 int bdev_add_partition(struct gendisk *disk, int partno, sector_t start,
 418                 sector_t length);
 419 int bdev_del_partition(struct gendisk *disk, int partno);
 420 int bdev_resize_partition(struct gendisk *disk, int partno, sector_t start,
 421                 sector_t length);
 422 void blk_drop_partitions(struct gendisk *disk);
 423
 424 struct gendisk *__alloc_disk_node(struct request_queue *q, int node_id,
 425                 struct lock_class_key *lkclass);
 426
 427 int bio_add_hw_page(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 428                 struct page *page, unsigned int len, unsigned int offset,
 429                 unsigned int max_sectors, bool *same_page);
 430
 431 static inline struct kmem_cache *blk_get_queue_kmem_cache(bool srcu)
 432 {
 433         if (srcu)
 434                 return blk_requestq_srcu_cachep;
 435         return blk_requestq_cachep;
 436 }
 437 struct request_queue *blk_alloc_queue(int node_id, bool alloc_srcu);
 438
 439 int disk_scan_partitions(struct gendisk *disk, fmode_t mode);
 440
 441 int disk_alloc_events(struct gendisk *disk);
 442 void disk_add_events(struct gendisk *disk);
 443 void disk_del_events(struct gendisk *disk);
 444 void disk_release_events(struct gendisk *disk);
 445 void disk_block_events(struct gendisk *disk);
 446 void disk_unblock_events(struct gendisk *disk);
 447 void disk_flush_events(struct gendisk *disk, unsigned int mask);
 448 extern struct device_attribute dev_attr_events;
 449 extern struct device_attribute dev_attr_events_async;
 450 extern struct device_attribute dev_attr_events_poll_msecs;
 451
 452 extern struct attribute_group blk_trace_attr_group;
 453
 454 long blkdev_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg);
 455 long compat_blkdev_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg);
 456
 457 extern const struct address_space_operations def_blk_aops;
 458
 459 int disk_register_independent_access_ranges(struct gendisk *disk);
 460 void disk_unregister_independent_access_ranges(struct gendisk *disk);
 461
 462 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
 463 bool should_fail_request(struct block_device *part, unsigned int bytes);
 464 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
 465 static inline bool should_fail_request(struct block_device *part,
 466                                         unsigned int bytes)
 467 {
 468         return false;
 469 }
 470 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
 471
 472 /*
 473  * Optimized request reference counting. Ideally we'd make timeouts be more
 474  * clever, as that's the only reason we need references at all... But until
 475  * this happens, this is faster than using refcount_t. Also see:
 476  *
 477  * abc54d634334 ("io_uring: switch to atomic_t for io_kiocb reference count")
 478  */
 479 #define req_ref_zero_or_close_to_overflow(req)  \
 480         ((unsigned int) atomic_read(&(req->ref)) + 127u <= 127u)
 481
 482 static inline bool req_ref_inc_not_zero(struct request *req)
 483 {
 484         return atomic_inc_not_zero(&req->ref);
 485 }
 486
 487 static inline bool req_ref_put_and_test(struct request *req)
 488 {
 489         WARN_ON_ONCE(req_ref_zero_or_close_to_overflow(req));
 490         return atomic_dec_and_test(&req->ref);
 491 }
 492
 493 static inline void req_ref_set(struct request *req, int value)
 494 {
 495         atomic_set(&req->ref, value);
 496 }
 497
 498 static inline int req_ref_read(struct request *req)
 499 {
 500         return atomic_read(&req->ref);
 501 }
 502
 503 #endif /* BLK_INTERNAL_H */