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