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(q, prev_last_bv, next_first_bv))
  25                 return false;
  26         if (prev->bi_seg_back_size + next_first_bv->bv_len >
  27                         queue_max_segment_size(q))
  28                 return false;
  29         return true;
  30 }
  31
  32 static inline bool bio_will_gap(struct request_queue *q,
  33                 struct request *prev_rq, struct bio *prev, struct bio *next)
  34 {
  35         struct bio_vec pb, nb;
  36
  37         if (!bio_has_data(prev) || !queue_virt_boundary(q))
  38                 return false;
  39
  40         /*
  41          * Don't merge if the 1st bio starts with non-zero offset, otherwise it
  42          * is quite difficult to respect the sg gap limit.  We work hard to
  43          * merge a huge number of small single bios in case of mkfs.
  44          */
  45         if (prev_rq)
  46                 bio_get_first_bvec(prev_rq->bio, &pb);
  47         else
  48                 bio_get_first_bvec(prev, &pb);
  49         if (pb.bv_offset & queue_virt_boundary(q))
  50                 return true;
  51
  52         /*
  53          * We don't need to worry about the situation that the merged segment
  54          * ends in unaligned virt boundary:
  55          *
  56          * - if 'pb' ends aligned, the merged segment ends aligned
  57          * - if 'pb' ends unaligned, the next bio must include
  58          *   one single bvec of 'nb', otherwise the 'nb' can't
  59          *   merge with 'pb'
  60          */
  61         bio_get_last_bvec(prev, &pb);
  62         bio_get_first_bvec(next, &nb);
  63         if (bios_segs_mergeable(q, prev, &pb, &nb))
  64                 return false;
  65         return __bvec_gap_to_prev(q, &pb, nb.bv_offset);
  66 }
  67
  68 static inline bool req_gap_back_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  69 {
  70         return bio_will_gap(req->q, req, req->biotail, bio);
  71 }
  72
  73 static inline bool req_gap_front_merge(struct request *req, struct bio *bio)
  74 {
  75         return bio_will_gap(req->q, NULL, bio, req->bio);
  76 }
  77
  78 static struct bio *blk_bio_discard_split(struct request_queue *q,
  79                                          struct bio *bio,
  80                                          struct bio_set *bs,
  81                                          unsigned *nsegs)
  82 {
  83         unsigned int max_discard_sectors, granularity;
  84         int alignment;
  85         sector_t tmp;
  86         unsigned split_sectors;
  87
  88         *nsegs = 1;
  89
  90         /* Zero-sector (unknown) and one-sector granularities are the same.  */
  91         granularity = max(q->limits.discard_granularity >> 9, 1U);
  92
  93         max_discard_sectors = min(q->limits.max_discard_sectors,
  94                         bio_allowed_max_sectors(q));
  95         max_discard_sectors -= max_discard_sectors % granularity;
  96
  97         if (unlikely(!max_discard_sectors)) {
  98                 /* XXX: warn */
  99                 return NULL;
 100         }
 101
 102         if (bio_sectors(bio) <= max_discard_sectors)
 103                 return NULL;
 104
 105         split_sectors = max_discard_sectors;
 106
 107         /*
 108          * If the next starting sector would be misaligned, stop the discard at
 109          * the previous aligned sector.
 110          */
 111         alignment = (q->limits.discard_alignment >> 9) % granularity;
 112
 113         tmp = bio->bi_iter.bi_sector + split_sectors - alignment;
 114         tmp = sector_div(tmp, granularity);
 115
 116         if (split_sectors > tmp)
 117                 split_sectors -= tmp;
 118
 119         return bio_split(bio, split_sectors, GFP_NOIO, bs);
 120 }
 121
 122 static struct bio *blk_bio_write_zeroes_split(struct request_queue *q,
 123                 struct bio *bio, struct bio_set *bs, unsigned *nsegs)
 124 {
 125         *nsegs = 1;
 126
 127         if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 128                 return NULL;
 129
 130         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_zeroes_sectors)
 131                 return NULL;
 132
 133         return bio_split(bio, q->limits.max_write_zeroes_sectors, GFP_NOIO, bs);
 134 }
 135
 136 static struct bio *blk_bio_write_same_split(struct request_queue *q,
 137                                             struct bio *bio,
 138                                             struct bio_set *bs,
 139                                             unsigned *nsegs)
 140 {
 141         *nsegs = 1;
 142
 143         if (!q->limits.max_write_same_sectors)
 144                 return NULL;
 145
 146         if (bio_sectors(bio) <= q->limits.max_write_same_sectors)
 147                 return NULL;
 148
 149         return bio_split(bio, q->limits.max_write_same_sectors, GFP_NOIO, bs);
 150 }
 151
 152 static inline unsigned get_max_io_size(struct request_queue *q,
 153                                        struct bio *bio)
 154 {
 155         unsigned sectors = blk_max_size_offset(q, bio->bi_iter.bi_sector);
 156         unsigned mask = queue_logical_block_size(q) - 1;
 157
 158         /* aligned to logical block size */
 159         sectors &= ~(mask >> 9);
 160
 161         return sectors;
 162 }
 163
 164 static unsigned get_max_segment_size(struct request_queue *q,
 165                                      unsigned offset)
 166 {
 167         unsigned long mask = queue_segment_boundary(q);
 168
 169         /* default segment boundary mask means no boundary limit */
 170         if (mask == BLK_SEG_BOUNDARY_MASK)
 171                 return queue_max_segment_size(q);
 172
 173         return min_t(unsigned long, mask - (mask & offset) + 1,
 174                      queue_max_segment_size(q));
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Split the bvec @bv into segments, and update all kinds of
 179  * variables.
 180  */
 181 static bool bvec_split_segs(struct request_queue *q, struct bio_vec *bv,
 182                 unsigned *nsegs, unsigned *last_seg_size,
 183                 unsigned *front_seg_size, unsigned *sectors, unsigned max_segs)
 184 {
 185         unsigned len = bv->bv_len;
 186         unsigned total_len = 0;
 187         unsigned new_nsegs = 0, seg_size = 0;
 188
 189         /*
 190          * Multi-page bvec may be too big to hold in one segment, so the
 191          * current bvec has to be splitted as multiple segments.
 192          */
 193         while (len && new_nsegs + *nsegs < max_segs) {
 194                 seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_offset + total_len);
 195                 seg_size = min(seg_size, len);
 196
 197                 new_nsegs++;
 198                 total_len += seg_size;
 199                 len -= seg_size;
 200
 201                 if ((bv->bv_offset + total_len) & queue_virt_boundary(q))
 202                         break;
 203         }
 204
 205         if (!new_nsegs)
 206                 return !!len;
 207
 208         /* update front segment size */
 209         if (!*nsegs) {
 210                 unsigned first_seg_size;
 211
 212                 if (new_nsegs == 1)
 213                         first_seg_size = get_max_segment_size(q, bv->bv_offset);
 214                 else
 215                         first_seg_size = queue_max_segment_size(q);
 216
 217                 if (*front_seg_size < first_seg_size)
 218                         *front_seg_size = first_seg_size;
 219         }
 220
 221         /* update other varibles */
 222         *last_seg_size = seg_size;
 223         *nsegs += new_nsegs;
 224         if (sectors)
 225                 *sectors += total_len >> 9;
 226
 227         /* split in the middle of the bvec if len != 0 */
 228         return !!len;
 229 }
 230
 231 static struct bio *blk_bio_segment_split(struct request_queue *q,
 232                                          struct bio *bio,
 233                                          struct bio_set *bs,
 234                                          unsigned *segs)
 235 {
 236         struct bio_vec bv, bvprv, *bvprvp = NULL;
 237         struct bvec_iter iter;
 238         unsigned seg_size = 0, nsegs = 0, sectors = 0;
 239         unsigned front_seg_size = bio->bi_seg_front_size;
 240         bool do_split = true;
 241         struct bio *new = NULL;
 242         const unsigned max_sectors = get_max_io_size(q, bio);
 243         const unsigned max_segs = queue_max_segments(q);
 244
 245         bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 246                 /*
 247                  * If the queue doesn't support SG gaps and adding this
 248                  * offset would create a gap, disallow it.
 249                  */
 250                 if (bvprvp && bvec_gap_to_prev(q, bvprvp, bv.bv_offset))
 251                         goto split;
 252
 253                 if (sectors + (bv.bv_len >> 9) > max_sectors) {
 254                         /*
 255                          * Consider this a new segment if we're splitting in
 256                          * the middle of this vector.
 257                          */
 258                         if (nsegs < max_segs &&
 259                             sectors < max_sectors) {
 260                                 /* split in the middle of bvec */
 261                                 bv.bv_len = (max_sectors - sectors) << 9;
 262                                 bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs,
 263                                                 &seg_size,
 264                                                 &front_seg_size,
 265                                                 &sectors, max_segs);
 266                         }
 267                         goto split;
 268                 }
 269
 270                 if (nsegs == max_segs)
 271                         goto split;
 272
 273                 bvprv = bv;
 274                 bvprvp = &bvprv;
 275
 276                 if (bv.bv_offset + bv.bv_len <= PAGE_SIZE) {
 277                         nsegs++;
 278                         seg_size = bv.bv_len;
 279                         sectors += bv.bv_len >> 9;
 280                         if (nsegs == 1 && seg_size > front_seg_size)
 281                                 front_seg_size = seg_size;
 282                 } else if (bvec_split_segs(q, &bv, &nsegs, &seg_size,
 283                                     &front_seg_size, &sectors, max_segs)) {
 284                         goto split;
 285                 }
 286         }
 287
 288         do_split = false;
 289 split:
 290         *segs = nsegs;
 291
 292         if (do_split) {
 293                 new = bio_split(bio, sectors, GFP_NOIO, bs);
 294                 if (new)
 295                         bio = new;
 296         }
 297
 298         bio->bi_seg_front_size = front_seg_size;
 299         if (seg_size > bio->bi_seg_back_size)
 300                 bio->bi_seg_back_size = seg_size;
 301
 302         return do_split ? new : NULL;
 303 }
 304
 305 void blk_queue_split(struct request_queue *q, struct bio **bio)
 306 {
 307         struct bio *split, *res;
 308         unsigned nsegs;
 309
 310         switch (bio_op(*bio)) {
 311         case REQ_OP_DISCARD:
 312         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 313                 split = blk_bio_discard_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 314                 break;
 315         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 316                 split = blk_bio_write_zeroes_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 317                 break;
 318         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 319                 split = blk_bio_write_same_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 320                 break;
 321         default:
 322                 split = blk_bio_segment_split(q, *bio, &q->bio_split, &nsegs);
 323                 break;
 324         }
 325
 326         /* physical segments can be figured out during splitting */
 327         res = split ? split : *bio;
 328         res->bi_phys_segments = nsegs;
 329         bio_set_flag(res, BIO_SEG_VALID);
 330
 331         if (split) {
 332                 /* there isn't chance to merge the splitted bio */
 333                 split->bi_opf |= REQ_NOMERGE;
 334
 335                 /*
 336                  * Since we're recursing into make_request here, ensure
 337                  * that we mark this bio as already having entered the queue.
 338                  * If not, and the queue is going away, we can get stuck
 339                  * forever on waiting for the queue reference to drop. But
 340                  * that will never happen, as we're already holding a
 341                  * reference to it.
 342                  */
 343                 bio_set_flag(*bio, BIO_QUEUE_ENTERED);
 344
 345                 bio_chain(split, *bio);
 346                 trace_block_split(q, split, (*bio)->bi_iter.bi_sector);
 347                 generic_make_request(*bio);
 348                 *bio = split;
 349         }
 350 }
 351 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_split);
 352
 353 static unsigned int __blk_recalc_rq_segments(struct request_queue *q,
 354                                              struct bio *bio)
 355 {
 356         struct bio_vec uninitialized_var(bv), bvprv = { NULL };
 357         unsigned int seg_size, nr_phys_segs;
 358         unsigned front_seg_size;
 359         struct bio *fbio, *bbio;
 360         struct bvec_iter iter;
 361
 362         if (!bio)
 363                 return 0;
 364
 365         front_seg_size = bio->bi_seg_front_size;
 366
 367         switch (bio_op(bio)) {
 368         case REQ_OP_DISCARD:
 369         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
 370         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
 371                 return 0;
 372         case REQ_OP_WRITE_SAME:
 373                 return 1;
 374         }
 375
 376         fbio = bio;
 377         seg_size = 0;
 378         nr_phys_segs = 0;
 379         for_each_bio(bio) {
 380                 bio_for_each_bvec(bv, bio, iter) {
 381                         bvec_split_segs(q, &bv, &nr_phys_segs, &seg_size,
 382                                         &front_seg_size, NULL, UINT_MAX);
 383                 }
 384                 bbio = bio;
 385                 if (likely(bio->bi_iter.bi_size))
 386                         bvprv = bv;
 387         }
 388
 389         fbio->bi_seg_front_size = front_seg_size;
 390         if (seg_size > bbio->bi_seg_back_size)
 391                 bbio->bi_seg_back_size = seg_size;
 392
 393         return nr_phys_segs;
 394 }
 395
 396 void blk_recalc_rq_segments(struct request *rq)
 397 {
 398         rq->nr_phys_segments = __blk_recalc_rq_segments(rq->q, rq->bio);
 399 }
 400
 401 void blk_recount_segments(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 402 {
 403         struct bio *nxt = bio->bi_next;
 404
 405         bio->bi_next = NULL;
 406         bio->bi_phys_segments = __blk_recalc_rq_segments(q, bio);
 407         bio->bi_next = nxt;
 408
 409         bio_set_flag(bio, BIO_SEG_VALID);
 410 }
 411
 412 static int blk_phys_contig_segment(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 413                                    struct bio *nxt)
 414 {
 415         struct bio_vec end_bv = { NULL }, nxt_bv;
 416
 417         if (bio->bi_seg_back_size + nxt->bi_seg_front_size >
 418             queue_max_segment_size(q))
 419                 return 0;
 420
 421         if (!bio_has_data(bio))
 422                 return 1;
 423
 424         bio_get_last_bvec(bio, &end_bv);
 425         bio_get_first_bvec(nxt, &nxt_bv);
 426
 427         return biovec_phys_mergeable(q, &end_bv, &nxt_bv);
 428 }
 429
 430 static inline struct scatterlist *blk_next_sg(struct scatterlist **sg,
 431                 struct scatterlist *sglist)
 432 {
 433         if (!*sg)
 434                 return sglist;
 435
 436         /*
 437          * If the driver previously mapped a shorter list, we could see a
 438          * termination bit prematurely unless it fully inits the sg table
 439          * on each mapping. We KNOW that there must be more entries here
 440          * or the driver would be buggy, so force clear the termination bit
 441          * to avoid doing a full sg_init_table() in drivers for each command.
 442          */
 443         sg_unmark_end(*sg);
 444         return sg_next(*sg);
 445 }
 446
 447 static unsigned blk_bvec_map_sg(struct request_queue *q,
 448                 struct bio_vec *bvec, struct scatterlist *sglist,
 449                 struct scatterlist **sg)
 450 {
 451         unsigned nbytes = bvec->bv_len;
 452         unsigned nsegs = 0, total = 0;
 453
 454         while (nbytes > 0) {
 455                 unsigned offset = bvec->bv_offset + total;
 456                 unsigned len = min(get_max_segment_size(q, offset), nbytes);
 457                 struct page *page = bvec->bv_page;
 458
 459                 /*
 460                  * Unfortunately a fair number of drivers barf on scatterlists
 461                  * that have an offset larger than PAGE_SIZE, despite other
 462                  * subsystems dealing with that invariant just fine.  For now
 463                  * stick to the legacy format where we never present those from
 464                  * the block layer, but the code below should be removed once
 465                  * these offenders (mostly MMC/SD drivers) are fixed.
 466                  */
 467                 page += (offset >> PAGE_SHIFT);
 468                 offset &= ~PAGE_MASK;
 469
 470                 *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 471                 sg_set_page(*sg, page, len, offset);
 472
 473                 total += len;
 474                 nbytes -= len;
 475                 nsegs++;
 476         }
 477
 478         return nsegs;
 479 }
 480
 481 static inline int __blk_bvec_map_sg(struct bio_vec bv,
 482                 struct scatterlist *sglist, struct scatterlist **sg)
 483 {
 484         *sg = blk_next_sg(sg, sglist);
 485         sg_set_page(*sg, bv.bv_page, bv.bv_len, bv.bv_offset);
 486         return 1;
 487 }
 488
 489 /* only try to merge bvecs into one sg if they are from two bios */
 490 static inline bool
 491 __blk_segment_map_sg_merge(struct request_queue *q, struct bio_vec *bvec,
 492                            struct bio_vec *bvprv, struct scatterlist **sg)
 493 {
 494
 495         int nbytes = bvec->bv_len;
 496
 497         if (!*sg)
 498                 return false;
 499
 500         if ((*sg)->length + nbytes > queue_max_segment_size(q))
 501                 return false;
 502
 503         if (!biovec_phys_mergeable(q, bvprv, bvec))
 504                 return false;
 505
 506         (*sg)->length += nbytes;
 507
 508         return true;
 509 }
 510
 511 static int __blk_bios_map_sg(struct request_queue *q, struct bio *bio,
 512                              struct scatterlist *sglist,
 513                              struct scatterlist **sg)
 514 {
 515         struct bio_vec uninitialized_var(bvec), bvprv = { NULL };
 516         struct bvec_iter iter;
 517         int nsegs = 0;
 518         bool new_bio = false;
 519
 520         for_each_bio(bio) {
 521                 bio_for_each_bvec(bvec, bio, iter) {
 522                         /*
 523                          * Only try to merge bvecs from two bios given we
 524                          * have done bio internal merge when adding pages
 525                          * to bio
 526                          */
 527                         if (new_bio &&
 528                             __blk_segment_map_sg_merge(q, &bvec, &bvprv, sg))
 529                                 goto next_bvec;
 530
 531                         if (bvec.bv_offset + bvec.bv_len <= PAGE_SIZE)
 532                                 nsegs += __blk_bvec_map_sg(bvec, sglist, sg);
 533                         else
 534                                 nsegs += blk_bvec_map_sg(q, &bvec, sglist, sg);
 535  next_bvec:
 536                         new_bio = false;
 537                 }
 538                 if (likely(bio->bi_iter.bi_size)) {
 539                         bvprv = bvec;
 540                         new_bio = true;
 541                 }
 542         }
 543
 544         return nsegs;
 545 }
 546
 547 /*
 548  * map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 549  * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries
 550  */
 551 int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
 552                   struct scatterlist *sglist)
 553 {
 554         struct scatterlist *sg = NULL;
 555         int nsegs = 0;
 556
 557         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
 558                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(rq->special_vec, sglist, &sg);
 559         else if (rq->bio && bio_op(rq->bio) == REQ_OP_WRITE_SAME)
 560                 nsegs = __blk_bvec_map_sg(bio_iovec(rq->bio), sglist, &sg);
 561         else if (rq->bio)
 562                 nsegs = __blk_bios_map_sg(q, rq->bio, sglist, &sg);
 563
 564         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_COPY_USER) &&
 565             (blk_rq_bytes(rq) & q->dma_pad_mask)) {
 566                 unsigned int pad_len =
 567                         (q->dma_pad_mask & ~blk_rq_bytes(rq)) + 1;
 568
 569                 sg->length += pad_len;
 570                 rq->extra_len += pad_len;
 571         }
 572
 573         if (q->dma_drain_size && q->dma_drain_needed(rq)) {
 574                 if (op_is_write(req_op(rq)))
 575                         memset(q->dma_drain_buffer, 0, q->dma_drain_size);
 576
 577                 sg_unmark_end(sg);
 578                 sg = sg_next(sg);
 579                 sg_set_page(sg, virt_to_page(q->dma_drain_buffer),
 580                             q->dma_drain_size,
 581                             ((unsigned long)q->dma_drain_buffer) &
 582                             (PAGE_SIZE - 1));
 583                 nsegs++;
 584                 rq->extra_len += q->dma_drain_size;
 585         }
 586
 587         if (sg)
 588                 sg_mark_end(sg);
 589
 590         /*
 591          * Something must have been wrong if the figured number of
 592          * segment is bigger than number of req's physical segments
 593          */
 594         WARN_ON(nsegs > blk_rq_nr_phys_segments(rq));
 595
 596         return nsegs;
 597 }
 598 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_map_sg);
 599
 600 static inline int ll_new_hw_segment(struct request_queue *q,
 601                                     struct request *req,
 602                                     struct bio *bio)
 603 {
 604         int nr_phys_segs = bio_phys_segments(q, bio);
 605
 606         if (req->nr_phys_segments + nr_phys_segs > queue_max_segments(q))
 607                 goto no_merge;
 608
 609         if (blk_integrity_merge_bio(q, req, bio) == false)
 610                 goto no_merge;
 611
 612         /*
 613          * This will form the start of a new hw segment.  Bump both
 614          * counters.
 615          */
 616         req->nr_phys_segments += nr_phys_segs;
 617         return 1;
 618
 619 no_merge:
 620         req_set_nomerge(q, req);
 621         return 0;
 622 }
 623
 624 int ll_back_merge_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 625                      struct bio *bio)
 626 {
 627         if (req_gap_back_merge(req, bio))
 628                 return 0;
 629         if (blk_integrity_rq(req) &&
 630             integrity_req_gap_back_merge(req, bio))
 631                 return 0;
 632         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 633             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req))) {
 634                 req_set_nomerge(q, req);
 635                 return 0;
 636         }
 637         if (!bio_flagged(req->biotail, BIO_SEG_VALID))
 638                 blk_recount_segments(q, req->biotail);
 639         if (!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID))
 640                 blk_recount_segments(q, bio);
 641
 642         return ll_new_hw_segment(q, req, bio);
 643 }
 644
 645 int ll_front_merge_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 646                       struct bio *bio)
 647 {
 648
 649         if (req_gap_front_merge(req, bio))
 650                 return 0;
 651         if (blk_integrity_rq(req) &&
 652             integrity_req_gap_front_merge(req, bio))
 653                 return 0;
 654         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
 655             blk_rq_get_max_sectors(req, bio->bi_iter.bi_sector)) {
 656                 req_set_nomerge(q, req);
 657                 return 0;
 658         }
 659         if (!bio_flagged(bio, BIO_SEG_VALID))
 660                 blk_recount_segments(q, bio);
 661         if (!bio_flagged(req->bio, BIO_SEG_VALID))
 662                 blk_recount_segments(q, req->bio);
 663
 664         return ll_new_hw_segment(q, req, bio);
 665 }
 666
 667 static bool req_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
 668                 struct request *next)
 669 {
 670         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
 671
 672         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
 673                 goto no_merge;
 674         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(next->bio) >
 675             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 676                 goto no_merge;
 677
 678         req->nr_phys_segments = segments + blk_rq_nr_discard_segments(next);
 679         return true;
 680 no_merge:
 681         req_set_nomerge(q, req);
 682         return false;
 683 }
 684
 685 static int ll_merge_requests_fn(struct request_queue *q, struct request *req,
 686                                 struct request *next)
 687 {
 688         int total_phys_segments;
 689         unsigned int seg_size =
 690                 req->biotail->bi_seg_back_size + next->bio->bi_seg_front_size;
 691
 692         if (req_gap_back_merge(req, next->bio))
 693                 return 0;
 694
 695         /*
 696          * Will it become too large?
 697          */
 698         if ((blk_rq_sectors(req) + blk_rq_sectors(next)) >
 699             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
 700                 return 0;
 701
 702         total_phys_segments = req->nr_phys_segments + next->nr_phys_segments;
 703         if (blk_phys_contig_segment(q, req->biotail, next->bio)) {
 704                 if (req->nr_phys_segments == 1)
 705                         req->bio->bi_seg_front_size = seg_size;
 706                 if (next->nr_phys_segments == 1)
 707                         next->biotail->bi_seg_back_size = seg_size;
 708         }
 709
 710         if (total_phys_segments > queue_max_segments(q))
 711                 return 0;
 712
 713         if (blk_integrity_merge_rq(q, req, next) == false)
 714                 return 0;
 715
 716         /* Merge is OK... */
 717         req->nr_phys_segments = total_phys_segments;
 718         return 1;
 719 }
 720
 721 /**
 722  * blk_rq_set_mixed_merge - mark a request as mixed merge
 723  * @rq: request to mark as mixed merge
 724  *
 725  * Description:
 726  *     @rq is about to be mixed merged.  Make sure the attributes
 727  *     which can be mixed are set in each bio and mark @rq as mixed
 728  *     merged.
 729  */
 730 void blk_rq_set_mixed_merge(struct request *rq)
 731 {
 732         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
 733         struct bio *bio;
 734
 735         if (rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE)
 736                 return;
 737
 738         /*
 739          * @rq will no longer represent mixable attributes for all the
 740          * contained bios.  It will just track those of the first one.
 741          * Distributes the attributs to each bio.
 742          */
 743         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
 744                 WARN_ON_ONCE((bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) &&
 745                              (bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK) != ff);
 746                 bio->bi_opf |= ff;
 747         }
 748         rq->rq_flags |= RQF_MIXED_MERGE;
 749 }
 750
 751 static void blk_account_io_merge(struct request *req)
 752 {
 753         if (blk_do_io_stat(req)) {
 754                 struct hd_struct *part;
 755
 756                 part_stat_lock();
 757                 part = req->part;
 758
 759                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
 760
 761                 hd_struct_put(part);
 762                 part_stat_unlock();
 763         }
 764 }
 765 /*
 766  * Two cases of handling DISCARD merge:
 767  * If max_discard_segments > 1, the driver takes every bio
 768  * as a range and send them to controller together. The ranges
 769  * needn't to be contiguous.
 770  * Otherwise, the bios/requests will be handled as same as
 771  * others which should be contiguous.
 772  */
 773 static inline bool blk_discard_mergable(struct request *req)
 774 {
 775         if (req_op(req) == REQ_OP_DISCARD &&
 776             queue_max_discard_segments(req->q) > 1)
 777                 return true;
 778         return false;
 779 }
 780
 781 static enum elv_merge blk_try_req_merge(struct request *req,
 782                                         struct request *next)
 783 {
 784         if (blk_discard_mergable(req))
 785                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 786         else if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_sectors(req) == blk_rq_pos(next))
 787                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 788
 789         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 790 }
 791
 792 /*
 793  * For non-mq, this has to be called with the request spinlock acquired.
 794  * For mq with scheduling, the appropriate queue wide lock should be held.
 795  */
 796 static struct request *attempt_merge(struct request_queue *q,
 797                                      struct request *req, struct request *next)
 798 {
 799         if (!rq_mergeable(req) || !rq_mergeable(next))
 800                 return NULL;
 801
 802         if (req_op(req) != req_op(next))
 803                 return NULL;
 804
 805         if (rq_data_dir(req) != rq_data_dir(next)
 806             || req->rq_disk != next->rq_disk)
 807                 return NULL;
 808
 809         if (req_op(req) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 810             !blk_write_same_mergeable(req->bio, next->bio))
 811                 return NULL;
 812
 813         /*
 814          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 815          * non-hint IO.
 816          */
 817         if (req->write_hint != next->write_hint)
 818                 return NULL;
 819
 820         if (req->ioprio != next->ioprio)
 821                 return NULL;
 822
 823         /*
 824          * If we are allowed to merge, then append bio list
 825          * from next to rq and release next. merge_requests_fn
 826          * will have updated segment counts, update sector
 827          * counts here. Handle DISCARDs separately, as they
 828          * have separate settings.
 829          */
 830
 831         switch (blk_try_req_merge(req, next)) {
 832         case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
 833                 if (!req_attempt_discard_merge(q, req, next))
 834                         return NULL;
 835                 break;
 836         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
 837                 if (!ll_merge_requests_fn(q, req, next))
 838                         return NULL;
 839                 break;
 840         default:
 841                 return NULL;
 842         }
 843
 844         /*
 845          * If failfast settings disagree or any of the two is already
 846          * a mixed merge, mark both as mixed before proceeding.  This
 847          * makes sure that all involved bios have mixable attributes
 848          * set properly.
 849          */
 850         if (((req->rq_flags | next->rq_flags) & RQF_MIXED_MERGE) ||
 851             (req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) !=
 852             (next->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK)) {
 853                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
 854                 blk_rq_set_mixed_merge(next);
 855         }
 856
 857         /*
 858          * At this point we have either done a back merge or front merge. We
 859          * need the smaller start_time_ns of the merged requests to be the
 860          * current request for accounting purposes.
 861          */
 862         if (next->start_time_ns < req->start_time_ns)
 863                 req->start_time_ns = next->start_time_ns;
 864
 865         req->biotail->bi_next = next->bio;
 866         req->biotail = next->biotail;
 867
 868         req->__data_len += blk_rq_bytes(next);
 869
 870         if (!blk_discard_mergable(req))
 871                 elv_merge_requests(q, req, next);
 872
 873         /*
 874          * 'next' is going away, so update stats accordingly
 875          */
 876         blk_account_io_merge(next);
 877
 878         /*
 879          * ownership of bio passed from next to req, return 'next' for
 880          * the caller to free
 881          */
 882         next->bio = NULL;
 883         return next;
 884 }
 885
 886 struct request *attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 887 {
 888         struct request *next = elv_latter_request(q, rq);
 889
 890         if (next)
 891                 return attempt_merge(q, rq, next);
 892
 893         return NULL;
 894 }
 895
 896 struct request *attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *rq)
 897 {
 898         struct request *prev = elv_former_request(q, rq);
 899
 900         if (prev)
 901                 return attempt_merge(q, prev, rq);
 902
 903         return NULL;
 904 }
 905
 906 int blk_attempt_req_merge(struct request_queue *q, struct request *rq,
 907                           struct request *next)
 908 {
 909         struct request *free;
 910
 911         free = attempt_merge(q, rq, next);
 912         if (free) {
 913                 blk_put_request(free);
 914                 return 1;
 915         }
 916
 917         return 0;
 918 }
 919
 920 bool blk_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
 921 {
 922         if (!rq_mergeable(rq) || !bio_mergeable(bio))
 923                 return false;
 924
 925         if (req_op(rq) != bio_op(bio))
 926                 return false;
 927
 928         /* different data direction or already started, don't merge */
 929         if (bio_data_dir(bio) != rq_data_dir(rq))
 930                 return false;
 931
 932         /* must be same device */
 933         if (rq->rq_disk != bio->bi_disk)
 934                 return false;
 935
 936         /* only merge integrity protected bio into ditto rq */
 937         if (blk_integrity_merge_bio(rq->q, rq, bio) == false)
 938                 return false;
 939
 940         /* must be using the same buffer */
 941         if (req_op(rq) == REQ_OP_WRITE_SAME &&
 942             !blk_write_same_mergeable(rq->bio, bio))
 943                 return false;
 944
 945         /*
 946          * Don't allow merge of different write hints, or for a hint with
 947          * non-hint IO.
 948          */
 949         if (rq->write_hint != bio->bi_write_hint)
 950                 return false;
 951
 952         if (rq->ioprio != bio_prio(bio))
 953                 return false;
 954
 955         return true;
 956 }
 957
 958 enum elv_merge blk_try_merge(struct request *rq, struct bio *bio)
 959 {
 960         if (blk_discard_mergable(rq))
 961                 return ELEVATOR_DISCARD_MERGE;
 962         else if (blk_rq_pos(rq) + blk_rq_sectors(rq) == bio->bi_iter.bi_sector)
 963                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 964         else if (blk_rq_pos(rq) - bio_sectors(bio) == bio->bi_iter.bi_sector)
 965                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
 966         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 967 }