Merge remote-tracking branches 'regulator/topic/da9211', 'regulator/topic/pfuze100...
[sfrench/cifs-2.6.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37
38 #define CREATE_TRACE_POINTS
39 #include <trace/events/block.h>
40
41 #include "blk.h"
42 #include "blk-mq.h"
43 #include "blk-mq-sched.h"
44 #include "blk-wbt.h"
45
46 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
47 struct dentry *blk_debugfs_root;
48 #endif
49
50 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
55
56 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
57
58 /*
59  * For the allocated request tables
60  */
61 struct kmem_cache *request_cachep;
62
63 /*
64  * For queue allocation
65  */
66 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
67
68 /*
69  * Controlling structure to kblockd
70  */
71 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
72
73 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
74 {
75 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
76         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
77 #else
78         /*
79          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
80          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
81          */
82         if (rl == &rl->q->root_rl)
83                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
84 #endif
85 }
86
87 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
88 {
89 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
90         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
91 #else
92         /* see blk_clear_congested() */
93         if (rl == &rl->q->root_rl)
94                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
95 #endif
96 }
97
98 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
99 {
100         int nr;
101
102         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
103         if (nr > q->nr_requests)
104                 nr = q->nr_requests;
105         q->nr_congestion_on = nr;
106
107         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
108         if (nr < 1)
109                 nr = 1;
110         q->nr_congestion_off = nr;
111 }
112
113 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
114 {
115         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
116
117         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
118         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
119         rq->cpu = -1;
120         rq->q = q;
121         rq->__sector = (sector_t) -1;
122         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
123         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
124         rq->tag = -1;
125         rq->internal_tag = -1;
126         rq->start_time = jiffies;
127         set_start_time_ns(rq);
128         rq->part = NULL;
129 }
130 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
131
132 static const struct {
133         int             errno;
134         const char      *name;
135 } blk_errors[] = {
136         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
137         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
138         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
139         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
140         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
141         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
142         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
143         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
144         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
145         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
146         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
147
148         /* device mapper special case, should not leak out: */
149         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
150
151         /* everything else not covered above: */
152         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
153 };
154
155 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
156 {
157         int i;
158
159         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
160                 if (blk_errors[i].errno == errno)
161                         return (__force blk_status_t)i;
162         }
163
164         return BLK_STS_IOERR;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
167
168 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
169 {
170         int idx = (__force int)status;
171
172         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
173                 return -EIO;
174         return blk_errors[idx].errno;
175 }
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
177
178 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
179 {
180         int idx = (__force int)status;
181
182         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
183                 return;
184
185         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
186                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
187                            req->rq_disk->disk_name : "?",
188                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
189 }
190
191 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
192                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
193 {
194         if (error)
195                 bio->bi_status = error;
196
197         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
198                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
199
200         bio_advance(bio, nbytes);
201
202         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
203         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
204                 bio_endio(bio);
205 }
206
207 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
208 {
209         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
210                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
211                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
212
213         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
214                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
215                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
216         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
217                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
218 }
219 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
220
221 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
222 {
223         struct request_queue *q;
224
225         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
226         spin_lock_irq(q->queue_lock);
227         __blk_run_queue(q);
228         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
229 }
230
231 /**
232  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
233  * @q:          The &struct request_queue in question
234  * @msecs:      Delay in msecs
235  *
236  * Description:
237  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
238  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
239  *   restarted around the specified time.
240  */
241 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
242 {
243         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
244         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
245
246         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
247                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
248                                    msecs_to_jiffies(msecs));
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
251
252 /**
253  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
254  * @q:    The &struct request_queue in question
255  *
256  * Description:
257  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
258  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
259  *   context.
260  **/
261 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
262 {
263         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
264         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
265
266         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
267         blk_run_queue_async(q);
268 }
269 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
270
271 /**
272  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
273  * @q:    The &struct request_queue in question
274  *
275  * Description:
276  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
277  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
278  *   entered. Also see blk_stop_queue().
279  **/
280 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
281 {
282         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
283         WARN_ON(!in_interrupt() && !irqs_disabled());
284         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
285
286         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
287         __blk_run_queue(q);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
290
291 /**
292  * blk_stop_queue - stop a queue
293  * @q:    The &struct request_queue in question
294  *
295  * Description:
296  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
297  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
298  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
299  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
300  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
301  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
302  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
303  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
304  **/
305 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
306 {
307         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
308         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
309
310         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
311         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
314
315 /**
316  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
317  * @q: the queue
318  *
319  * Description:
320  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
321  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
322  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
323  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
324  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
325  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
326  *     this function.
327  *
328  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
329  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
330  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
331  *
332  */
333 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
334 {
335         del_timer_sync(&q->timeout);
336
337         if (q->mq_ops) {
338                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
339                 int i;
340
341                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
342                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
343         } else {
344                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
345         }
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
348
349 /**
350  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
351  * @q:  The queue to run
352  *
353  * Description:
354  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
355  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
356  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
357  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
358  *    disabled. See also @blk_run_queue.
359  */
360 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
361 {
362         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
363         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
364
365         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
366                 return;
367
368         /*
369          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
370          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
371          * running such a request function concurrently. Keep track of the
372          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
373          * can wait until all these request_fn calls have finished.
374          */
375         q->request_fn_active++;
376         q->request_fn(q);
377         q->request_fn_active--;
378 }
379 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
380
381 /**
382  * __blk_run_queue - run a single device queue
383  * @q:  The queue to run
384  *
385  * Description:
386  *    See @blk_run_queue.
387  */
388 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
389 {
390         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
391         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
392
393         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
394                 return;
395
396         __blk_run_queue_uncond(q);
397 }
398 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
399
400 /**
401  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
402  * @q:  The queue to run
403  *
404  * Description:
405  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
406  *    of us.
407  *
408  * Note:
409  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
410  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
411  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
412  */
413 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
414 {
415         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
416         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
417
418         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
419                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
420 }
421 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
422
423 /**
424  * blk_run_queue - run a single device queue
425  * @q: The queue to run
426  *
427  * Description:
428  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
429  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
430  */
431 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
432 {
433         unsigned long flags;
434
435         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
436
437         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
438         __blk_run_queue(q);
439         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
442
443 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
444 {
445         kobject_put(&q->kobj);
446 }
447 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
448
449 /**
450  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
451  * @q: queue to drain
452  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
453  *
454  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
455  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
456  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
457  */
458 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
459         __releases(q->queue_lock)
460         __acquires(q->queue_lock)
461 {
462         int i;
463
464         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
465         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
466
467         while (true) {
468                 bool drain = false;
469
470                 /*
471                  * The caller might be trying to drain @q before its
472                  * elevator is initialized.
473                  */
474                 if (q->elevator)
475                         elv_drain_elevator(q);
476
477                 blkcg_drain_queue(q);
478
479                 /*
480                  * This function might be called on a queue which failed
481                  * driver init after queue creation or is not yet fully
482                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
483                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
484                  * something on it and @q has request_fn set.
485                  */
486                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
487                         __blk_run_queue(q);
488
489                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
490                 drain |= q->request_fn_active;
491
492                 /*
493                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
494                  * multiple places and there's no single counter which can
495                  * be drained.  Check all the queues and counters.
496                  */
497                 if (drain_all) {
498                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
499                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
500                         for (i = 0; i < 2; i++) {
501                                 drain |= q->nr_rqs[i];
502                                 drain |= q->in_flight[i];
503                                 if (fq)
504                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
505                         }
506                 }
507
508                 if (!drain)
509                         break;
510
511                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
512
513                 msleep(10);
514
515                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
516         }
517
518         /*
519          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
520          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
521          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
522          */
523         if (q->request_fn) {
524                 struct request_list *rl;
525
526                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
527                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
528                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
529         }
530 }
531
532 /**
533  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
534  * @q: queue of interest
535  *
536  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
537  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
538  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
539  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
540  * inside queue or RCU read lock.
541  */
542 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
543 {
544         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
545
546         spin_lock_irq(q->queue_lock);
547         q->bypass_depth++;
548         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
549         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
550
551         /*
552          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
553          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
554          * can happen many times during boot.
555          */
556         if (blk_queue_init_done(q)) {
557                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
558                 __blk_drain_queue(q, false);
559                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
560
561                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
562                 synchronize_rcu();
563         }
564 }
565 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
566
567 /**
568  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
569  * @q: queue of interest
570  *
571  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
572  *
573  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
574  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
575  */
576 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
577 {
578         spin_lock_irq(q->queue_lock);
579         if (!--q->bypass_depth)
580                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
581         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
582         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
583 }
584 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
585
586 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
587 {
588         spin_lock_irq(q->queue_lock);
589         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
590         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
591
592         /*
593          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
594          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
595          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
596          */
597         blk_freeze_queue_start(q);
598
599         if (q->mq_ops)
600                 blk_mq_wake_waiters(q);
601         else {
602                 struct request_list *rl;
603
604                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
605                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
606                         if (rl->rq_pool) {
607                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
608                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
609                         }
610                 }
611                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
612         }
613 }
614 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
615
616 /**
617  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
618  * @q: request queue to shutdown
619  *
620  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
621  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
622  */
623 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
624 {
625         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
626
627         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
628         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
629         blk_set_queue_dying(q);
630         spin_lock_irq(lock);
631
632         /*
633          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
634          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
635          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
636          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
637          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
638          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
639          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
640          */
641         q->bypass_depth++;
642         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
643
644         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
645         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
646         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
647         spin_unlock_irq(lock);
648         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
649
650         /*
651          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
652          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
653          */
654         blk_freeze_queue(q);
655         spin_lock_irq(lock);
656         if (!q->mq_ops)
657                 __blk_drain_queue(q, true);
658         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
659         spin_unlock_irq(lock);
660
661         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
662         blk_flush_integrity();
663
664         /* @q won't process any more request, flush async actions */
665         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
666         blk_sync_queue(q);
667
668         if (q->mq_ops)
669                 blk_mq_free_queue(q);
670         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
671
672         spin_lock_irq(lock);
673         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
674                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
675         spin_unlock_irq(lock);
676
677         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
678         blk_put_queue(q);
679 }
680 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
681
682 /* Allocate memory local to the request queue */
683 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
684 {
685         struct request_queue *q = data;
686
687         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
688 }
689
690 static void free_request_simple(void *element, void *data)
691 {
692         kmem_cache_free(request_cachep, element);
693 }
694
695 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
696 {
697         struct request_queue *q = data;
698         struct request *rq;
699
700         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
701                         q->node);
702         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
703                 kfree(rq);
704                 rq = NULL;
705         }
706         return rq;
707 }
708
709 static void free_request_size(void *element, void *data)
710 {
711         struct request_queue *q = data;
712
713         if (q->exit_rq_fn)
714                 q->exit_rq_fn(q, element);
715         kfree(element);
716 }
717
718 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
719                 gfp_t gfp_mask)
720 {
721         if (unlikely(rl->rq_pool))
722                 return 0;
723
724         rl->q = q;
725         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
726         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
727         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
728         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
729
730         if (q->cmd_size) {
731                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
732                                 alloc_request_size, free_request_size,
733                                 q, gfp_mask, q->node);
734         } else {
735                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
736                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
737                                 q, gfp_mask, q->node);
738         }
739         if (!rl->rq_pool)
740                 return -ENOMEM;
741
742         if (rl != &q->root_rl)
743                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
744
745         return 0;
746 }
747
748 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
749 {
750         if (rl->rq_pool) {
751                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
752                 if (rl != &q->root_rl)
753                         blk_put_queue(q);
754         }
755 }
756
757 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
758 {
759         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
760 }
761 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
762
763 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, bool nowait)
764 {
765         while (true) {
766                 int ret;
767
768                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter))
769                         return 0;
770
771                 if (nowait)
772                         return -EBUSY;
773
774                 /*
775                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
776                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
777                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
778                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
779                  * never return if the two reads are reordered.
780                  */
781                 smp_rmb();
782
783                 ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
784                                 !atomic_read(&q->mq_freeze_depth) ||
785                                 blk_queue_dying(q));
786                 if (blk_queue_dying(q))
787                         return -ENODEV;
788                 if (ret)
789                         return ret;
790         }
791 }
792
793 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
794 {
795         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
796 }
797
798 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
799 {
800         struct request_queue *q =
801                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
802
803         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
804 }
805
806 static void blk_rq_timed_out_timer(unsigned long data)
807 {
808         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
809
810         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
811 }
812
813 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
814 {
815         struct request_queue *q;
816
817         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
818                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
819         if (!q)
820                 return NULL;
821
822         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
823         if (q->id < 0)
824                 goto fail_q;
825
826         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
827         if (!q->bio_split)
828                 goto fail_id;
829
830         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
831         if (!q->backing_dev_info)
832                 goto fail_split;
833
834         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
835         if (!q->stats)
836                 goto fail_stats;
837
838         q->backing_dev_info->ra_pages =
839                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
840         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
841         q->backing_dev_info->name = "block";
842         q->node = node_id;
843
844         setup_timer(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
845                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
846         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
847         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
848         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
849         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
850 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
851         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
852 #endif
853         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
854
855         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
856
857 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
858         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
859 #endif
860         mutex_init(&q->sysfs_lock);
861         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
862
863         /*
864          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
865          * override it later if need be.
866          */
867         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
868
869         /*
870          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
871          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
872          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
873          * registered by blk_register_queue().
874          */
875         q->bypass_depth = 1;
876         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
877
878         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
879
880         /*
881          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
882          * See blk_register_queue() for details.
883          */
884         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
885                                 blk_queue_usage_counter_release,
886                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
887                 goto fail_bdi;
888
889         if (blkcg_init_queue(q))
890                 goto fail_ref;
891
892         return q;
893
894 fail_ref:
895         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
896 fail_bdi:
897         blk_free_queue_stats(q->stats);
898 fail_stats:
899         bdi_put(q->backing_dev_info);
900 fail_split:
901         bioset_free(q->bio_split);
902 fail_id:
903         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
904 fail_q:
905         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
906         return NULL;
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
909
910 /**
911  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
912  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
913  *        placed on the queue.
914  * @lock: Request queue spin lock
915  *
916  * Description:
917  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
918  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
919  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
920  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
921  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
922  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
923  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
924  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
925  *
926  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
927  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
928  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
929  *    get dealt with eventually.
930  *
931  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
932  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
933  *    disabling is needed for it.
934  *
935  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
936  *    it didn't succeed.
937  *
938  * Note:
939  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
940  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
941  **/
942
943 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
944 {
945         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
946 }
947 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
948
949 struct request_queue *
950 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
951 {
952         struct request_queue *q;
953
954         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
955         if (!q)
956                 return NULL;
957
958         q->request_fn = rfn;
959         if (lock)
960                 q->queue_lock = lock;
961         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
962                 blk_cleanup_queue(q);
963                 return NULL;
964         }
965
966         return q;
967 }
968 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
969
970 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
971
972
973 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
974 {
975         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
976
977         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
978         if (!q->fq)
979                 return -ENOMEM;
980
981         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
982                 goto out_free_flush_queue;
983
984         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
985                 goto out_exit_flush_rq;
986
987         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
988         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
989
990         /*
991          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
992          */
993         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
994
995         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
996
997         /* Protect q->elevator from elevator_change */
998         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
999
1000         /* init elevator */
1001         if (elevator_init(q, NULL)) {
1002                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1003                 goto out_exit_flush_rq;
1004         }
1005
1006         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1007         return 0;
1008
1009 out_exit_flush_rq:
1010         if (q->exit_rq_fn)
1011                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1012 out_free_flush_queue:
1013         blk_free_flush_queue(q->fq);
1014         return -ENOMEM;
1015 }
1016 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1017
1018 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1019 {
1020         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1021                 __blk_get_queue(q);
1022                 return true;
1023         }
1024
1025         return false;
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1028
1029 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1030 {
1031         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1032                 elv_put_request(rl->q, rq);
1033                 if (rq->elv.icq)
1034                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1035         }
1036
1037         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1042  * should be given priority access to a request.
1043  */
1044 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1045 {
1046         if (!ioc)
1047                 return 0;
1048
1049         /*
1050          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1051          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1052          * lose wakeups.
1053          */
1054         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1055                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1056                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1057 }
1058
1059 /*
1060  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1061  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1062  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1063  * a nice run.
1064  */
1065 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1066 {
1067         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1068                 return;
1069
1070         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1071         ioc->last_waited = jiffies;
1072 }
1073
1074 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1075 {
1076         struct request_queue *q = rl->q;
1077
1078         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1079                 blk_clear_congested(rl, sync);
1080
1081         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1082                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1083                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1084
1085                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1086         }
1087 }
1088
1089 /*
1090  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1091  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1092  */
1093 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1094                 req_flags_t rq_flags)
1095 {
1096         struct request_queue *q = rl->q;
1097
1098         q->nr_rqs[sync]--;
1099         rl->count[sync]--;
1100         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1101                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1102
1103         __freed_request(rl, sync);
1104
1105         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1106                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1107 }
1108
1109 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1110 {
1111         struct request_list *rl;
1112         int on_thresh, off_thresh;
1113
1114         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1115
1116         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1117         q->nr_requests = nr;
1118         blk_queue_congestion_threshold(q);
1119         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1120         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1121
1122         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1123                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1124                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1125                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1126                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1127
1128                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1129                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1130                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1131                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1132
1133                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1134                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1135                 } else {
1136                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1137                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1138                 }
1139
1140                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1141                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1142                 } else {
1143                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1144                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1145                 }
1146         }
1147
1148         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 /**
1153  * __get_request - get a free request
1154  * @rl: request list to allocate from
1155  * @op: operation and flags
1156  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1157  * @gfp_mask: allocation mask
1158  *
1159  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1160  * pressure or if @q is dead.
1161  *
1162  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1163  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1164  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1165  */
1166 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1167                 struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1168 {
1169         struct request_queue *q = rl->q;
1170         struct request *rq;
1171         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1172         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1173         struct io_cq *icq = NULL;
1174         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1175         int may_queue;
1176         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1177
1178         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1179
1180         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1181                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1182
1183         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1184         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1185                 goto rq_starved;
1186
1187         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1188                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1189                         /*
1190                          * The queue will fill after this allocation, so set
1191                          * it as full, and mark this process as "batching".
1192                          * This process will be allowed to complete a batch of
1193                          * requests, others will be blocked.
1194                          */
1195                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1196                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1197                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1198                         } else {
1199                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1200                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1201                                         /*
1202                                          * The queue is full and the allocating
1203                                          * process is not a "batcher", and not
1204                                          * exempted by the IO scheduler
1205                                          */
1206                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1207                                 }
1208                         }
1209                 }
1210                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1211         }
1212
1213         /*
1214          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1215          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1216          * allocated with any setting of ->nr_requests
1217          */
1218         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1219                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1220
1221         q->nr_rqs[is_sync]++;
1222         rl->count[is_sync]++;
1223         rl->starved[is_sync] = 0;
1224
1225         /*
1226          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1227          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1228          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1229          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1230          * makes creating new ones safe.
1231          *
1232          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1233          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1234          *
1235          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1236          * it will be created after releasing queue_lock.
1237          */
1238         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1239                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1240                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1241                 if (et->icq_cache && ioc)
1242                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1243         }
1244
1245         if (blk_queue_io_stat(q))
1246                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1247         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1248
1249         /* allocate and init request */
1250         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1251         if (!rq)
1252                 goto fail_alloc;
1253
1254         blk_rq_init(q, rq);
1255         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1256         rq->cmd_flags = op;
1257         rq->rq_flags = rq_flags;
1258
1259         /* init elvpriv */
1260         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1261                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1262                         if (ioc)
1263                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1264                         if (!icq)
1265                                 goto fail_elvpriv;
1266                 }
1267
1268                 rq->elv.icq = icq;
1269                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1270                         goto fail_elvpriv;
1271
1272                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1273                 if (icq)
1274                         get_io_context(icq->ioc);
1275         }
1276 out:
1277         /*
1278          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1279          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1280          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1281          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1282          */
1283         if (ioc_batching(q, ioc))
1284                 ioc->nr_batch_requests--;
1285
1286         trace_block_getrq(q, bio, op);
1287         return rq;
1288
1289 fail_elvpriv:
1290         /*
1291          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1292          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1293          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1294          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1295          */
1296         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1297                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1298
1299         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1300         rq->elv.icq = NULL;
1301
1302         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1303         q->nr_rqs_elvpriv--;
1304         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1305         goto out;
1306
1307 fail_alloc:
1308         /*
1309          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1310          * might have messed up.
1311          *
1312          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1313          * queue, but this is pretty rare.
1314          */
1315         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1316         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1317
1318         /*
1319          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1320          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1321          * freeing of a request in the other direction will notice
1322          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1323          * READ and WRITE
1324          */
1325 rq_starved:
1326         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1327                 rl->starved[is_sync] = 1;
1328         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1329 }
1330
1331 /**
1332  * get_request - get a free request
1333  * @q: request_queue to allocate request from
1334  * @op: operation and flags
1335  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1336  * @gfp_mask: allocation mask
1337  *
1338  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1339  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1340  *
1341  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1342  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1343  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1344  */
1345 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1346                 struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1347 {
1348         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1349         DEFINE_WAIT(wait);
1350         struct request_list *rl;
1351         struct request *rq;
1352
1353         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1354         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1355
1356         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1357 retry:
1358         rq = __get_request(rl, op, bio, gfp_mask);
1359         if (!IS_ERR(rq))
1360                 return rq;
1361
1362         if (op & REQ_NOWAIT) {
1363                 blk_put_rl(rl);
1364                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1365         }
1366
1367         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1368                 blk_put_rl(rl);
1369                 return rq;
1370         }
1371
1372         /* wait on @rl and retry */
1373         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1374                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1375
1376         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1377
1378         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1379         io_schedule();
1380
1381         /*
1382          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1383          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1384          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1385          */
1386         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1387
1388         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1389         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1390
1391         goto retry;
1392 }
1393
1394 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1395                                            unsigned int op, gfp_t gfp_mask)
1396 {
1397         struct request *rq;
1398
1399         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1400
1401         /* create ioc upfront */
1402         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1403
1404         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1405         rq = get_request(q, op, NULL, gfp_mask);
1406         if (IS_ERR(rq)) {
1407                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1408                 return rq;
1409         }
1410
1411         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1412         rq->__data_len = 0;
1413         rq->__sector = (sector_t) -1;
1414         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1415         return rq;
1416 }
1417
1418 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1419                                 gfp_t gfp_mask)
1420 {
1421         struct request *req;
1422
1423         if (q->mq_ops) {
1424                 req = blk_mq_alloc_request(q, op,
1425                         (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM) ?
1426                                 0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1427                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1428                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1429         } else {
1430                 req = blk_old_get_request(q, op, gfp_mask);
1431                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1432                         q->initialize_rq_fn(req);
1433         }
1434
1435         return req;
1436 }
1437 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1438
1439 /**
1440  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1441  * @q:          request queue where request should be inserted
1442  * @rq:         request to be inserted
1443  *
1444  * Description:
1445  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1446  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1447  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1448  */
1449 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1450 {
1451         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1452         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1453
1454         blk_delete_timer(rq);
1455         blk_clear_rq_complete(rq);
1456         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1457         wbt_requeue(q->rq_wb, &rq->issue_stat);
1458
1459         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1460                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1461
1462         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1463
1464         elv_requeue_request(q, rq);
1465 }
1466 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1467
1468 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1469                              int where)
1470 {
1471         blk_account_io_start(rq, true);
1472         __elv_add_request(q, rq, where);
1473 }
1474
1475 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1476                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1477                                     unsigned int inflight)
1478 {
1479         if (inflight) {
1480                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1481                                 inflight * (now - part->stamp));
1482                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1483         }
1484         part->stamp = now;
1485 }
1486
1487 /**
1488  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1489  * @q: target block queue
1490  * @cpu: cpu number for stats access
1491  * @part: target partition
1492  *
1493  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1494  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1495  * time it has been in this state for.
1496  *
1497  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1498  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1499  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1500  * function to do a round-off before returning the results when reading
1501  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1502  * the current jiffies and restarts the counters again.
1503  */
1504 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1505 {
1506         struct hd_struct *part2 = NULL;
1507         unsigned long now = jiffies;
1508         unsigned int inflight[2];
1509         int stats = 0;
1510
1511         if (part->stamp != now)
1512                 stats |= 1;
1513
1514         if (part->partno) {
1515                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1516                 if (part2->stamp != now)
1517                         stats |= 2;
1518         }
1519
1520         if (!stats)
1521                 return;
1522
1523         part_in_flight(q, part, inflight);
1524
1525         if (stats & 2)
1526                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1527         if (stats & 1)
1528                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1529 }
1530 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1531
1532 #ifdef CONFIG_PM
1533 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1534 {
1535         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1536                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1537 }
1538 #else
1539 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1540 #endif
1541
1542 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1543 {
1544         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1545
1546         if (unlikely(!q))
1547                 return;
1548
1549         if (q->mq_ops) {
1550                 blk_mq_free_request(req);
1551                 return;
1552         }
1553
1554         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1555
1556         blk_pm_put_request(req);
1557
1558         elv_completed_request(q, req);
1559
1560         /* this is a bio leak */
1561         WARN_ON(req->bio != NULL);
1562
1563         wbt_done(q->rq_wb, &req->issue_stat);
1564
1565         /*
1566          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1567          * it didn't come out of our reserved rq pools
1568          */
1569         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1570                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1571                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1572
1573                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1574                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1575
1576                 blk_free_request(rl, req);
1577                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1578                 blk_put_rl(rl);
1579         }
1580 }
1581 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1582
1583 void blk_put_request(struct request *req)
1584 {
1585         struct request_queue *q = req->q;
1586
1587         if (q->mq_ops)
1588                 blk_mq_free_request(req);
1589         else {
1590                 unsigned long flags;
1591
1592                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1593                 __blk_put_request(q, req);
1594                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1595         }
1596 }
1597 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1598
1599 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1600                             struct bio *bio)
1601 {
1602         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1603
1604         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1605                 return false;
1606
1607         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1608
1609         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1610                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1611
1612         req->biotail->bi_next = bio;
1613         req->biotail = bio;
1614         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1615         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1616
1617         blk_account_io_start(req, false);
1618         return true;
1619 }
1620
1621 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1622                              struct bio *bio)
1623 {
1624         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1625
1626         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1627                 return false;
1628
1629         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1630
1631         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1632                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1633
1634         bio->bi_next = req->bio;
1635         req->bio = bio;
1636
1637         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1638         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1639         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1640
1641         blk_account_io_start(req, false);
1642         return true;
1643 }
1644
1645 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1646                 struct bio *bio)
1647 {
1648         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1649
1650         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1651                 goto no_merge;
1652         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1653             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1654                 goto no_merge;
1655
1656         req->biotail->bi_next = bio;
1657         req->biotail = bio;
1658         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1659         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1660         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1661
1662         blk_account_io_start(req, false);
1663         return true;
1664 no_merge:
1665         req_set_nomerge(q, req);
1666         return false;
1667 }
1668
1669 /**
1670  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1671  * @q: request_queue new bio is being queued at
1672  * @bio: new bio being queued
1673  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1674  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1675  * another request associated with @q is found on the plug list
1676  * (optional, may be %NULL)
1677  *
1678  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1679  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1680  * otherwise %false.
1681  *
1682  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1683  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1684  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1685  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1686  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1687  * merging parameters without querying the elevator.
1688  *
1689  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1690  */
1691 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1692                             unsigned int *request_count,
1693                             struct request **same_queue_rq)
1694 {
1695         struct blk_plug *plug;
1696         struct request *rq;
1697         struct list_head *plug_list;
1698
1699         plug = current->plug;
1700         if (!plug)
1701                 return false;
1702         *request_count = 0;
1703
1704         if (q->mq_ops)
1705                 plug_list = &plug->mq_list;
1706         else
1707                 plug_list = &plug->list;
1708
1709         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1710                 bool merged = false;
1711
1712                 if (rq->q == q) {
1713                         (*request_count)++;
1714                         /*
1715                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1716                          * rq in the same queue, there should be only one such
1717                          * rq in a queue
1718                          **/
1719                         if (same_queue_rq)
1720                                 *same_queue_rq = rq;
1721                 }
1722
1723                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1724                         continue;
1725
1726                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1727                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1728                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1729                         break;
1730                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1731                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1732                         break;
1733                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1734                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1735                         break;
1736                 default:
1737                         break;
1738                 }
1739
1740                 if (merged)
1741                         return true;
1742         }
1743
1744         return false;
1745 }
1746
1747 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1748 {
1749         struct blk_plug *plug;
1750         struct request *rq;
1751         struct list_head *plug_list;
1752         unsigned int ret = 0;
1753
1754         plug = current->plug;
1755         if (!plug)
1756                 goto out;
1757
1758         if (q->mq_ops)
1759                 plug_list = &plug->mq_list;
1760         else
1761                 plug_list = &plug->list;
1762
1763         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1764                 if (rq->q == q)
1765                         ret++;
1766         }
1767 out:
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1772 {
1773         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1774
1775         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1776                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1777
1778         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1779         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1780                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1781         else if (ioc)
1782                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1783         else
1784                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1785         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1786         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1789
1790 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1791 {
1792         struct blk_plug *plug;
1793         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1794         struct request *req, *free;
1795         unsigned int request_count = 0;
1796         unsigned int wb_acct;
1797
1798         /*
1799          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1800          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1801          * ISA dma in theory)
1802          */
1803         blk_queue_bounce(q, &bio);
1804
1805         blk_queue_split(q, &bio);
1806
1807         if (!bio_integrity_prep(bio))
1808                 return BLK_QC_T_NONE;
1809
1810         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
1811                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1812                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1813                 goto get_rq;
1814         }
1815
1816         /*
1817          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1818          * any locks.
1819          */
1820         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
1821                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1822                         return BLK_QC_T_NONE;
1823         } else
1824                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
1825
1826         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1827
1828         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
1829         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1830                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
1831                         break;
1832                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1833                 free = attempt_back_merge(q, req);
1834                 if (free)
1835                         __blk_put_request(q, free);
1836                 else
1837                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
1838                 goto out_unlock;
1839         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1840                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
1841                         break;
1842                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1843                 free = attempt_front_merge(q, req);
1844                 if (free)
1845                         __blk_put_request(q, free);
1846                 else
1847                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
1848                 goto out_unlock;
1849         default:
1850                 break;
1851         }
1852
1853 get_rq:
1854         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
1855
1856         /*
1857          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1858          * Returns with the queue unlocked.
1859          */
1860         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, GFP_NOIO);
1861         if (IS_ERR(req)) {
1862                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
1863                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
1864                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
1865                 else
1866                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1867                 bio_endio(bio);
1868                 goto out_unlock;
1869         }
1870
1871         wbt_track(&req->issue_stat, wb_acct);
1872
1873         /*
1874          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1875          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1876          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1877          * often, and the elevators are able to handle it.
1878          */
1879         blk_init_request_from_bio(req, bio);
1880
1881         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1882                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1883
1884         plug = current->plug;
1885         if (plug) {
1886                 /*
1887                  * If this is the first request added after a plug, fire
1888                  * of a plug trace.
1889                  *
1890                  * @request_count may become stale because of schedule
1891                  * out, so check plug list again.
1892                  */
1893                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
1894                         trace_block_plug(q);
1895                 else {
1896                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
1897                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
1898                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
1899                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1900                                 trace_block_plug(q);
1901                         }
1902                 }
1903                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1904                 blk_account_io_start(req, true);
1905         } else {
1906                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1907                 add_acct_request(q, req, where);
1908                 __blk_run_queue(q);
1909 out_unlock:
1910                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1911         }
1912
1913         return BLK_QC_T_NONE;
1914 }
1915
1916 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1917 {
1918         char b[BDEVNAME_SIZE];
1919
1920         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1921         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1922                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
1923                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1924                         (long long)get_capacity(bio->bi_disk));
1925 }
1926
1927 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1928
1929 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1930
1931 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1932 {
1933         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1934 }
1935 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1936
1937 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1938 {
1939         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1940 }
1941
1942 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1943 {
1944         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1945                                                 NULL, &fail_make_request);
1946
1947         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
1948 }
1949
1950 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1951
1952 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1953
1954 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1955                                         unsigned int bytes)
1956 {
1957         return false;
1958 }
1959
1960 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1961
1962 /*
1963  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
1964  */
1965 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
1966 {
1967         struct hd_struct *p;
1968         int ret = 0;
1969
1970         /*
1971          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
1972          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
1973          */
1974         if (!bio->bi_partno ||
1975             (!bio_sectors(bio) && bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_RESET))
1976                 return 0;
1977
1978         rcu_read_lock();
1979         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
1980         if (likely(p && !should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size))) {
1981                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
1982                 bio->bi_partno = 0;
1983                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
1984                                 bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
1985         } else {
1986                 printk("%s: fail for partition %d\n", __func__, bio->bi_partno);
1987                 ret = -EIO;
1988         }
1989         rcu_read_unlock();
1990
1991         return ret;
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1996  */
1997 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1998 {
1999         sector_t maxsector;
2000
2001         if (!nr_sectors)
2002                 return 0;
2003
2004         /* Test device or partition size, when known. */
2005         maxsector = get_capacity(bio->bi_disk);
2006         if (maxsector) {
2007                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
2008
2009                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
2010                         /*
2011                          * This may well happen - the kernel calls bread()
2012                          * without checking the size of the device, e.g., when
2013                          * mounting a device.
2014                          */
2015                         handle_bad_sector(bio);
2016                         return 1;
2017                 }
2018         }
2019
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static noinline_for_stack bool
2024 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2025 {
2026         struct request_queue *q;
2027         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2028         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2029         char b[BDEVNAME_SIZE];
2030
2031         might_sleep();
2032
2033         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2034                 goto end_io;
2035
2036         q = bio->bi_disk->queue;
2037         if (unlikely(!q)) {
2038                 printk(KERN_ERR
2039                        "generic_make_request: Trying to access "
2040                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2041                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2042                 goto end_io;
2043         }
2044
2045         /*
2046          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2047          * if queue is not a request based queue.
2048          */
2049
2050         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2051                 goto not_supported;
2052
2053         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2054                 goto end_io;
2055
2056         if (blk_partition_remap(bio))
2057                 goto end_io;
2058
2059         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2060                 goto end_io;
2061
2062         /*
2063          * Filter flush bio's early so that make_request based
2064          * drivers without flush support don't have to worry
2065          * about them.
2066          */
2067         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2068             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2069                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2070                 if (!nr_sectors) {
2071                         status = BLK_STS_OK;
2072                         goto end_io;
2073                 }
2074         }
2075
2076         switch (bio_op(bio)) {
2077         case REQ_OP_DISCARD:
2078                 if (!blk_queue_discard(q))
2079                         goto not_supported;
2080                 break;
2081         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2082                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2083                         goto not_supported;
2084                 break;
2085         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2086                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2087                         goto not_supported;
2088                 break;
2089         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2090         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2091                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2092                         goto not_supported;
2093                 break;
2094         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2095                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2096                         goto not_supported;
2097                 break;
2098         default:
2099                 break;
2100         }
2101
2102         /*
2103          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2104          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2105          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2106          * layer knows how to live with it.
2107          */
2108         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2109
2110         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2111                 return false;
2112
2113         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2114                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2115                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2116                  * completion as well.
2117                  */
2118                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2119         }
2120         return true;
2121
2122 not_supported:
2123         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2124 end_io:
2125         bio->bi_status = status;
2126         bio_endio(bio);
2127         return false;
2128 }
2129
2130 /**
2131  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2132  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2133  *
2134  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2135  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2136  * to be done.
2137  *
2138  * generic_make_request() does not return any status.  The
2139  * success/failure status of the request, along with notification of
2140  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2141  * function described (one day) else where.
2142  *
2143  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2144  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2145  * set to describe the device address, and the
2146  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2147  * completion notification should be signaled.
2148  *
2149  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2150  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2151  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2152  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2153  */
2154 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2155 {
2156         /*
2157          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2158          * make_request_fn.
2159          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2160          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2161          * yet.
2162          */
2163         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2164         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2165
2166         if (!generic_make_request_checks(bio))
2167                 goto out;
2168
2169         /*
2170          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2171          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2172          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2173          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2174          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2175          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2176          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2177          * should be added at the tail
2178          */
2179         if (current->bio_list) {
2180                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2181                 goto out;
2182         }
2183
2184         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2185          * explanation.
2186          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2187          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2188          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2189          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2190          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2191          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2192          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2193          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2194          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2195          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2196          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2197          */
2198         BUG_ON(bio->bi_next);
2199         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2200         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2201         do {
2202                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2203
2204                 if (likely(blk_queue_enter(q, bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) == 0)) {
2205                         struct bio_list lower, same;
2206
2207                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2208                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2209                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2210                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2211
2212                         blk_queue_exit(q);
2213
2214                         /* sort new bios into those for a lower level
2215                          * and those for the same level
2216                          */
2217                         bio_list_init(&lower);
2218                         bio_list_init(&same);
2219                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2220                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2221                                         bio_list_add(&same, bio);
2222                                 else
2223                                         bio_list_add(&lower, bio);
2224                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2225                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2226                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2227                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2228                 } else {
2229                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2230                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2231                                 bio_wouldblock_error(bio);
2232                         else
2233                                 bio_io_error(bio);
2234                 }
2235                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2236         } while (bio);
2237         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2238
2239 out:
2240         return ret;
2241 }
2242 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2243
2244 /**
2245  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2246  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2247  *
2248  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2249  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2250  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2251  *
2252  */
2253 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2254 {
2255         /*
2256          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2257          * go through the normal accounting stuff before submission.
2258          */
2259         if (bio_has_data(bio)) {
2260                 unsigned int count;
2261
2262                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2263                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue);
2264                 else
2265                         count = bio_sectors(bio);
2266
2267                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2268                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2269                 } else {
2270                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2271                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2272                 }
2273
2274                 if (unlikely(block_dump)) {
2275                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2276                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2277                         current->comm, task_pid_nr(current),
2278                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2279                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2280                                 bio_devname(bio, b), count);
2281                 }
2282         }
2283
2284         return generic_make_request(bio);
2285 }
2286 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2287
2288 /**
2289  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2290  *                              for new the queue limits
2291  * @q:  the queue
2292  * @rq: the request being checked
2293  *
2294  * Description:
2295  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2296  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2297  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2298  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2299  *    the insertion using this generic function.
2300  *
2301  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2302  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2303  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2304  */
2305 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2306                                       struct request *rq)
2307 {
2308         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2309                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2310                 return -EIO;
2311         }
2312
2313         /*
2314          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2315          * may differ from that of other stacking queues.
2316          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2317          * limitation.
2318          */
2319         blk_recalc_rq_segments(rq);
2320         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2321                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2322                 return -EIO;
2323         }
2324
2325         return 0;
2326 }
2327
2328 /**
2329  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2330  * @q:  the queue to submit the request
2331  * @rq: the request being queued
2332  */
2333 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2334 {
2335         unsigned long flags;
2336         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2337
2338         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2339                 return BLK_STS_IOERR;
2340
2341         if (rq->rq_disk &&
2342             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2343                 return BLK_STS_IOERR;
2344
2345         if (q->mq_ops) {
2346                 if (blk_queue_io_stat(q))
2347                         blk_account_io_start(rq, true);
2348                 /*
2349                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2350                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2351                  * insert.
2352                  */
2353                 blk_mq_request_bypass_insert(rq);
2354                 return BLK_STS_OK;
2355         }
2356
2357         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2358         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2359                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2360                 return BLK_STS_IOERR;
2361         }
2362
2363         /*
2364          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2365          * because it will be linked to another request_queue
2366          */
2367         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2368
2369         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2370                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2371
2372         add_acct_request(q, rq, where);
2373         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2374                 __blk_run_queue(q);
2375         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2376
2377         return BLK_STS_OK;
2378 }
2379 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2380
2381 /**
2382  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2383  * @rq: request to examine
2384  *
2385  * Description:
2386  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2387  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2388  *     can be failed from the beginning of the request without
2389  *     crossing into area which need to be retried further.
2390  *
2391  * Return:
2392  *     The number of bytes to fail.
2393  */
2394 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2395 {
2396         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2397         unsigned int bytes = 0;
2398         struct bio *bio;
2399
2400         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2401                 return blk_rq_bytes(rq);
2402
2403         /*
2404          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2405          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2406          * which have all the failfast bits that the first one has -
2407          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2408          * one.
2409          */
2410         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2411                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2412                         break;
2413                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2414         }
2415
2416         /* this could lead to infinite loop */
2417         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2418         return bytes;
2419 }
2420 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2421
2422 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2423 {
2424         if (blk_do_io_stat(req)) {
2425                 const int rw = rq_data_dir(req);
2426                 struct hd_struct *part;
2427                 int cpu;
2428
2429                 cpu = part_stat_lock();
2430                 part = req->part;
2431                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2432                 part_stat_unlock();
2433         }
2434 }
2435
2436 void blk_account_io_done(struct request *req)
2437 {
2438         /*
2439          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2440          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2441          * containing request is enough.
2442          */
2443         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2444                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2445                 const int rw = rq_data_dir(req);
2446                 struct hd_struct *part;
2447                 int cpu;
2448
2449                 cpu = part_stat_lock();
2450                 part = req->part;
2451
2452                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2453                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2454                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2455                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2456
2457                 hd_struct_put(part);
2458                 part_stat_unlock();
2459         }
2460 }
2461
2462 #ifdef CONFIG_PM
2463 /*
2464  * Don't process normal requests when queue is suspended
2465  * or in the process of suspending/resuming
2466  */
2467 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2468                                            struct request *rq)
2469 {
2470         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2471             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->rq_flags & RQF_PM))))
2472                 return NULL;
2473         else
2474                 return rq;
2475 }
2476 #else
2477 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2478                                                   struct request *rq)
2479 {
2480         return rq;
2481 }
2482 #endif
2483
2484 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2485 {
2486         struct hd_struct *part;
2487         int rw = rq_data_dir(rq);
2488         int cpu;
2489
2490         if (!blk_do_io_stat(rq))
2491                 return;
2492
2493         cpu = part_stat_lock();
2494
2495         if (!new_io) {
2496                 part = rq->part;
2497                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2498         } else {
2499                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2500                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2501                         /*
2502                          * The partition is already being removed,
2503                          * the request will be accounted on the disk only
2504                          *
2505                          * We take a reference on disk->part0 although that
2506                          * partition will never be deleted, so we can treat
2507                          * it as any other partition.
2508                          */
2509                         part = &rq->rq_disk->part0;
2510                         hd_struct_get(part);
2511                 }
2512                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2513                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2514                 rq->part = part;
2515         }
2516
2517         part_stat_unlock();
2518 }
2519
2520 /**
2521  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2522  * @q: request queue to peek at
2523  *
2524  * Description:
2525  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2526  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2527  *     processing it.
2528  *
2529  * Return:
2530  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2531  *     otherwise.
2532  */
2533 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2534 {
2535         struct request *rq;
2536         int ret;
2537
2538         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2539         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2540
2541         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2542
2543                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2544                 if (!rq)
2545                         break;
2546
2547                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2548                         /*
2549                          * This is the first time the device driver
2550                          * sees this request (possibly after
2551                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2552                          */
2553                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2554                                 elv_activate_rq(q, rq);
2555
2556                         /*
2557                          * just mark as started even if we don't start
2558                          * it, a request that has been delayed should
2559                          * not be passed by new incoming requests
2560                          */
2561                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2562                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2563                 }
2564
2565                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2566                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2567                         q->boundary_rq = NULL;
2568                 }
2569
2570                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2571                         break;
2572
2573                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2574                         /*
2575                          * make sure space for the drain appears we
2576                          * know we can do this because max_hw_segments
2577                          * has been adjusted to be one fewer than the
2578                          * device can handle
2579                          */
2580                         rq->nr_phys_segments++;
2581                 }
2582
2583                 if (!q->prep_rq_fn)
2584                         break;
2585
2586                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2587                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2588                         break;
2589                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2590                         /*
2591                          * the request may have been (partially) prepped.
2592                          * we need to keep this request in the front to
2593                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2594                          * prevent other fs requests from passing this one.
2595                          */
2596                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2597                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2598                                 /*
2599                                  * remove the space for the drain we added
2600                                  * so that we don't add it again
2601                                  */
2602                                 --rq->nr_phys_segments;
2603                         }
2604
2605                         rq = NULL;
2606                         break;
2607                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2608                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2609                         /*
2610                          * Mark this request as started so we don't trigger
2611                          * any debug logic in the end I/O path.
2612                          */
2613                         blk_start_request(rq);
2614                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2615                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2616                 } else {
2617                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2618                         break;
2619                 }
2620         }
2621
2622         return rq;
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2625
2626 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2627 {
2628         struct request_queue *q = rq->q;
2629
2630         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2631         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2632
2633         list_del_init(&rq->queuelist);
2634
2635         /*
2636          * the time frame between a request being removed from the lists
2637          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2638          * the driver side.
2639          */
2640         if (blk_account_rq(rq)) {
2641                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2642                 set_io_start_time_ns(rq);
2643         }
2644 }
2645
2646 /**
2647  * blk_start_request - start request processing on the driver
2648  * @req: request to dequeue
2649  *
2650  * Description:
2651  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2652  *     request to the driver.
2653  */
2654 void blk_start_request(struct request *req)
2655 {
2656         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2657         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2658
2659         blk_dequeue_request(req);
2660
2661         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2662                 blk_stat_set_issue(&req->issue_stat, blk_rq_sectors(req));
2663                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2664                 wbt_issue(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2665         }
2666
2667         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2668         blk_add_timer(req);
2669 }
2670 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2671
2672 /**
2673  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2674  * @q: request queue to fetch a request from
2675  *
2676  * Description:
2677  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2678  *     return and LLD can start processing it immediately.
2679  *
2680  * Return:
2681  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2682  *     otherwise.
2683  */
2684 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2685 {
2686         struct request *rq;
2687
2688         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2689         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2690
2691         rq = blk_peek_request(q);
2692         if (rq)
2693                 blk_start_request(rq);
2694         return rq;
2695 }
2696 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2697
2698 /**
2699  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2700  * @req:      the request being processed
2701  * @error:    block status code
2702  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2703  *
2704  * Description:
2705  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2706  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2707  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2708  *
2709  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2710  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2711  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2712  *
2713  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2714  *     %false return from this function.
2715  *
2716  * Return:
2717  *     %false - this request doesn't have any more data
2718  *     %true  - this request has more data
2719  **/
2720 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
2721                 unsigned int nr_bytes)
2722 {
2723         int total_bytes;
2724
2725         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
2726
2727         if (!req->bio)
2728                 return false;
2729
2730         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
2731                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
2732                 print_req_error(req, error);
2733
2734         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2735
2736         total_bytes = 0;
2737         while (req->bio) {
2738                 struct bio *bio = req->bio;
2739                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2740
2741                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2742                         req->bio = bio->bi_next;
2743
2744                 /* Completion has already been traced */
2745                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2746                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2747
2748                 total_bytes += bio_bytes;
2749                 nr_bytes -= bio_bytes;
2750
2751                 if (!nr_bytes)
2752                         break;
2753         }
2754
2755         /*
2756          * completely done
2757          */
2758         if (!req->bio) {
2759                 /*
2760                  * Reset counters so that the request stacking driver
2761                  * can find how many bytes remain in the request
2762                  * later.
2763                  */
2764                 req->__data_len = 0;
2765                 return false;
2766         }
2767
2768         req->__data_len -= total_bytes;
2769
2770         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2771         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
2772                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2773
2774         /* mixed attributes always follow the first bio */
2775         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
2776                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2777                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
2778         }
2779
2780         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
2781                 /*
2782                  * If total number of sectors is less than the first segment
2783                  * size, something has gone terribly wrong.
2784                  */
2785                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2786                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2787                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2788                 }
2789
2790                 /* recalculate the number of segments */
2791                 blk_recalc_rq_segments(req);
2792         }
2793
2794         return true;
2795 }
2796 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2797
2798 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
2799                                     unsigned int nr_bytes,
2800                                     unsigned int bidi_bytes)
2801 {
2802         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2803                 return true;
2804
2805         /* Bidi request must be completed as a whole */
2806         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2807             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2808                 return true;
2809
2810         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2811                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2812
2813         return false;
2814 }
2815
2816 /**
2817  * blk_unprep_request - unprepare a request
2818  * @req:        the request
2819  *
2820  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2821  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2822  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2823  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2824  * lock is held when calling this.
2825  */
2826 void blk_unprep_request(struct request *req)
2827 {
2828         struct request_queue *q = req->q;
2829
2830         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
2831         if (q->unprep_rq_fn)
2832                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2833 }
2834 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2835
2836 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
2837 {
2838         struct request_queue *q = req->q;
2839
2840         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2841         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2842
2843         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
2844                 blk_stat_add(req);
2845
2846         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
2847                 blk_queue_end_tag(q, req);
2848
2849         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2850
2851         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
2852                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
2853
2854         blk_delete_timer(req);
2855
2856         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2857                 blk_unprep_request(req);
2858
2859         blk_account_io_done(req);
2860
2861         if (req->end_io) {
2862                 wbt_done(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2863                 req->end_io(req, error);
2864         } else {
2865                 if (blk_bidi_rq(req))
2866                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2867
2868                 __blk_put_request(q, req);
2869         }
2870 }
2871 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
2872
2873 /**
2874  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2875  * @rq:         the request to complete
2876  * @error:      block status code
2877  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2878  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2879  *
2880  * Description:
2881  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2882  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2883  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2884  *     just ignored.
2885  *
2886  * Return:
2887  *     %false - we are done with this request
2888  *     %true  - still buffers pending for this request
2889  **/
2890 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
2891                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2892 {
2893         struct request_queue *q = rq->q;
2894         unsigned long flags;
2895
2896         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2897
2898         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2899                 return true;
2900
2901         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2902         blk_finish_request(rq, error);
2903         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2904
2905         return false;
2906 }
2907
2908 /**
2909  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2910  * @rq:         the request to complete
2911  * @error:      block status code
2912  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2913  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2914  *
2915  * Description:
2916  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2917  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2918  *
2919  * Return:
2920  *     %false - we are done with this request
2921  *     %true  - still buffers pending for this request
2922  **/
2923 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
2924                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2925 {
2926         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
2927         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
2928
2929         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2930                 return true;
2931
2932         blk_finish_request(rq, error);
2933
2934         return false;
2935 }
2936
2937 /**
2938  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2939  * @rq:       the request being processed
2940  * @error:    block status code
2941  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2942  *
2943  * Description:
2944  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2945  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2946  *
2947  * Return:
2948  *     %false - we are done with this request
2949  *     %true  - still buffers pending for this request
2950  **/
2951 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
2952                 unsigned int nr_bytes)
2953 {
2954         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
2955         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2958
2959 /**
2960  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2961  * @rq: the request to finish
2962  * @error: block status code
2963  *
2964  * Description:
2965  *     Completely finish @rq.
2966  */
2967 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
2968 {
2969         bool pending;
2970         unsigned int bidi_bytes = 0;
2971
2972         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2973                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2974
2975         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2976         BUG_ON(pending);
2977 }
2978 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2979
2980 /**
2981  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2982  * @rq:       the request being processed
2983  * @error:    block status code
2984  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2985  *
2986  * Description:
2987  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2988  *
2989  * Return:
2990  *     %false - we are done with this request
2991  *     %true  - still buffers pending for this request
2992  **/
2993 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
2994                 unsigned int nr_bytes)
2995 {
2996         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
2997         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
2998
2999         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3000 }
3001 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3002
3003 /**
3004  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3005  * @rq: the request to finish
3006  * @error:    block status code
3007  *
3008  * Description:
3009  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3010  */
3011 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3012 {
3013         bool pending;
3014         unsigned int bidi_bytes = 0;
3015
3016         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3017         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3018
3019         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3020                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3021
3022         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3023         BUG_ON(pending);
3024 }
3025 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3026
3027 /**
3028  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3029  * @rq: the request to finish the current chunk for
3030  * @error:    block status code
3031  *
3032  * Description:
3033  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3034  *     be called with queue lock held.
3035  *
3036  * Return:
3037  *     %false - we are done with this request
3038  *     %true  - still buffers pending for this request
3039  */
3040 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3041 {
3042         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3043 }
3044 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3045
3046 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3047                      struct bio *bio)
3048 {
3049         if (bio_has_data(bio))
3050                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3051
3052         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3053         rq->bio = rq->biotail = bio;
3054
3055         if (bio->bi_disk)
3056                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3057 }
3058
3059 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3060 /**
3061  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3062  * @rq: the request to be flushed
3063  *
3064  * Description:
3065  *     Flush all pages in @rq.
3066  */
3067 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3068 {
3069         struct req_iterator iter;
3070         struct bio_vec bvec;
3071
3072         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3073                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3074 }
3075 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3076 #endif
3077
3078 /**
3079  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3080  * @q : the queue of the device being checked
3081  *
3082  * Description:
3083  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3084  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3085  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3086  *
3087  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3088  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3089  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3090  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3091  *    on burst I/O load.
3092  *
3093  * Return:
3094  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3095  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3096  */
3097 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3098 {
3099         if (q->lld_busy_fn)
3100                 return q->lld_busy_fn(q);
3101
3102         return 0;
3103 }
3104 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3105
3106 /**
3107  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3108  * @rq: the clone request to be cleaned up
3109  *
3110  * Description:
3111  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3112  */
3113 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3114 {
3115         struct bio *bio;
3116
3117         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3118                 rq->bio = bio->bi_next;
3119
3120                 bio_put(bio);
3121         }
3122 }
3123 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3124
3125 /*
3126  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3127  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3128  */
3129 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3130 {
3131         dst->cpu = src->cpu;
3132         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3133         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3134         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3135         dst->ioprio = src->ioprio;
3136         dst->extra_len = src->extra_len;
3137 }
3138
3139 /**
3140  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3141  * @rq: the request to be setup
3142  * @rq_src: original request to be cloned
3143  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3144  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3145  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3146  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3147  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3148  *
3149  * Description:
3150  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3151  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3152  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3153  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3154  *     and the cloned bios just point same pages.
3155  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3156  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3157  */
3158 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3159                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3160                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3161                       void *data)
3162 {
3163         struct bio *bio, *bio_src;
3164
3165         if (!bs)
3166                 bs = fs_bio_set;
3167
3168         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3169                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3170                 if (!bio)
3171                         goto free_and_out;
3172
3173                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3174                         goto free_and_out;
3175
3176                 if (rq->bio) {
3177                         rq->biotail->bi_next = bio;
3178                         rq->biotail = bio;
3179                 } else
3180                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3181         }
3182
3183         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3184
3185         return 0;
3186
3187 free_and_out:
3188         if (bio)
3189                 bio_put(bio);
3190         blk_rq_unprep_clone(rq);
3191
3192         return -ENOMEM;
3193 }
3194 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3195
3196 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3197 {
3198         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3201
3202 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3203 {
3204         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3205 }
3206 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3207
3208 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3209                                 unsigned long delay)
3210 {
3211         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3212 }
3213 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3214
3215 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3216                                   unsigned long delay)
3217 {
3218         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3219 }
3220 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3221
3222 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3223                                      unsigned long delay)
3224 {
3225         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3228
3229 /**
3230  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3231  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3232  *
3233  * Description:
3234  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3235  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3236  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3237  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3238  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3239  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3240  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3241  *   this kind of deadlock.
3242  */
3243 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3244 {
3245         struct task_struct *tsk = current;
3246
3247         /*
3248          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3249          */
3250         if (tsk->plug)
3251                 return;
3252
3253         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3254         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3255         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3256         /*
3257          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3258          * preempt will imply a full memory barrier
3259          */
3260         tsk->plug = plug;
3261 }
3262 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3263
3264 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3265 {
3266         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3267         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3268
3269         return !(rqa->q < rqb->q ||
3270                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3271 }
3272
3273 /*
3274  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3275  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3276  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3277  * plugger did not intend it.
3278  */
3279 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3280                             bool from_schedule)
3281         __releases(q->queue_lock)
3282 {
3283         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3284
3285         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3286
3287         if (from_schedule)
3288                 blk_run_queue_async(q);
3289         else
3290                 __blk_run_queue(q);
3291         spin_unlock(q->queue_lock);
3292 }
3293
3294 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3295 {
3296         LIST_HEAD(callbacks);
3297
3298         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3299                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3300
3301                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3302                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3303                                                           struct blk_plug_cb,
3304                                                           list);
3305                         list_del(&cb->list);
3306                         cb->callback(cb, from_schedule);
3307                 }
3308         }
3309 }
3310
3311 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3312                                       int size)
3313 {
3314         struct blk_plug *plug = current->plug;
3315         struct blk_plug_cb *cb;
3316
3317         if (!plug)
3318                 return NULL;
3319
3320         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3321                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3322                         return cb;
3323
3324         /* Not currently on the callback list */
3325         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3326         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3327         if (cb) {
3328                 cb->data = data;
3329                 cb->callback = unplug;
3330                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3331         }
3332         return cb;
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3335
3336 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3337 {
3338         struct request_queue *q;
3339         unsigned long flags;
3340         struct request *rq;
3341         LIST_HEAD(list);
3342         unsigned int depth;
3343
3344         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3345
3346         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3347                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3348
3349         if (list_empty(&plug->list))
3350                 return;
3351
3352         list_splice_init(&plug->list, &list);
3353
3354         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3355
3356         q = NULL;
3357         depth = 0;
3358
3359         /*
3360          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3361          * queue lock we have to take.
3362          */
3363         local_irq_save(flags);
3364         while (!list_empty(&list)) {
3365                 rq = list_entry_rq(list.next);
3366                 list_del_init(&rq->queuelist);
3367                 BUG_ON(!rq->q);
3368                 if (rq->q != q) {
3369                         /*
3370                          * This drops the queue lock
3371                          */
3372                         if (q)
3373                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3374                         q = rq->q;
3375                         depth = 0;
3376                         spin_lock(q->queue_lock);
3377                 }
3378
3379                 /*
3380                  * Short-circuit if @q is dead
3381                  */
3382                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3383                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3384                         continue;
3385                 }
3386
3387                 /*
3388                  * rq is already accounted, so use raw insert
3389                  */
3390                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3391                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3392                 else
3393                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3394
3395                 depth++;
3396         }
3397
3398         /*
3399          * This drops the queue lock
3400          */
3401         if (q)
3402                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3403
3404         local_irq_restore(flags);
3405 }
3406
3407 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3408 {
3409         if (plug != current->plug)
3410                 return;
3411         blk_flush_plug_list(plug, false);
3412
3413         current->plug = NULL;
3414 }
3415 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3416
3417 #ifdef CONFIG_PM
3418 /**
3419  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3420  * @q: the queue of the device
3421  * @dev: the device the queue belongs to
3422  *
3423  * Description:
3424  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3425  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3426  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3427  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3428  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3429  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3430  *
3431  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3432  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3433  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3434  *    not need to touch other autosuspend settings.
3435  *
3436  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3437  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3438  */
3439 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3440 {
3441         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3442         if (q->mq_ops)
3443                 return;
3444
3445         q->dev = dev;
3446         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3447         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3448         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3449 }
3450 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3451
3452 /**
3453  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3454  * @q: the queue of the device
3455  *
3456  * Description:
3457  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3458  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3459  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3460  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3461  *    proceed to suspend the device.
3462  *
3463  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3464  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3465  *
3466  *    This function should be called near the start of the device's
3467  *    runtime_suspend callback.
3468  *
3469  * Return:
3470  *    0         - OK to runtime suspend the device
3471  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3472  */
3473 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3474 {
3475         int ret = 0;
3476
3477         if (!q->dev)
3478                 return ret;
3479
3480         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3481         if (q->nr_pending) {
3482                 ret = -EBUSY;
3483                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3484         } else {
3485                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3486         }
3487         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3488         return ret;
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3491
3492 /**
3493  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3494  * @q: the queue of the device
3495  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3496  *
3497  * Description:
3498  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3499  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3500  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3501  *
3502  *    This function should be called near the end of the device's
3503  *    runtime_suspend callback.
3504  */
3505 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3506 {
3507         if (!q->dev)
3508                 return;
3509
3510         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3511         if (!err) {
3512                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3513         } else {
3514                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3515                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3516         }
3517         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3520
3521 /**
3522  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3523  * @q: the queue of the device
3524  *
3525  * Description:
3526  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3527  *    runtime resume of the device.
3528  *
3529  *    This function should be called near the start of the device's
3530  *    runtime_resume callback.
3531  */
3532 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3533 {
3534         if (!q->dev)
3535                 return;
3536
3537         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3538         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3539         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3542
3543 /**
3544  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3545  * @q: the queue of the device
3546  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3547  *
3548  * Description:
3549  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3550  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3551  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3552  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3553  *
3554  *    This function should be called near the end of the device's
3555  *    runtime_resume callback.
3556  */
3557 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3558 {
3559         if (!q->dev)
3560                 return;
3561
3562         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3563         if (!err) {
3564                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3565                 __blk_run_queue(q);
3566                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3567                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3568         } else {
3569                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3570         }
3571         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3572 }
3573 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3574
3575 /**
3576  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3577  * @q: the queue of the device
3578  *
3579  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3580  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3581  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3582  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3583  * queue.
3584  *
3585  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3586  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3587  * should be called before first request is added to the queue.
3588  */
3589 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3590 {
3591         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3592         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3593         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3594         pm_request_autosuspend(q->dev);
3595         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3596 }
3597 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3598 #endif
3599
3600 int __init blk_dev_init(void)
3601 {
3602         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3603         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3604                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3605         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3606                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3607
3608         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3609         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3610                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3611         if (!kblockd_workqueue)
3612                 panic("Failed to create kblockd\n");
3613
3614         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3615                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3616
3617         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3618                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3619
3620 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3621         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3622 #endif
3623
3624         return 0;
3625 }