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