block/blk-merge.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Functions related to segment and merge handling
   4  */
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/bio.h>
   8 #include <linux/blkdev.h>
   9 #include <linux/scatterlist.h>
  10
  11 #include <trace/events/block.h>
  12
  13 #include "blk.h"
  14
  15 static inline bool bio_will_gap(struct request_queue *q,
  16                 struct request *prev_rq, struct bio *prev, struct bio *next)
  17 {
  18         struct bio_vec pb, nb;
  19
  20         if (!bio_has_data(prev) || !queue_virt_boundary(q))
  21                 return false;
  22
  23         /*
  24          * Don't merge if the 1st bio starts with non-zero offset, otherwise it
  25          * is quite difficult to respect the sg gap limit.  We work hard to
  26          * merge a huge number of small single bios in case of mkfs.
  27          */
  28         if (prev_rq)
  29                 bio_get_first_bvec(prev_rq->bio, &pb);
  30         else
  31                 bio_get_first_bvec(prev, &pb);
  32         if (pb.bv_offset & queue_virt_boundary(q))
  33                 return true;
  34
  35         /*
  36          * We don't need to worry about the situation that the merged segment
  37          * ends in unaligned virt boundary:
  38          *
  39          * - if 'pb' ends aligned, the merged segment ends aligned
  40          * - if 'pb' ends unaligned, the next bio must include
  41          *   one single bvec of 'nb', otherwise the 'nb' can't
  42          *   merge with 'pb'
  43          */
  44         bio_get_last_bvec(prev, &pb);
  45         bio_get_first_bvec(next, &nb);
  46         if (biovec_phys_mergeable(q, &pb, &nb))
  47                 return false;
  48         return __bvec_gap_to_prev(q, &pb, nb.bv_offset);
  49 }
  50
  51 static inline bool req_gap_back_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  52 {
  53         return bio_will_gap(req->q, req, req->biotail, bio);
  54 }
  55
  56 static inline bool req_gap_front_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  57 {
  58         return bio_will_gap(req->q, NULL, bio, req->bio);
  59 }
  60
  61 static struct bio *blk_bio_discard_split(struct request_queue *q,
  62                                          struct bio *bio,
  63                                          struct bio_set *bs,
  64                                          unsigned *nsegs)
  65 {
  66         unsigned int max_discard_sectors, granularity;
  67         int alignment;
  68         sector_t tmp;
  69         unsigned split_sectors;
  70
  71         *nsegs = 1;
  72
  73         /* Zero-sector (unknown) and one-sector granularities are the same.  */
  74         granularity = max(q->limits.discard_granularity >> 9, 1U);
  75
  76         max_discard_sectors = min(q->limits.max_discard_sectors,
  77                         bio_allowed_max_sectors(q));
  78         max_discard_sectors -= max_discard_sectors % granularity;
  79
  80         if (unlikely(!max_discard_sectors)) {
  81                 /* XXX: warn */
  82                 return NULL;
  83         }
  84
  85         if (bio_sectors(bio) <= max_discard_sectors)
  86                 return NULL;
  87
  88         split_sectors = max_discard_sectors;
  89
  90         /*
  91          * If the next starting sector would be misaligned, stop the discard at
  92          * the previous aligned sector.
  93          */
  94         alignment = (q->limits.discard_alignment >> 9) % granularity;
  95
  96         tmp = bio->bi_iter.bi_sector + split_sectors - alignment;
  97         tmp = sector_div(tmp, granularity);
  98
  99         if (split_sectors > tmp)
 100                 split_sectors -= tmp;
 101
 102         return bio_split(bio, split_sectors, GFP_NOIO, bs);
 103 }
 104
 105 static struct bio *blk_bio_write_zeroes_split(struct request_queue *q,
 106                 struct bio *bio, struct bio_set *bs, unsigned *nsegs)
 107 {
 108         *nsegs = 1;
 109
 110         if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 111                 return NULL;
 112
 113         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 114                 return NULL;
 115
 116         return bio_split(bio, q->limits.max_write_zeroes_sectors, GFP_NOIO, bs);
 117 }
 118
 119 static struct bio *blk_bio_write_same_split(struct request_queue *q,
 120                                             struct bio *bio,
 121                                             struct bio_set *bs,
 122                                             unsigned *nsegs)
 123 {
 124         *nsegs = 1;
 125
 126         if (!q->limits.max_write_same_sectors)
 127                 return NULL;
 128
 129         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_same_sectors)
 130                 return NULL;
 131
 132         return bio_split(bio, q->limits.max_write_same_sectors, GFP_NOIO, bs);
 133 }
 134
 135 static inline unsigned get_max_io_size(struct request_queue *q,
 136                                        struct bio *bio)
 137 {
 138         unsigned sectors = blk_max_size_offset(q, bio->bi_iter.bi_sector);
 139         unsigned mask = queue_logical_block_size(q) - 1;
 140
 141         /* aligned to logical block size */
 142         sectors &= ~(mask >> 9);
 143
 144         return sectors;
 145 }
 146
 147 static unsigned get_max_segment_size(struct request_queue *q,
 148                                      unsigned offset)
 149 {
 150         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
 151
 152         /* default segment boundary mask means no boundary limit */
 153         if (mask == BLK_SEG_BOUNDARY_MASK)
 154                 return queue_max_segment_size(q);
 155
 156         return min_t(unsigned long, mask - (mask & offset) + 1,
 157                      queue_max_segment_size(q));
 158 }
 159
 160 /*
 161  * Split the bvec @bv into segments, and update all kinds of
 162  * variables.
 163  */
 164 static bool bvec_split_segs(struct request_queue *q, struct bio_vec *bv,
 165                 unsigned *nsegs, unsigned *last_seg_size,
 166                 unsigned *front_seg_size, unsigned *sectors, unsigned max_segs)
 167 {
 168         unsigned len = bv->bv_len;
 169         unsigned total_len = 0;
 170         unsigned new_nsegs = 0, seg_size = 0;
 171
 172         /*
 173          * Multi-page bvec may be too big to hold in one segment, so the
 174          * current bvec has to be splitted as multiple segments.
 175          */
 176         while (len && new_nsegs + *nsegs < max_segs) {
 177                 seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_offset + total_len);
 178                 seg_size = min(seg_size, len);
 179
 180                 new_nsegs++;
 181                 total_len += seg_size;
 182                 len -= seg_size;
 183
 184                 if ((bv->bv_offset + total_len) & queue_virt_boundary(q))
 185                         break;
 186         }
 187
 188         if (!new_nsegs)
 189                 return !!len;
 190
 191         /* update front segment size */
 192         if (!*nsegs) {
 193                 unsigned first_seg_size;
 194
 195                 if (new_nsegs == 1)
 196                         first_seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_offset);
 197                 else
 198                         first_seg_size = queue_max_segment_size(q);
 199
 200                 if (*front_seg_size < first_seg_size)
 201                         *front_seg_size = first_seg_size;
 202         }
 203
 204         /* update other varibles */
 205         *last_seg_size = seg_size;
 206         *nsegs += new_nsegs;
 207         if (sectors)
 208                 *sectors += total_len >> 9;
 209
 210         /* split in the middle of the bvec if len != 0 */
 211         return !!len;
 212 }
 213
 214 static struct bio *blk_bio_segment_split(struct request_queue *q,
 215                                          struct bio *bio,
 216                                          struct bio_set *bs,
 217                                          unsigned *segs)
 218 {
 219         struct bio_vec bv, bvprv, *bvprvp = NULL;
 220         struct bvec_iter iter;
 221         unsigned seg_size = 0, nsegs = 0, sectors = 0;
 222         unsigned front_seg_size = bio->bi_seg_front_size;
 223         bool do_split = true;
 224         struct bio *new = NULL;
 225         const unsigned max_sectors = get_max_io_size(q, bio);
 226         const unsigned max_segs = queue_max_segments(q);
 227
 228         bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 229                 /*
 230                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
 231                  * offset would create a gap, disallow it.
 232                  */
 233                 if (bvprvp && bvec_gap_to_prev(q, bvprvp, bv.bv_offset))
 234                         goto split;
 235
 236                 if (sectors + (bv.bv_len >> 9) > max_sectors) {
 237                         /*
 238                          * Consider this a new segment if we're splitting in
 239                          * the middle of this vector.
 240                          */
 241                         if (nsegs < max_segs &&
 242                             sectors < max_sectors) {
 243                                 /* split in the middle of bvec */
 244                                 bv.bv_len = (max_sectors - sectors) << 9;
 245                                 bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs,
 246                                                 &seg_size,
 247                                                 &front_seg_size,
 248                                                 &sectors, max_segs);
 249                         }
 250                         goto split;
 251                 }
 252
 253                 if (nsegs == max_segs)
 254                         goto split;
 255
 256                 bvprv = bv;
 257                 bvprvp = &bvprv;
 258
 259                 if (bv.bv_offset + bv.bv_len <= PAGE_SIZE) {
 260                         nsegs++;
 261                         seg_size = bv.bv_len;
 262                         sectors += bv.bv_len >> 9;
 263                         if (nsegs == 1 && seg_size > front_seg_size)
 264                                 front_seg_size = seg_size;
 265                 } else if (bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs, &seg_size,
 266                                     &front_seg_size, &sectors, max_segs)) {
 267                         goto split;
 268                 }
 269         }
 270
 271         do_split = false;
 272 split:
 273         *segs = nsegs;
 274
 275         if (do_split) {
 276                 new = bio_split(bio, sectors, GFP_NOIO, bs);
 277                 if (new)
 278                         bio = new;
 279         }
 280
 281         bio->bi_seg_front_size = front_seg_size;
 282         if (seg_size > bio->bi_seg_back_size)
 283                 bio->bi_seg_back_size = seg_size;
 284
 285         return do_split ? new : NULL;
 286 }
 287
 288 void blk_queue_split(struct request_queue *q, struct bio **bio)
 289 {
 290         struct bio *split, *res;
 291         unsigned nsegs;
 292
 293         switch (bio_op(*bio)) {
 294         case REQ_OP_DISCARD:
 295         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 296                 split = blk_bio_discard_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 297                 break;
 298         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 299                 split = blk_bio_write_zeroes_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 300                 break;
 301         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 302                 split = blk_bio_write_same_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 303                 break;
 304         default:
 305                 split = blk_bio_segment_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 306                 break;
 307         }
 308
 309         /* physical segments can be figured out during splitting */
 310         res = split ? split : *bio;
 311         res->bi_phys_segments = nsegs;
 312         bio_set_flag(res, BIO_SEG_VALID);
 313
 314         if (split) {
 315                 /* there isn't chance to merge the splitted bio */
 316                 split->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
 317
 318                 /*
 319                  * Since we're recursing into make_request here, ensure
 320                  * that we mark this bio as already having entered the queue.
 321                  * If not, and the queue is going away, we can get stuck
 322                  * forever on waiting for the queue reference to drop. But
 323                  * that will never happen, as we're already holding a
 324                  * reference to it.
 325                  */
 326                 bio_set_flag(*bio, BIO_QUEUE_ENTERED);
 327
 328                 bio_chain(split, *bio);
 329                 trace_block_split(q, split, (*bio)->bi_iter.bi_sector);
 330                 generic_make_request(*bio);
 331                 *bio = split;
 332         }
 333 }
 334 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_split);
 335
 336 static unsigned int __blk_recalc_rq_segments(struct request_queue *q,
 337                                              struct bio *bio)
 338 {
 339         struct bio_vec uninitialized_var(bv), bvprv = { NULL };
 340         unsigned int seg_size, nr_phys_segs;
 341         unsigned front_seg_size;
 342         struct bio *fbio, *bbio;
 343         struct bvec_iter iter;
 344
 345         if (!bio)
 346                 return 0;
 347
 348         front_seg_size = bio->bi_seg_front_size;
 349
 350         switch (bio_op(bio)) {
 351         case REQ_OP_DISCARD:
 352         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 353         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 354                 return 0;
 355         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 356                 return 1;
 357         }
 358
 359         fbio = bio;
 360         seg_size = 0;
 361         nr_phys_segs = 0;
 362         for_each_bio(bio) {
 363                 bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 364                         bvec_split_segs(q, &bv, &nr_phys_segs, &seg_size,
 365                                         &front_seg_size, NULL, UINT_MAX);
 366                 }
 367                 bbio = bio;
 368                 if (likely(bio->bi_iter.bi_size))
 369                         bvprv = bv;
 370         }
 371
 372         fbio->bi_seg_front_size = front_seg_size;
 373         if (seg_size > bbio->bi_seg_back_size)
 374                 bbio->bi_seg_back_size = seg_size;
 375
 376         return nr_phys_segs;
 377 }
 378
 379 void blk_recalc_rq_segments(struct request *rq)
 380 {
 381         rq->nr_phys_segments = __blk_recalc_rq_segments(rq->q, rq->bio);
 382 }
 383
 384 void blk_recount_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 385 {
 386         struct bio *nxt = bio->bi_next;
 387
 388         bio->bi_next = NULL;
 389         bio->bi_phys_segments = __blk_recalc_rq_segments(q, bio);
 390         bio->bi_next = nxt;
 391
 392         bio_set_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
 393 }
 394
 395 static int blk_phys_contig_segment(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 396                                    struct bio *nxt)
 397 {
 398         struct bio_vec end_bv = { NULL }, nxt_bv;
 399
 400         if (bio->bi_seg_back_size + nxt->bi_seg_front_size >
 401             queue_max_segment_size(q))
 402                 return 0;
 403
 404         if (!bio_has_data(bio))
 405                 return 1;
 406
 407         bio_get_last_bvec(bio, &end_bv);
 408         bio_get_first_bvec(nxt, &nxt_bv);
 409
 410         return biovec_phys_mergeable(q, &end_bv, &nxt_bv);
 411 }
 412
 413 static inline struct scatterlist *blk_next_sg(struct scatterlist **sg,
 414                 struct scatterlist *sglist)
 415 {
 416         if (!*sg)
 417                 return sglist;
 418
 419         /*
 420          * If the driver previously mapped a shorter list, we could see a
 421          * termination bit prematurely unless it fully inits the sg table
 422          * on each mapping. We KNOW that there must be more entries here
 423          * or the driver would be buggy, so force clear the termination bit
 424          * to avoid doing a full sg_init_table() in drivers for each command.
 425          */
 426         sg_unmark_end(*sg);
 427         return sg_next(*sg);
 428 }
 429
 430 static unsigned blk_bvec_map_sg(struct request_queue *q,
 431                 struct bio_vec *bvec, struct scatterlist *sglist,
 432                 struct scatterlist **sg)
 433 {
 434         unsigned nbytes = bvec->bv_len;
 435         unsigned nsegs = 0, total = 0;
 436
 437         while (nbytes > 0) {
 438                 unsigned offset = bvec->bv_offset + total;
 439                 unsigned len = min(get_max_segment_size(q, offset), nbytes);
 440                 struct page *page = bvec->bv_page;
 441
 442                 /*
 443                  * Unfortunately a fair number of drivers barf on scatterlists
 444                  * that have an offset larger than PAGE_SIZE, despite other
 445                  * subsystems dealing with that invariant just fine.  For now
 446                  * stick to the legacy format where we never present those from
 447                  * the block layer, but the code below should be removed once
 448                  * these offenders (mostly MMC/SD drivers) are fixed.
 449                  */
 450                 page += (offset >> PAGE_SHIFT);
 451                 offset &= ~PAGE_MASK;
 452
 453                 *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 454                 sg_set_page(*sg, page, len, offset);
 455
 456                 total += len;
 457                 nbytes -= len;
 458                 nsegs++;
 459         }
 460
 461         return nsegs;
 462 }
 463
 464 static inline int __blk_bvec_map_sg(struct bio_vec bv,
 465                 struct scatterlist *sglist, struct scatterlist **sg)
 466 {
 467         *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 468         sg_set_page(*sg, bv.bv_page, bv.bv_len, bv.bv_offset);
 469         return 1;
 470 }
 471
 472 /* only try to merge bvecs into one sg if they are from two bios */
 473 static inline bool
 474 __blk_segment_map_sg_merge(struct request_queue *q, struct bio_vec *bvec,
 475                            struct bio_vec *bvprv, struct scatterlist **sg)
 476 {
 477
 478         int nbytes = bvec->bv_len;
 479
 480         if (!*sg)
 481                 return false;
 482
 483         if ((*sg)->length + nbytes > queue_max_segment_size(q))
 484                 return false;
 485
 486         if (!biovec_phys_mergeable(q, bvprv, bvec))
 487                 return false;
 488
 489         (*sg)->length += nbytes;
 490
 491         return true;
 492 }
 493
 494 static int __blk_bios_map_sg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 495                              struct scatterlist *sglist,
 496                              struct scatterlist **sg)
 497 {
 498         struct bio_vec uninitialized_var(bvec), bvprv = { NULL };
 499         struct bvec_iter iter;
 500         int nsegs = 0;
 501         bool new_bio = false;
 502
 503         for_each_bio(bio) {
 504                 bio_for_each_bvec(bvec, bio, iter) {
 505                         /*
 506                          * Only try to merge bvecs from two bios given we
 507                          * have done bio internal merge when adding pages
 508                          * to bio
 509                          */
 510                         if (new_bio &&
 511                             __blk_segment_map_sg_merge(q, &bvec, &bvprv, sg))
 512                                 goto next_bvec;
 513
 514                         if (bvec.bv_offset + bvec.bv_len <= PAGE_SIZE)
 515                                 nsegs += __blk_bvec_map_sg(bvec, sglist, sg);
 516                         else
 517                                 nsegs += blk_bvec_map_sg(q, &bvec, sglist, sg);
 518  next_bvec:
 519                         new_bio = false;
 520                 }
 521                 if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
 522                         bvprv = bvec;
 523                         new_bio = true;
 524                 }
 525         }
 526
 527         return nsegs;
 528 }
 529
 530 /*
 531  * map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 532  * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries
 533  */
 534 int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
 535                   struct scatterlist *sglist)
 536 {
 537         struct scatterlist *sg = NULL;
 538         int nsegs = 0;
 539
 540         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 541                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(rq->special_vec, sglist, &sg);
 542         else if (rq->bio && bio_op(rq->bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
 543                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(bio_iovec(rq->bio), sglist, &sg);
 544         else if (rq->bio)
 545                 nsegs = __blk_bios_map_sg(q, rq->bio, sglist, &sg);
 546
 547         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_COPY_USER) &&
 548             (blk_rq_bytes(rq) & q->dma_pad_mask)) {
 549                 unsigned int pad_len =
 550                         (q->dma_pad_mask & ~blk_rq_bytes(rq)) + 1;
 551
 552                 sg->length += pad_len;
 553                 rq->extra_len += pad_len;
 554         }
 555
 556         if (q->dma_drain_size && q->dma_drain_needed(rq)) {
 557                 if (op_is_write(req_op(rq)))
 558                         memset(q->dma_drain_buffer, 0, q->dma_drain_size);
 559
 560                 sg_unmark_end(sg);
 561                 sg = sg_next(sg);
 562                 sg_set_page(sg, virt_to_page(q->dma_drain_buffer),
 563                             q->dma_drain_size,
 564                             ((unsigned long)q->dma_drain_buffer) &
 565                             (PAGE_SIZE - 1));
 566                 nsegs++;
 567                 rq->extra_len += q->dma_drain_size;
 568         }
 569
 570         if (sg)
 571                 sg_mark_end(sg);
 572
 573         /*
 574          * Something must have been wrong if the figured number of
 575          * segment is bigger than number of req's physical segments
 576          */
 577         WARN_ON(nsegs > blk_rq_nr_phys_segments(rq));
 578
 579         return nsegs;
 580 }
 581 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_map_sg);
 582
 583 static inline int ll_new_hw_segment(struct request_queue *q,
 584                                     struct request *req,
 585                                     struct bio *bio)
 586 {
 587         int nr_phys_segs = bio_phys_segments(q, bio);
 588
 589         if (req->nr_phys_segments + nr_phys_segs > queue_max_segments(q))
 590                 goto no_merge;
 591
 592         if (blk_integrity_merge_bio(q, req, bio) == false)
 593                 goto no_merge;
 594
 595         /*
 596          * This will form the start of a new hw segment.  Bump both
 597          * counters.
 598          */
 599         req->nr_phys_segments += nr_phys_segs;
 600         return 1;
 601
 602 no_merge:
 603         req_set_nomerge(q, req);
 604         return 0;
 605 }
 606
 607 int ll_back_merge_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 608                      struct bio *bio)
 609 {
 610         if (req_gap_back_merge(req, bio))
 611                 return 0;
 612         if (blk_integrity_rq(req) &&
 613             integrity_req_gap_back_merge(req, bio))
 614                 return 0;
 615         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 616             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req))) {
 617                 req_set_nomerge(q, req);
 618                 return 0;
 619         }
 620         if (!bio_flagged(req->biotail, BIO_SEG_VALID))
 621                 blk_recount_segments(q, req->biotail);
 622         if (!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID))
 623                 blk_recount_segments(q, bio);
 624
 625         return ll_new_hw_segment(q, req, bio);
 626 }
 627
 628 int ll_front_merge_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 629                       struct bio *bio)
 630 {
 631
 632         if (req_gap_front_merge(req, bio))
 633                 return 0;
 634         if (blk_integrity_rq(req) &&
 635             integrity_req_gap_front_merge(req, bio))
 636                 return 0;
 637         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 638             blk_rq_get_max_sectors(req, bio->bi_iter.bi_sector)) {
 639                 req_set_nomerge(q, req);
 640                 return 0;
 641         }
 642         if (!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID))
 643                 blk_recount_segments(q, bio);
 644         if (!bio_flagged(req->bio, BIO_SEG_VALID))
 645                 blk_recount_segments(q, req->bio);
 646
 647         return ll_new_hw_segment(q, req, bio);
 648 }
 649
 650 static bool req_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
 651                 struct request *next)
 652 {
 653         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
 654
 655         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
 656                 goto no_merge;
 657         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(next->bio) >
 658             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 659                 goto no_merge;
 660
 661         req->nr_phys_segments = segments + blk_rq_nr_discard_segments(next);
 662         return true;
 663 no_merge:
 664         req_set_nomerge(q, req);
 665         return false;
 666 }
 667
 668 static int ll_merge_requests_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 669                                 struct request *next)
 670 {
 671         int total_phys_segments;
 672         unsigned int seg_size =
 673                 req->biotail->bi_seg_back_size + next->bio->bi_seg_front_size;
 674
 675         if (req_gap_back_merge(req, next->bio))
 676                 return 0;
 677
 678         /*
 679          * Will it become too large?
 680          */
 681         if ((blk_rq_sectors(req) + blk_rq_sectors(next)) >
 682             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 683                 return 0;
 684
 685         total_phys_segments = req->nr_phys_segments + next->nr_phys_segments;
 686         if (blk_phys_contig_segment(q, req->biotail, next->bio)) {
 687                 if (req->nr_phys_segments == 1)
 688                         req->bio->bi_seg_front_size = seg_size;
 689                 if (next->nr_phys_segments == 1)
 690                         next->biotail->bi_seg_back_size = seg_size;
 691         }
 692
 693         if (total_phys_segments > queue_max_segments(q))
 694                 return 0;
 695
 696         if (blk_integrity_merge_rq(q, req, next) == false)
 697                 return 0;
 698
 699         /* Merge is OK... */
 700         req->nr_phys_segments = total_phys_segments;
 701         return 1;
 702 }
 703
 704 /**
 705  * blk_rq_set_mixed_merge - mark a request as mixed merge
 706  * @rq: request to mark as mixed merge
 707  *
 708  * Description:
 709  *     @rq is about to be mixed merged.  Make sure the attributes
 710  *     which can be mixed are set in each bio and mark @rq as mixed
 711  *     merged.
 712  */
 713 void blk_rq_set_mixed_merge(struct request *rq)
 714 {
 715         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
 716         struct bio *bio;
 717
 718         if (rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE)
 719                 return;
 720
 721         /*
 722          * @rq will no longer represent mixable attributes for all the
 723          * contained bios.  It will just track those of the first one.
 724          * Distributes the attributs to each bio.
 725          */
 726         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
 727                 WARN_ON_ONCE((bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) &&
 728                              (bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) != ff);
 729                 bio->bi_opf |= ff;
 730         }
 731         rq->rq_flags |= RQF_MIXED_MERGE;
 732 }
 733
 734 static void blk_account_io_merge(struct request *req)
 735 {
 736         if (blk_do_io_stat(req)) {
 737                 struct hd_struct *part;
 738
 739                 part_stat_lock();
 740                 part = req->part;
 741
 742                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
 743
 744                 hd_struct_put(part);
 745                 part_stat_unlock();
 746         }
 747 }
 748 /*
 749  * Two cases of handling DISCARD merge:
 750  * If max_discard_segments > 1, the driver takes every bio
 751  * as a range and send them to controller together. The ranges
 752  * needn't to be contiguous.
 753  * Otherwise, the bios/requests will be handled as same as
 754  * others which should be contiguous.
 755  */
 756 static inline bool blk_discard_mergable(struct request *req)
 757 {
 758         if (req_op(req) == REQ_OP_DISCARD &&
 759             queue_max_discard_segments(req->q) > 1)
 760                 return true;
 761         return false;
 762 }
 763
 764 static enum elv_merge blk_try_req_merge(struct request *req,
 765                                         struct request *next)
 766 {
 767         if (blk_discard_mergable(req))
 768                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 769         else if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) == blk_rq_pos(next))
 770                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 771
 772         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 773 }
 774
 775 /*
 776  * For non-mq, this has to be called with the request spinlock acquired.
 777  * For mq with scheduling, the appropriate queue wide lock should be held.
 778  */
 779 static struct request *attempt_merge(struct request_queue *q,
 780                                      struct request *req, struct request *next)
 781 {
 782         if (!rq_mergeable(req) || !rq_mergeable(next))
 783                 return NULL;
 784
 785         if (req_op(req) != req_op(next))
 786                 return NULL;
 787
 788         if (rq_data_dir(req) != rq_data_dir(next)
 789             || req->rq_disk != next->rq_disk)
 790                 return NULL;
 791
 792         if (req_op(req) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 793             !blk_write_same_mergeable(req->bio, next->bio))
 794                 return NULL;
 795
 796         /*
 797          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 798          * non-hint IO.
 799          */
 800         if (req->write_hint != next->write_hint)
 801                 return NULL;
 802
 803         if (req->ioprio != next->ioprio)
 804                 return NULL;
 805
 806         /*
 807          * If we are allowed to merge, then append bio list
 808          * from next to rq and release next. merge_requests_fn
 809          * will have updated segment counts, update sector
 810          * counts here. Handle DISCARDs separately, as they
 811          * have separate settings.
 812          */
 813
 814         switch (blk_try_req_merge(req, next)) {
 815         case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
 816                 if (!req_attempt_discard_merge(q, req, next))
 817                         return NULL;
 818                 break;
 819         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
 820                 if (!ll_merge_requests_fn(q, req, next))
 821                         return NULL;
 822                 break;
 823         default:
 824                 return NULL;
 825         }
 826
 827         /*
 828          * If failfast settings disagree or any of the two is already
 829          * a mixed merge, mark both as mixed before proceeding.  This
 830          * makes sure that all involved bios have mixable attributes
 831          * set properly.
 832          */
 833         if (((req->rq_flags | next->rq_flags) & RQF_MIXED_MERGE) ||
 834             (req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) !=
 835             (next->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK)) {
 836                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
 837                 blk_rq_set_mixed_merge(next);
 838         }
 839
 840         /*
 841          * At this point we have either done a back merge or front merge. We
 842          * need the smaller start_time_ns of the merged requests to be the
 843          * current request for accounting purposes.
 844          */
 845         if (next->start_time_ns < req->start_time_ns)
 846                 req->start_time_ns = next->start_time_ns;
 847
 848         req->biotail->bi_next = next->bio;
 849         req->biotail = next->biotail;
 850
 851         req->__data_len += blk_rq_bytes(next);
 852
 853         if (!blk_discard_mergable(req))
 854                 elv_merge_requests(q, req, next);
 855
 856         /*
 857          * 'next' is going away, so update stats accordingly
 858          */
 859         blk_account_io_merge(next);
 860
 861         /*
 862          * ownership of bio passed from next to req, return 'next' for
 863          * the caller to free
 864          */
 865         next->bio = NULL;
 866         return next;
 867 }
 868
 869 struct request *attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 870 {
 871         struct request *next = elv_latter_request(q, rq);
 872
 873         if (next)
 874                 return attempt_merge(q, rq, next);
 875
 876         return NULL;
 877 }
 878
 879 struct request *attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 880 {
 881         struct request *prev = elv_former_request(q, rq);
 882
 883         if (prev)
 884                 return attempt_merge(q, prev, rq);
 885
 886         return NULL;
 887 }
 888
 889 int blk_attempt_req_merge(struct request_queue *q, struct request *rq,
 890                           struct request *next)
 891 {
 892         struct request *free;
 893
 894         free = attempt_merge(q, rq, next);
 895         if (free) {
 896                 blk_put_request(free);
 897                 return 1;
 898         }
 899
 900         return 0;
 901 }
 902
 903 bool blk_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
 904 {
 905         if (!rq_mergeable(rq) || !bio_mergeable(bio))
 906                 return false;
 907
 908         if (req_op(rq) != bio_op(bio))
 909                 return false;
 910
 911         /* different data direction or already started, don't merge */
 912         if (bio_data_dir(bio) != rq_data_dir(rq))
 913                 return false;
 914
 915         /* must be same device */
 916         if (rq->rq_disk != bio->bi_disk)
 917                 return false;
 918
 919         /* only merge integrity protected bio into ditto rq */
 920         if (blk_integrity_merge_bio(rq->q, rq, bio) == false)
 921                 return false;
 922
 923         /* must be using the same buffer */
 924         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 925             !blk_write_same_mergeable(rq->bio, bio))
 926                 return false;
 927
 928         /*
 929          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 930          * non-hint IO.
 931          */
 932         if (rq->write_hint != bio->bi_write_hint)
 933                 return false;
 934
 935         if (rq->ioprio != bio_prio(bio))
 936                 return false;
 937
 938         return true;
 939 }
 940
 941 enum elv_merge blk_try_merge(struct request *rq, struct bio *bio)
 942 {
 943         if (blk_discard_mergable(rq))
 944                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 945         else if (blk_rq_pos(rq) + blk_rq_sectors(rq) == bio->bi_iter.bi_sector)
 946                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 947         else if (blk_rq_pos(rq) - bio_sectors(bio) == bio->bi_iter.bi_sector)
 948                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
 949         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 950 }