Merge remote-tracking branch 'asoc/topic/pcm512x' into asoc-next
[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         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
337
338         if (q->mq_ops) {
339                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
340                 int i;
341
342                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
343                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
344                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
345         } else {
346                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
347         }
348 }
349 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
350
351 /**
352  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
353  * @q: request queue pointer
354  *
355  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
356  * set and 1 if the flag was already set.
357  */
358 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
359 {
360         unsigned long flags;
361         int res;
362
363         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
364         res = queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
365         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
366
367         return res;
368 }
369 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
370
371 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
372 {
373         unsigned long flags;
374
375         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
376         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
377         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
378         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
379 }
380 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
381
382 /**
383  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
384  * @q:  The queue to run
385  *
386  * Description:
387  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
388  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
389  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
390  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
391  *    disabled. See also @blk_run_queue.
392  */
393 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
394 {
395         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
396         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
397
398         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
399                 return;
400
401         /*
402          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
403          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
404          * running such a request function concurrently. Keep track of the
405          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
406          * can wait until all these request_fn calls have finished.
407          */
408         q->request_fn_active++;
409         q->request_fn(q);
410         q->request_fn_active--;
411 }
412 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
413
414 /**
415  * __blk_run_queue - run a single device queue
416  * @q:  The queue to run
417  *
418  * Description:
419  *    See @blk_run_queue.
420  */
421 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
422 {
423         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
424         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
425
426         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
427                 return;
428
429         __blk_run_queue_uncond(q);
430 }
431 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
432
433 /**
434  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
435  * @q:  The queue to run
436  *
437  * Description:
438  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
439  *    of us.
440  *
441  * Note:
442  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
443  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
444  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
445  */
446 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
447 {
448         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
449         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
450
451         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
452                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
453 }
454 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
455
456 /**
457  * blk_run_queue - run a single device queue
458  * @q: The queue to run
459  *
460  * Description:
461  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
462  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
463  */
464 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
465 {
466         unsigned long flags;
467
468         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
469
470         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
471         __blk_run_queue(q);
472         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
473 }
474 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
475
476 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
477 {
478         kobject_put(&q->kobj);
479 }
480 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
481
482 /**
483  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
484  * @q: queue to drain
485  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
486  *
487  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
488  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
489  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
490  */
491 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
492         __releases(q->queue_lock)
493         __acquires(q->queue_lock)
494 {
495         int i;
496
497         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
498         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
499
500         while (true) {
501                 bool drain = false;
502
503                 /*
504                  * The caller might be trying to drain @q before its
505                  * elevator is initialized.
506                  */
507                 if (q->elevator)
508                         elv_drain_elevator(q);
509
510                 blkcg_drain_queue(q);
511
512                 /*
513                  * This function might be called on a queue which failed
514                  * driver init after queue creation or is not yet fully
515                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
516                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
517                  * something on it and @q has request_fn set.
518                  */
519                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
520                         __blk_run_queue(q);
521
522                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
523                 drain |= q->request_fn_active;
524
525                 /*
526                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
527                  * multiple places and there's no single counter which can
528                  * be drained.  Check all the queues and counters.
529                  */
530                 if (drain_all) {
531                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
532                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
533                         for (i = 0; i < 2; i++) {
534                                 drain |= q->nr_rqs[i];
535                                 drain |= q->in_flight[i];
536                                 if (fq)
537                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
538                         }
539                 }
540
541                 if (!drain)
542                         break;
543
544                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
545
546                 msleep(10);
547
548                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
549         }
550
551         /*
552          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
553          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
554          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
555          */
556         if (q->request_fn) {
557                 struct request_list *rl;
558
559                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
560                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
561                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
562         }
563 }
564
565 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
566 {
567         spin_lock_irq(q->queue_lock);
568         __blk_drain_queue(q, true);
569         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
570 }
571
572 /**
573  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
574  * @q: queue of interest
575  *
576  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
577  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
578  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
579  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
580  * inside queue or RCU read lock.
581  */
582 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
583 {
584         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
585
586         spin_lock_irq(q->queue_lock);
587         q->bypass_depth++;
588         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
589         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
590
591         /*
592          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
593          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
594          * can happen many times during boot.
595          */
596         if (blk_queue_init_done(q)) {
597                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
598                 __blk_drain_queue(q, false);
599                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
600
601                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
602                 synchronize_rcu();
603         }
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
606
607 /**
608  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
609  * @q: queue of interest
610  *
611  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
612  *
613  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
614  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
615  */
616 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
617 {
618         spin_lock_irq(q->queue_lock);
619         if (!--q->bypass_depth)
620                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
621         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
622         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
623 }
624 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
625
626 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
627 {
628         spin_lock_irq(q->queue_lock);
629         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
630         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
631
632         /*
633          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
634          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
635          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
636          */
637         blk_freeze_queue_start(q);
638
639         if (q->mq_ops)
640                 blk_mq_wake_waiters(q);
641         else {
642                 struct request_list *rl;
643
644                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
645                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
646                         if (rl->rq_pool) {
647                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
648                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
649                         }
650                 }
651                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
652         }
653
654         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
655         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
656 }
657 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
658
659 /**
660  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
661  * @q: request queue to shutdown
662  *
663  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
664  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
665  */
666 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
667 {
668         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
669
670         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
671         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
672         blk_set_queue_dying(q);
673         spin_lock_irq(lock);
674
675         /*
676          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
677          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
678          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
679          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
680          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
681          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
682          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
683          */
684         q->bypass_depth++;
685         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
686
687         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
688         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
689         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
690         spin_unlock_irq(lock);
691         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
692
693         /*
694          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
695          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
696          */
697         blk_freeze_queue(q);
698         spin_lock_irq(lock);
699         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
700         spin_unlock_irq(lock);
701
702         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
703         blk_flush_integrity();
704
705         /* @q won't process any more request, flush async actions */
706         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
707         blk_sync_queue(q);
708
709         if (q->mq_ops)
710                 blk_mq_free_queue(q);
711         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
712
713         spin_lock_irq(lock);
714         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
715                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
716         spin_unlock_irq(lock);
717
718         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
719         blk_put_queue(q);
720 }
721 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
722
723 /* Allocate memory local to the request queue */
724 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
725 {
726         struct request_queue *q = data;
727
728         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
729 }
730
731 static void free_request_simple(void *element, void *data)
732 {
733         kmem_cache_free(request_cachep, element);
734 }
735
736 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
737 {
738         struct request_queue *q = data;
739         struct request *rq;
740
741         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
742                         q->node);
743         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
744                 kfree(rq);
745                 rq = NULL;
746         }
747         return rq;
748 }
749
750 static void free_request_size(void *element, void *data)
751 {
752         struct request_queue *q = data;
753
754         if (q->exit_rq_fn)
755                 q->exit_rq_fn(q, element);
756         kfree(element);
757 }
758
759 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
760                 gfp_t gfp_mask)
761 {
762         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
763                 return 0;
764
765         rl->q = q;
766         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
767         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
768         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
769         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
770
771         if (q->cmd_size) {
772                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
773                                 alloc_request_size, free_request_size,
774                                 q, gfp_mask, q->node);
775         } else {
776                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
777                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
778                                 q, gfp_mask, q->node);
779         }
780         if (!rl->rq_pool)
781                 return -ENOMEM;
782
783         if (rl != &q->root_rl)
784                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
785
786         return 0;
787 }
788
789 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
790 {
791         if (rl->rq_pool) {
792                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
793                 if (rl != &q->root_rl)
794                         blk_put_queue(q);
795         }
796 }
797
798 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
799 {
800         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
801 }
802 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
803
804 /**
805  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
806  * @q: request queue pointer
807  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
808  */
809 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
810 {
811         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
812
813         while (true) {
814                 bool success = false;
815                 int ret;
816
817                 rcu_read_lock_sched();
818                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
819                         /*
820                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
821                          * responsible for ensuring that that flag is globally
822                          * visible before the queue is unfrozen.
823                          */
824                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
825                                 success = true;
826                         } else {
827                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
828                         }
829                 }
830                 rcu_read_unlock_sched();
831
832                 if (success)
833                         return 0;
834
835                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
836                         return -EBUSY;
837
838                 /*
839                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
840                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
841                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
842                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
843                  * never return if the two reads are reordered.
844                  */
845                 smp_rmb();
846
847                 ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
848                                 (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
849                                  (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
850                                 blk_queue_dying(q));
851                 if (blk_queue_dying(q))
852                         return -ENODEV;
853                 if (ret)
854                         return ret;
855         }
856 }
857
858 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
859 {
860         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
861 }
862
863 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
864 {
865         struct request_queue *q =
866                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
867
868         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
869 }
870
871 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
872 {
873         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
874
875         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
876 }
877
878 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
879 {
880         struct request_queue *q;
881
882         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
883                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
884         if (!q)
885                 return NULL;
886
887         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
888         if (q->id < 0)
889                 goto fail_q;
890
891         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
892         if (!q->bio_split)
893                 goto fail_id;
894
895         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
896         if (!q->backing_dev_info)
897                 goto fail_split;
898
899         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
900         if (!q->stats)
901                 goto fail_stats;
902
903         q->backing_dev_info->ra_pages =
904                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
905         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
906         q->backing_dev_info->name = "block";
907         q->node = node_id;
908
909         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
910                     laptop_mode_timer_fn, 0);
911         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
912         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
913         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
914         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
915         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
916 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
917         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
918 #endif
919         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
920
921         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
922
923 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
924         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
925 #endif
926         mutex_init(&q->sysfs_lock);
927         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
928
929         /*
930          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
931          * override it later if need be.
932          */
933         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
934
935         /*
936          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
937          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
938          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
939          * registered by blk_register_queue().
940          */
941         q->bypass_depth = 1;
942         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
943
944         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
945
946         /*
947          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
948          * See blk_register_queue() for details.
949          */
950         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
951                                 blk_queue_usage_counter_release,
952                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
953                 goto fail_bdi;
954
955         if (blkcg_init_queue(q))
956                 goto fail_ref;
957
958         return q;
959
960 fail_ref:
961         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
962 fail_bdi:
963         blk_free_queue_stats(q->stats);
964 fail_stats:
965         bdi_put(q->backing_dev_info);
966 fail_split:
967         bioset_free(q->bio_split);
968 fail_id:
969         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
970 fail_q:
971         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
972         return NULL;
973 }
974 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
975
976 /**
977  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
978  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
979  *        placed on the queue.
980  * @lock: Request queue spin lock
981  *
982  * Description:
983  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
984  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
985  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
986  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
987  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
988  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
989  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
990  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
991  *
992  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
993  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
994  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
995  *    get dealt with eventually.
996  *
997  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
998  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
999  *    disabling is needed for it.
1000  *
1001  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1002  *    it didn't succeed.
1003  *
1004  * Note:
1005  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1006  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1007  **/
1008
1009 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1010 {
1011         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1014
1015 struct request_queue *
1016 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1017 {
1018         struct request_queue *q;
1019
1020         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
1021         if (!q)
1022                 return NULL;
1023
1024         q->request_fn = rfn;
1025         if (lock)
1026                 q->queue_lock = lock;
1027         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1028                 blk_cleanup_queue(q);
1029                 return NULL;
1030         }
1031
1032         return q;
1033 }
1034 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1035
1036 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1037
1038
1039 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1040 {
1041         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1042
1043         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1044         if (!q->fq)
1045                 return -ENOMEM;
1046
1047         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1048                 goto out_free_flush_queue;
1049
1050         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1051                 goto out_exit_flush_rq;
1052
1053         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1054         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1055
1056         /*
1057          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1058          */
1059         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1060
1061         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1062
1063         /* Protect q->elevator from elevator_change */
1064         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1065
1066         /* init elevator */
1067         if (elevator_init(q, NULL)) {
1068                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1069                 goto out_exit_flush_rq;
1070         }
1071
1072         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1073         return 0;
1074
1075 out_exit_flush_rq:
1076         if (q->exit_rq_fn)
1077                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1078 out_free_flush_queue:
1079         blk_free_flush_queue(q->fq);
1080         return -ENOMEM;
1081 }
1082 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1083
1084 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1085 {
1086         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1087                 __blk_get_queue(q);
1088                 return true;
1089         }
1090
1091         return false;
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1094
1095 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1096 {
1097         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1098                 elv_put_request(rl->q, rq);
1099                 if (rq->elv.icq)
1100                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1101         }
1102
1103         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1108  * should be given priority access to a request.
1109  */
1110 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1111 {
1112         if (!ioc)
1113                 return 0;
1114
1115         /*
1116          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1117          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1118          * lose wakeups.
1119          */
1120         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1121                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1122                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1123 }
1124
1125 /*
1126  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1127  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1128  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1129  * a nice run.
1130  */
1131 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1132 {
1133         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1134                 return;
1135
1136         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1137         ioc->last_waited = jiffies;
1138 }
1139
1140 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1141 {
1142         struct request_queue *q = rl->q;
1143
1144         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1145                 blk_clear_congested(rl, sync);
1146
1147         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1148                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1149                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1150
1151                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1152         }
1153 }
1154
1155 /*
1156  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1157  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1158  */
1159 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1160                 req_flags_t rq_flags)
1161 {
1162         struct request_queue *q = rl->q;
1163
1164         q->nr_rqs[sync]--;
1165         rl->count[sync]--;
1166         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1167                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1168
1169         __freed_request(rl, sync);
1170
1171         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1172                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1173 }
1174
1175 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1176 {
1177         struct request_list *rl;
1178         int on_thresh, off_thresh;
1179
1180         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1181
1182         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1183         q->nr_requests = nr;
1184         blk_queue_congestion_threshold(q);
1185         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1186         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1187
1188         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1189                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1190                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1191                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1192                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1193
1194                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1195                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1196                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1197                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1198
1199                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1200                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1201                 } else {
1202                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1203                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1204                 }
1205
1206                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1207                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1208                 } else {
1209                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1210                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1211                 }
1212         }
1213
1214         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1215         return 0;
1216 }
1217
1218 /**
1219  * __get_request - get a free request
1220  * @rl: request list to allocate from
1221  * @op: operation and flags
1222  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1223  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1224  *
1225  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1226  * pressure or if @q is dead.
1227  *
1228  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1229  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1230  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1231  */
1232 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1233                                      struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1234 {
1235         struct request_queue *q = rl->q;
1236         struct request *rq;
1237         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1238         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1239         struct io_cq *icq = NULL;
1240         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1241         int may_queue;
1242         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1243                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1244         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1245
1246         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1247
1248         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1249                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1250
1251         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1252         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1253                 goto rq_starved;
1254
1255         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1256                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1257                         /*
1258                          * The queue will fill after this allocation, so set
1259                          * it as full, and mark this process as "batching".
1260                          * This process will be allowed to complete a batch of
1261                          * requests, others will be blocked.
1262                          */
1263                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1264                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1265                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1266                         } else {
1267                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1268                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1269                                         /*
1270                                          * The queue is full and the allocating
1271                                          * process is not a "batcher", and not
1272                                          * exempted by the IO scheduler
1273                                          */
1274                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1275                                 }
1276                         }
1277                 }
1278                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1279         }
1280
1281         /*
1282          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1283          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1284          * allocated with any setting of ->nr_requests
1285          */
1286         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1287                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1288
1289         q->nr_rqs[is_sync]++;
1290         rl->count[is_sync]++;
1291         rl->starved[is_sync] = 0;
1292
1293         /*
1294          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1295          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1296          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1297          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1298          * makes creating new ones safe.
1299          *
1300          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1301          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1302          *
1303          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1304          * it will be created after releasing queue_lock.
1305          */
1306         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1307                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1308                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1309                 if (et->icq_cache && ioc)
1310                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1311         }
1312
1313         if (blk_queue_io_stat(q))
1314                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1315         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1316
1317         /* allocate and init request */
1318         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1319         if (!rq)
1320                 goto fail_alloc;
1321
1322         blk_rq_init(q, rq);
1323         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1324         rq->cmd_flags = op;
1325         rq->rq_flags = rq_flags;
1326         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1327                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1328
1329         /* init elvpriv */
1330         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1331                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1332                         if (ioc)
1333                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1334                         if (!icq)
1335                                 goto fail_elvpriv;
1336                 }
1337
1338                 rq->elv.icq = icq;
1339                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1340                         goto fail_elvpriv;
1341
1342                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1343                 if (icq)
1344                         get_io_context(icq->ioc);
1345         }
1346 out:
1347         /*
1348          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1349          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1350          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1351          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1352          */
1353         if (ioc_batching(q, ioc))
1354                 ioc->nr_batch_requests--;
1355
1356         trace_block_getrq(q, bio, op);
1357         return rq;
1358
1359 fail_elvpriv:
1360         /*
1361          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1362          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1363          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1364          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1365          */
1366         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1367                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1368
1369         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1370         rq->elv.icq = NULL;
1371
1372         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1373         q->nr_rqs_elvpriv--;
1374         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1375         goto out;
1376
1377 fail_alloc:
1378         /*
1379          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1380          * might have messed up.
1381          *
1382          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1383          * queue, but this is pretty rare.
1384          */
1385         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1386         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1387
1388         /*
1389          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1390          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1391          * freeing of a request in the other direction will notice
1392          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1393          * READ and WRITE
1394          */
1395 rq_starved:
1396         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1397                 rl->starved[is_sync] = 1;
1398         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1399 }
1400
1401 /**
1402  * get_request - get a free request
1403  * @q: request_queue to allocate request from
1404  * @op: operation and flags
1405  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1406  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1407  *
1408  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1409  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1410  *
1411  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1412  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1413  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1414  */
1415 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1416                                    struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1417 {
1418         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1419         DEFINE_WAIT(wait);
1420         struct request_list *rl;
1421         struct request *rq;
1422
1423         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1424         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1425
1426         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1427 retry:
1428         rq = __get_request(rl, op, bio, flags);
1429         if (!IS_ERR(rq))
1430                 return rq;
1431
1432         if (op & REQ_NOWAIT) {
1433                 blk_put_rl(rl);
1434                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1435         }
1436
1437         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1438                 blk_put_rl(rl);
1439                 return rq;
1440         }
1441
1442         /* wait on @rl and retry */
1443         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1444                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1445
1446         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1447
1448         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1449         io_schedule();
1450
1451         /*
1452          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1453          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1454          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1455          */
1456         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1457
1458         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1459         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1460
1461         goto retry;
1462 }
1463
1464 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1465 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1466                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1467 {
1468         struct request *rq;
1469         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1470                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1471         int ret = 0;
1472
1473         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1474
1475         /* create ioc upfront */
1476         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1477
1478         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1479         if (ret)
1480                 return ERR_PTR(ret);
1481         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1482         rq = get_request(q, op, NULL, flags);
1483         if (IS_ERR(rq)) {
1484                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1485                 blk_queue_exit(q);
1486                 return rq;
1487         }
1488
1489         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1490         rq->__data_len = 0;
1491         rq->__sector = (sector_t) -1;
1492         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1493         return rq;
1494 }
1495
1496 /**
1497  * blk_get_request_flags - allocate a request
1498  * @q: request queue to allocate a request for
1499  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1500  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1501  */
1502 struct request *blk_get_request_flags(struct request_queue *q, unsigned int op,
1503                                       blk_mq_req_flags_t flags)
1504 {
1505         struct request *req;
1506
1507         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1508         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1509
1510         if (q->mq_ops) {
1511                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1512                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1513                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1514         } else {
1515                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1516                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1517                         q->initialize_rq_fn(req);
1518         }
1519
1520         return req;
1521 }
1522 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request_flags);
1523
1524 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1525                                 gfp_t gfp_mask)
1526 {
1527         return blk_get_request_flags(q, op, gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM ?
1528                                      0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1529 }
1530 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1531
1532 /**
1533  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1534  * @q:          request queue where request should be inserted
1535  * @rq:         request to be inserted
1536  *
1537  * Description:
1538  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1539  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1540  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1541  */
1542 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1543 {
1544         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1545         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1546
1547         blk_delete_timer(rq);
1548         blk_clear_rq_complete(rq);
1549         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1550         wbt_requeue(q->rq_wb, &rq->issue_stat);
1551
1552         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1553                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1554
1555         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1556
1557         elv_requeue_request(q, rq);
1558 }
1559 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1560
1561 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1562                              int where)
1563 {
1564         blk_account_io_start(rq, true);
1565         __elv_add_request(q, rq, where);
1566 }
1567
1568 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1569                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1570                                     unsigned int inflight)
1571 {
1572         if (inflight) {
1573                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1574                                 inflight * (now - part->stamp));
1575                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1576         }
1577         part->stamp = now;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1582  * @q: target block queue
1583  * @cpu: cpu number for stats access
1584  * @part: target partition
1585  *
1586  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1587  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1588  * time it has been in this state for.
1589  *
1590  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1591  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1592  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1593  * function to do a round-off before returning the results when reading
1594  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1595  * the current jiffies and restarts the counters again.
1596  */
1597 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1598 {
1599         struct hd_struct *part2 = NULL;
1600         unsigned long now = jiffies;
1601         unsigned int inflight[2];
1602         int stats = 0;
1603
1604         if (part->stamp != now)
1605                 stats |= 1;
1606
1607         if (part->partno) {
1608                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1609                 if (part2->stamp != now)
1610                         stats |= 2;
1611         }
1612
1613         if (!stats)
1614                 return;
1615
1616         part_in_flight(q, part, inflight);
1617
1618         if (stats & 2)
1619                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1620         if (stats & 1)
1621                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1622 }
1623 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1624
1625 #ifdef CONFIG_PM
1626 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1627 {
1628         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1629                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1630 }
1631 #else
1632 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1633 #endif
1634
1635 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1636 {
1637         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1638
1639         if (unlikely(!q))
1640                 return;
1641
1642         if (q->mq_ops) {
1643                 blk_mq_free_request(req);
1644                 return;
1645         }
1646
1647         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1648
1649         blk_pm_put_request(req);
1650
1651         elv_completed_request(q, req);
1652
1653         /* this is a bio leak */
1654         WARN_ON(req->bio != NULL);
1655
1656         wbt_done(q->rq_wb, &req->issue_stat);
1657
1658         /*
1659          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1660          * it didn't come out of our reserved rq pools
1661          */
1662         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1663                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1664                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1665
1666                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1667                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1668
1669                 blk_free_request(rl, req);
1670                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1671                 blk_put_rl(rl);
1672                 blk_queue_exit(q);
1673         }
1674 }
1675 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1676
1677 void blk_put_request(struct request *req)
1678 {
1679         struct request_queue *q = req->q;
1680
1681         if (q->mq_ops)
1682                 blk_mq_free_request(req);
1683         else {
1684                 unsigned long flags;
1685
1686                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1687                 __blk_put_request(q, req);
1688                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1689         }
1690 }
1691 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1692
1693 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1694                             struct bio *bio)
1695 {
1696         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1697
1698         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1699                 return false;
1700
1701         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1702
1703         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1704                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1705
1706         req->biotail->bi_next = bio;
1707         req->biotail = bio;
1708         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1709         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1710
1711         blk_account_io_start(req, false);
1712         return true;
1713 }
1714
1715 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1716                              struct bio *bio)
1717 {
1718         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1719
1720         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1721                 return false;
1722
1723         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1724
1725         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1726                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1727
1728         bio->bi_next = req->bio;
1729         req->bio = bio;
1730
1731         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1732         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1733         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1734
1735         blk_account_io_start(req, false);
1736         return true;
1737 }
1738
1739 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1740                 struct bio *bio)
1741 {
1742         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1743
1744         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1745                 goto no_merge;
1746         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1747             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1748                 goto no_merge;
1749
1750         req->biotail->bi_next = bio;
1751         req->biotail = bio;
1752         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1753         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1754         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1755
1756         blk_account_io_start(req, false);
1757         return true;
1758 no_merge:
1759         req_set_nomerge(q, req);
1760         return false;
1761 }
1762
1763 /**
1764  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1765  * @q: request_queue new bio is being queued at
1766  * @bio: new bio being queued
1767  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1768  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1769  * another request associated with @q is found on the plug list
1770  * (optional, may be %NULL)
1771  *
1772  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1773  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1774  * otherwise %false.
1775  *
1776  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1777  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1778  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1779  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1780  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1781  * merging parameters without querying the elevator.
1782  *
1783  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1784  */
1785 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1786                             unsigned int *request_count,
1787                             struct request **same_queue_rq)
1788 {
1789         struct blk_plug *plug;
1790         struct request *rq;
1791         struct list_head *plug_list;
1792
1793         plug = current->plug;
1794         if (!plug)
1795                 return false;
1796         *request_count = 0;
1797
1798         if (q->mq_ops)
1799                 plug_list = &plug->mq_list;
1800         else
1801                 plug_list = &plug->list;
1802
1803         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1804                 bool merged = false;
1805
1806                 if (rq->q == q) {
1807                         (*request_count)++;
1808                         /*
1809                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1810                          * rq in the same queue, there should be only one such
1811                          * rq in a queue
1812                          **/
1813                         if (same_queue_rq)
1814                                 *same_queue_rq = rq;
1815                 }
1816
1817                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1818                         continue;
1819
1820                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1821                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1822                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1823                         break;
1824                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1825                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1826                         break;
1827                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1828                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1829                         break;
1830                 default:
1831                         break;
1832                 }
1833
1834                 if (merged)
1835                         return true;
1836         }
1837
1838         return false;
1839 }
1840
1841 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1842 {
1843         struct blk_plug *plug;
1844         struct request *rq;
1845         struct list_head *plug_list;
1846         unsigned int ret = 0;
1847
1848         plug = current->plug;
1849         if (!plug)
1850                 goto out;
1851
1852         if (q->mq_ops)
1853                 plug_list = &plug->mq_list;
1854         else
1855                 plug_list = &plug->list;
1856
1857         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1858                 if (rq->q == q)
1859                         ret++;
1860         }
1861 out:
1862         return ret;
1863 }
1864
1865 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1866 {
1867         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1868
1869         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1870                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1871
1872         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1873         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1874                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1875         else if (ioc)
1876                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1877         else
1878                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1879         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1880         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1881 }
1882 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1883
1884 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1885 {
1886         struct blk_plug *plug;
1887         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1888         struct request *req, *free;
1889         unsigned int request_count = 0;
1890         unsigned int wb_acct;
1891
1892         /*
1893          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1894          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1895          * ISA dma in theory)
1896          */
1897         blk_queue_bounce(q, &bio);
1898
1899         blk_queue_split(q, &bio);
1900
1901         if (!bio_integrity_prep(bio))
1902                 return BLK_QC_T_NONE;
1903
1904         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
1905                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1906                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1907                 goto get_rq;
1908         }
1909
1910         /*
1911          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1912          * any locks.
1913          */
1914         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
1915                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1916                         return BLK_QC_T_NONE;
1917         } else
1918                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
1919
1920         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1921
1922         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
1923         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1924                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
1925                         break;
1926                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1927                 free = attempt_back_merge(q, req);
1928                 if (free)
1929                         __blk_put_request(q, free);
1930                 else
1931                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
1932                 goto out_unlock;
1933         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1934                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
1935                         break;
1936                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1937                 free = attempt_front_merge(q, req);
1938                 if (free)
1939                         __blk_put_request(q, free);
1940                 else
1941                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
1942                 goto out_unlock;
1943         default:
1944                 break;
1945         }
1946
1947 get_rq:
1948         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
1949
1950         /*
1951          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1952          * Returns with the queue unlocked.
1953          */
1954         blk_queue_enter_live(q);
1955         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0);
1956         if (IS_ERR(req)) {
1957                 blk_queue_exit(q);
1958                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
1959                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
1960                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
1961                 else
1962                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1963                 bio_endio(bio);
1964                 goto out_unlock;
1965         }
1966
1967         wbt_track(&req->issue_stat, wb_acct);
1968
1969         /*
1970          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1971          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1972          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1973          * often, and the elevators are able to handle it.
1974          */
1975         blk_init_request_from_bio(req, bio);
1976
1977         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1978                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1979
1980         plug = current->plug;
1981         if (plug) {
1982                 /*
1983                  * If this is the first request added after a plug, fire
1984                  * of a plug trace.
1985                  *
1986                  * @request_count may become stale because of schedule
1987                  * out, so check plug list again.
1988                  */
1989                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
1990                         trace_block_plug(q);
1991                 else {
1992                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
1993                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
1994                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
1995                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1996                                 trace_block_plug(q);
1997                         }
1998                 }
1999                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2000                 blk_account_io_start(req, true);
2001         } else {
2002                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2003                 add_acct_request(q, req, where);
2004                 __blk_run_queue(q);
2005 out_unlock:
2006                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2007         }
2008
2009         return BLK_QC_T_NONE;
2010 }
2011
2012 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
2013 {
2014         char b[BDEVNAME_SIZE];
2015
2016         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2017         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2018                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2019                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2020                         (long long)get_capacity(bio->bi_disk));
2021 }
2022
2023 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2024
2025 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2026
2027 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2028 {
2029         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2030 }
2031 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2032
2033 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2034 {
2035         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2036 }
2037
2038 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2039 {
2040         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2041                                                 NULL, &fail_make_request);
2042
2043         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2044 }
2045
2046 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2047
2048 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2049
2050 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2051                                         unsigned int bytes)
2052 {
2053         return false;
2054 }
2055
2056 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2057
2058 /*
2059  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2060  */
2061 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2062 {
2063         struct hd_struct *p;
2064         int ret = 0;
2065
2066         /*
2067          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2068          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2069          */
2070         if (!bio->bi_partno ||
2071             (!bio_sectors(bio) && bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_RESET))
2072                 return 0;
2073
2074         rcu_read_lock();
2075         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2076         if (likely(p && !should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size))) {
2077                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2078                 bio->bi_partno = 0;
2079                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2080                                 bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2081         } else {
2082                 printk("%s: fail for partition %d\n", __func__, bio->bi_partno);
2083                 ret = -EIO;
2084         }
2085         rcu_read_unlock();
2086
2087         return ret;
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
2092  */
2093 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
2094 {
2095         sector_t maxsector;
2096
2097         if (!nr_sectors)
2098                 return 0;
2099
2100         /* Test device or partition size, when known. */
2101         maxsector = get_capacity(bio->bi_disk);
2102         if (maxsector) {
2103                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
2104
2105                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
2106                         /*
2107                          * This may well happen - the kernel calls bread()
2108                          * without checking the size of the device, e.g., when
2109                          * mounting a device.
2110                          */
2111                         handle_bad_sector(bio);
2112                         return 1;
2113                 }
2114         }
2115
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 static noinline_for_stack bool
2120 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2121 {
2122         struct request_queue *q;
2123         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2124         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2125         char b[BDEVNAME_SIZE];
2126
2127         might_sleep();
2128
2129         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2130                 goto end_io;
2131
2132         q = bio->bi_disk->queue;
2133         if (unlikely(!q)) {
2134                 printk(KERN_ERR
2135                        "generic_make_request: Trying to access "
2136                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2137                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2138                 goto end_io;
2139         }
2140
2141         /*
2142          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2143          * if queue is not a request based queue.
2144          */
2145
2146         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2147                 goto not_supported;
2148
2149         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2150                 goto end_io;
2151
2152         if (blk_partition_remap(bio))
2153                 goto end_io;
2154
2155         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2156                 goto end_io;
2157
2158         /*
2159          * Filter flush bio's early so that make_request based
2160          * drivers without flush support don't have to worry
2161          * about them.
2162          */
2163         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2164             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2165                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2166                 if (!nr_sectors) {
2167                         status = BLK_STS_OK;
2168                         goto end_io;
2169                 }
2170         }
2171
2172         switch (bio_op(bio)) {
2173         case REQ_OP_DISCARD:
2174                 if (!blk_queue_discard(q))
2175                         goto not_supported;
2176                 break;
2177         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2178                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2179                         goto not_supported;
2180                 break;
2181         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2182                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2183                         goto not_supported;
2184                 break;
2185         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2186         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2187                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2188                         goto not_supported;
2189                 break;
2190         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2191                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2192                         goto not_supported;
2193                 break;
2194         default:
2195                 break;
2196         }
2197
2198         /*
2199          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2200          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2201          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2202          * layer knows how to live with it.
2203          */
2204         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2205
2206         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2207                 return false;
2208
2209         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2210                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2211                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2212                  * completion as well.
2213                  */
2214                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2215         }
2216         return true;
2217
2218 not_supported:
2219         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2220 end_io:
2221         bio->bi_status = status;
2222         bio_endio(bio);
2223         return false;
2224 }
2225
2226 /**
2227  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2228  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2229  *
2230  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2231  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2232  * to be done.
2233  *
2234  * generic_make_request() does not return any status.  The
2235  * success/failure status of the request, along with notification of
2236  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2237  * function described (one day) else where.
2238  *
2239  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2240  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2241  * set to describe the device address, and the
2242  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2243  * completion notification should be signaled.
2244  *
2245  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2246  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2247  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2248  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2249  */
2250 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2251 {
2252         /*
2253          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2254          * make_request_fn.
2255          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2256          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2257          * yet.
2258          */
2259         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2260         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2261
2262         if (!generic_make_request_checks(bio))
2263                 goto out;
2264
2265         /*
2266          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2267          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2268          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2269          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2270          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2271          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2272          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2273          * should be added at the tail
2274          */
2275         if (current->bio_list) {
2276                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2277                 goto out;
2278         }
2279
2280         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2281          * explanation.
2282          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2283          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2284          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2285          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2286          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2287          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2288          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2289          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2290          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2291          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2292          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2293          */
2294         BUG_ON(bio->bi_next);
2295         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2296         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2297         do {
2298                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2299                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
2300                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
2301
2302                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
2303                         struct bio_list lower, same;
2304
2305                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2306                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2307                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2308                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2309
2310                         blk_queue_exit(q);
2311
2312                         /* sort new bios into those for a lower level
2313                          * and those for the same level
2314                          */
2315                         bio_list_init(&lower);
2316                         bio_list_init(&same);
2317                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2318                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2319                                         bio_list_add(&same, bio);
2320                                 else
2321                                         bio_list_add(&lower, bio);
2322                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2323                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2324                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2325                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2326                 } else {
2327                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2328                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2329                                 bio_wouldblock_error(bio);
2330                         else
2331                                 bio_io_error(bio);
2332                 }
2333                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2334         } while (bio);
2335         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2336
2337 out:
2338         return ret;
2339 }
2340 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2341
2342 /**
2343  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2344  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2345  *
2346  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2347  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2348  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2349  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2350  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2351  */
2352 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2353 {
2354         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2355         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2356         blk_qc_t ret;
2357
2358         if (!generic_make_request_checks(bio))
2359                 return BLK_QC_T_NONE;
2360
2361         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2362                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2363                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2364                 else
2365                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2366                 bio_endio(bio);
2367                 return BLK_QC_T_NONE;
2368         }
2369
2370         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2371         blk_queue_exit(q);
2372         return ret;
2373 }
2374 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2375
2376 /**
2377  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2378  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2379  *
2380  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2381  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2382  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2383  *
2384  */
2385 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2386 {
2387         /*
2388          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2389          * go through the normal accounting stuff before submission.
2390          */
2391         if (bio_has_data(bio)) {
2392                 unsigned int count;
2393
2394                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2395                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue);
2396                 else
2397                         count = bio_sectors(bio);
2398
2399                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2400                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2401                 } else {
2402                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2403                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2404                 }
2405
2406                 if (unlikely(block_dump)) {
2407                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2408                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2409                         current->comm, task_pid_nr(current),
2410                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2411                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2412                                 bio_devname(bio, b), count);
2413                 }
2414         }
2415
2416         return generic_make_request(bio);
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2419
2420 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2421 {
2422         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2423                 return false;
2424
2425         if (current->plug)
2426                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2427         return q->poll_fn(q, cookie);
2428 }
2429 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2430
2431 /**
2432  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2433  *                              for new the queue limits
2434  * @q:  the queue
2435  * @rq: the request being checked
2436  *
2437  * Description:
2438  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2439  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2440  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2441  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2442  *    the insertion using this generic function.
2443  *
2444  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2445  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2446  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2447  */
2448 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2449                                       struct request *rq)
2450 {
2451         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2452                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2453                 return -EIO;
2454         }
2455
2456         /*
2457          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2458          * may differ from that of other stacking queues.
2459          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2460          * limitation.
2461          */
2462         blk_recalc_rq_segments(rq);
2463         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2464                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2465                 return -EIO;
2466         }
2467
2468         return 0;
2469 }
2470
2471 /**
2472  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2473  * @q:  the queue to submit the request
2474  * @rq: the request being queued
2475  */
2476 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2477 {
2478         unsigned long flags;
2479         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2480
2481         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2482                 return BLK_STS_IOERR;
2483
2484         if (rq->rq_disk &&
2485             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2486                 return BLK_STS_IOERR;
2487
2488         if (q->mq_ops) {
2489                 if (blk_queue_io_stat(q))
2490                         blk_account_io_start(rq, true);
2491                 /*
2492                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2493                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2494                  * insert.
2495                  */
2496                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, true);
2497                 return BLK_STS_OK;
2498         }
2499
2500         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2501         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2502                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2503                 return BLK_STS_IOERR;
2504         }
2505
2506         /*
2507          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2508          * because it will be linked to another request_queue
2509          */
2510         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2511
2512         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2513                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2514
2515         add_acct_request(q, rq, where);
2516         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2517                 __blk_run_queue(q);
2518         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2519
2520         return BLK_STS_OK;
2521 }
2522 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2523
2524 /**
2525  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2526  * @rq: request to examine
2527  *
2528  * Description:
2529  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2530  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2531  *     can be failed from the beginning of the request without
2532  *     crossing into area which need to be retried further.
2533  *
2534  * Return:
2535  *     The number of bytes to fail.
2536  */
2537 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2538 {
2539         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2540         unsigned int bytes = 0;
2541         struct bio *bio;
2542
2543         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2544                 return blk_rq_bytes(rq);
2545
2546         /*
2547          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2548          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2549          * which have all the failfast bits that the first one has -
2550          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2551          * one.
2552          */
2553         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2554                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2555                         break;
2556                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2557         }
2558
2559         /* this could lead to infinite loop */
2560         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2561         return bytes;
2562 }
2563 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2564
2565 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2566 {
2567         if (blk_do_io_stat(req)) {
2568                 const int rw = rq_data_dir(req);
2569                 struct hd_struct *part;
2570                 int cpu;
2571
2572                 cpu = part_stat_lock();
2573                 part = req->part;
2574                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2575                 part_stat_unlock();
2576         }
2577 }
2578
2579 void blk_account_io_done(struct request *req)
2580 {
2581         /*
2582          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2583          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2584          * containing request is enough.
2585          */
2586         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2587                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2588                 const int rw = rq_data_dir(req);
2589                 struct hd_struct *part;
2590                 int cpu;
2591
2592                 cpu = part_stat_lock();
2593                 part = req->part;
2594
2595                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2596                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2597                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2598                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2599
2600                 hd_struct_put(part);
2601                 part_stat_unlock();
2602         }
2603 }
2604
2605 #ifdef CONFIG_PM
2606 /*
2607  * Don't process normal requests when queue is suspended
2608  * or in the process of suspending/resuming
2609  */
2610 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2611 {
2612         switch (rq->q->rpm_status) {
2613         case RPM_RESUMING:
2614         case RPM_SUSPENDING:
2615                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2616         case RPM_SUSPENDED:
2617                 return false;
2618         }
2619
2620         return true;
2621 }
2622 #else
2623 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2624 {
2625         return true;
2626 }
2627 #endif
2628
2629 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2630 {
2631         struct hd_struct *part;
2632         int rw = rq_data_dir(rq);
2633         int cpu;
2634
2635         if (!blk_do_io_stat(rq))
2636                 return;
2637
2638         cpu = part_stat_lock();
2639
2640         if (!new_io) {
2641                 part = rq->part;
2642                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2643         } else {
2644                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2645                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2646                         /*
2647                          * The partition is already being removed,
2648                          * the request will be accounted on the disk only
2649                          *
2650                          * We take a reference on disk->part0 although that
2651                          * partition will never be deleted, so we can treat
2652                          * it as any other partition.
2653                          */
2654                         part = &rq->rq_disk->part0;
2655                         hd_struct_get(part);
2656                 }
2657                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2658                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2659                 rq->part = part;
2660         }
2661
2662         part_stat_unlock();
2663 }
2664
2665 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2666 {
2667         struct request *rq;
2668         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2669
2670         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2671
2672         while (1) {
2673                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2674                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2675                                 return rq;
2676
2677                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2678                                 break;
2679                 }
2680
2681                 /*
2682                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2683                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2684                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2685                  * requests and will requeue them. And this can improve
2686                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2687                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2688                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2689                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2690                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2691                  * folded to flush1.
2692                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2693                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2694                  * details.
2695                  */
2696                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2697                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2698                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2699                         return NULL;
2700                 }
2701                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2702                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2703                         return NULL;
2704         }
2705 }
2706
2707 /**
2708  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2709  * @q: request queue to peek at
2710  *
2711  * Description:
2712  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2713  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2714  *     processing it.
2715  *
2716  * Return:
2717  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2718  *     otherwise.
2719  */
2720 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2721 {
2722         struct request *rq;
2723         int ret;
2724
2725         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2726         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2727
2728         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2729                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2730                         /*
2731                          * This is the first time the device driver
2732                          * sees this request (possibly after
2733                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2734                          */
2735                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2736                                 elv_activate_rq(q, rq);
2737
2738                         /*
2739                          * just mark as started even if we don't start
2740                          * it, a request that has been delayed should
2741                          * not be passed by new incoming requests
2742                          */
2743                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2744                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2745                 }
2746
2747                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2748                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2749                         q->boundary_rq = NULL;
2750                 }
2751
2752                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2753                         break;
2754
2755                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2756                         /*
2757                          * make sure space for the drain appears we
2758                          * know we can do this because max_hw_segments
2759                          * has been adjusted to be one fewer than the
2760                          * device can handle
2761                          */
2762                         rq->nr_phys_segments++;
2763                 }
2764
2765                 if (!q->prep_rq_fn)
2766                         break;
2767
2768                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2769                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2770                         break;
2771                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2772                         /*
2773                          * the request may have been (partially) prepped.
2774                          * we need to keep this request in the front to
2775                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2776                          * prevent other fs requests from passing this one.
2777                          */
2778                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2779                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2780                                 /*
2781                                  * remove the space for the drain we added
2782                                  * so that we don't add it again
2783                                  */
2784                                 --rq->nr_phys_segments;
2785                         }
2786
2787                         rq = NULL;
2788                         break;
2789                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2790                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2791                         /*
2792                          * Mark this request as started so we don't trigger
2793                          * any debug logic in the end I/O path.
2794                          */
2795                         blk_start_request(rq);
2796                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2797                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2798                 } else {
2799                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2800                         break;
2801                 }
2802         }
2803
2804         return rq;
2805 }
2806 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2807
2808 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2809 {
2810         struct request_queue *q = rq->q;
2811
2812         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2813         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2814
2815         list_del_init(&rq->queuelist);
2816
2817         /*
2818          * the time frame between a request being removed from the lists
2819          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2820          * the driver side.
2821          */
2822         if (blk_account_rq(rq)) {
2823                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2824                 set_io_start_time_ns(rq);
2825         }
2826 }
2827
2828 /**
2829  * blk_start_request - start request processing on the driver
2830  * @req: request to dequeue
2831  *
2832  * Description:
2833  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2834  *     request to the driver.
2835  */
2836 void blk_start_request(struct request *req)
2837 {
2838         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2839         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2840
2841         blk_dequeue_request(req);
2842
2843         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2844                 blk_stat_set_issue(&req->issue_stat, blk_rq_sectors(req));
2845                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2846                 wbt_issue(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2847         }
2848
2849         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2850         blk_add_timer(req);
2851 }
2852 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2853
2854 /**
2855  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2856  * @q: request queue to fetch a request from
2857  *
2858  * Description:
2859  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2860  *     return and LLD can start processing it immediately.
2861  *
2862  * Return:
2863  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2864  *     otherwise.
2865  */
2866 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2867 {
2868         struct request *rq;
2869
2870         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2871         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2872
2873         rq = blk_peek_request(q);
2874         if (rq)
2875                 blk_start_request(rq);
2876         return rq;
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2879
2880 /*
2881  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
2882  * The request must not have been partially completed before.
2883  */
2884 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
2885 {
2886         if (rq->bio) {
2887                 if (list->tail)
2888                         list->tail->bi_next = rq->bio;
2889                 else
2890                         list->head = rq->bio;
2891                 list->tail = rq->biotail;
2892
2893                 rq->bio = NULL;
2894                 rq->biotail = NULL;
2895         }
2896
2897         rq->__data_len = 0;
2898 }
2899 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
2900
2901 /**
2902  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2903  * @req:      the request being processed
2904  * @error:    block status code
2905  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2906  *
2907  * Description:
2908  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2909  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2910  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2911  *
2912  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2913  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2914  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2915  *
2916  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2917  *     %false return from this function.
2918  *
2919  * Return:
2920  *     %false - this request doesn't have any more data
2921  *     %true  - this request has more data
2922  **/
2923 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
2924                 unsigned int nr_bytes)
2925 {
2926         int total_bytes;
2927
2928         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
2929
2930         if (!req->bio)
2931                 return false;
2932
2933         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
2934                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
2935                 print_req_error(req, error);
2936
2937         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2938
2939         total_bytes = 0;
2940         while (req->bio) {
2941                 struct bio *bio = req->bio;
2942                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2943
2944                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2945                         req->bio = bio->bi_next;
2946
2947                 /* Completion has already been traced */
2948                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2949                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2950
2951                 total_bytes += bio_bytes;
2952                 nr_bytes -= bio_bytes;
2953
2954                 if (!nr_bytes)
2955                         break;
2956         }
2957
2958         /*
2959          * completely done
2960          */
2961         if (!req->bio) {
2962                 /*
2963                  * Reset counters so that the request stacking driver
2964                  * can find how many bytes remain in the request
2965                  * later.
2966                  */
2967                 req->__data_len = 0;
2968                 return false;
2969         }
2970
2971         req->__data_len -= total_bytes;
2972
2973         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2974         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
2975                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2976
2977         /* mixed attributes always follow the first bio */
2978         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
2979                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2980                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
2981         }
2982
2983         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
2984                 /*
2985                  * If total number of sectors is less than the first segment
2986                  * size, something has gone terribly wrong.
2987                  */
2988                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2989                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2990                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2991                 }
2992
2993                 /* recalculate the number of segments */
2994                 blk_recalc_rq_segments(req);
2995         }
2996
2997         return true;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3000
3001 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3002                                     unsigned int nr_bytes,
3003                                     unsigned int bidi_bytes)
3004 {
3005         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3006                 return true;
3007
3008         /* Bidi request must be completed as a whole */
3009         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3010             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3011                 return true;
3012
3013         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3014                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3015
3016         return false;
3017 }
3018
3019 /**
3020  * blk_unprep_request - unprepare a request
3021  * @req:        the request
3022  *
3023  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3024  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3025  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3026  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3027  * lock is held when calling this.
3028  */
3029 void blk_unprep_request(struct request *req)
3030 {
3031         struct request_queue *q = req->q;
3032
3033         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3034         if (q->unprep_rq_fn)
3035                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3036 }
3037 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3038
3039 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3040 {
3041         struct request_queue *q = req->q;
3042
3043         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3044         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3045
3046         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3047                 blk_stat_add(req);
3048
3049         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3050                 blk_queue_end_tag(q, req);
3051
3052         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3053
3054         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3055                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3056
3057         blk_delete_timer(req);
3058
3059         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3060                 blk_unprep_request(req);
3061
3062         blk_account_io_done(req);
3063
3064         if (req->end_io) {
3065                 wbt_done(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
3066                 req->end_io(req, error);
3067         } else {
3068                 if (blk_bidi_rq(req))
3069                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3070
3071                 __blk_put_request(q, req);
3072         }
3073 }
3074 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3075
3076 /**
3077  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3078  * @rq:         the request to complete
3079  * @error:      block status code
3080  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3081  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3082  *
3083  * Description:
3084  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3085  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3086  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3087  *     just ignored.
3088  *
3089  * Return:
3090  *     %false - we are done with this request
3091  *     %true  - still buffers pending for this request
3092  **/
3093 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3094                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3095 {
3096         struct request_queue *q = rq->q;
3097         unsigned long flags;
3098
3099         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3100
3101         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3102                 return true;
3103
3104         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3105         blk_finish_request(rq, error);
3106         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3107
3108         return false;
3109 }
3110
3111 /**
3112  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3113  * @rq:         the request to complete
3114  * @error:      block status code
3115  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3116  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3117  *
3118  * Description:
3119  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3120  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3121  *
3122  * Return:
3123  *     %false - we are done with this request
3124  *     %true  - still buffers pending for this request
3125  **/
3126 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3127                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3128 {
3129         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3130         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3131
3132         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3133                 return true;
3134
3135         blk_finish_request(rq, error);
3136
3137         return false;
3138 }
3139
3140 /**
3141  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3142  * @rq:       the request being processed
3143  * @error:    block status code
3144  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3145  *
3146  * Description:
3147  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3148  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3149  *
3150  * Return:
3151  *     %false - we are done with this request
3152  *     %true  - still buffers pending for this request
3153  **/
3154 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3155                 unsigned int nr_bytes)
3156 {
3157         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3158         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3159 }
3160 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3161
3162 /**
3163  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3164  * @rq: the request to finish
3165  * @error: block status code
3166  *
3167  * Description:
3168  *     Completely finish @rq.
3169  */
3170 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3171 {
3172         bool pending;
3173         unsigned int bidi_bytes = 0;
3174
3175         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3176                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3177
3178         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3179         BUG_ON(pending);
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3182
3183 /**
3184  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3185  * @rq:       the request being processed
3186  * @error:    block status code
3187  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3188  *
3189  * Description:
3190  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3191  *
3192  * Return:
3193  *     %false - we are done with this request
3194  *     %true  - still buffers pending for this request
3195  **/
3196 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3197                 unsigned int nr_bytes)
3198 {
3199         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3200         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3201
3202         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3203 }
3204 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3205
3206 /**
3207  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3208  * @rq: the request to finish
3209  * @error:    block status code
3210  *
3211  * Description:
3212  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3213  */
3214 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3215 {
3216         bool pending;
3217         unsigned int bidi_bytes = 0;
3218
3219         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3220         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3221
3222         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3223                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3224
3225         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3226         BUG_ON(pending);
3227 }
3228 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3229
3230 /**
3231  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3232  * @rq: the request to finish the current chunk for
3233  * @error:    block status code
3234  *
3235  * Description:
3236  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3237  *     be called with queue lock held.
3238  *
3239  * Return:
3240  *     %false - we are done with this request
3241  *     %true  - still buffers pending for this request
3242  */
3243 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3244 {
3245         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3246 }
3247 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3248
3249 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3250                      struct bio *bio)
3251 {
3252         if (bio_has_data(bio))
3253                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3254
3255         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3256         rq->bio = rq->biotail = bio;
3257
3258         if (bio->bi_disk)
3259                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3260 }
3261
3262 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3263 /**
3264  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3265  * @rq: the request to be flushed
3266  *
3267  * Description:
3268  *     Flush all pages in @rq.
3269  */
3270 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3271 {
3272         struct req_iterator iter;
3273         struct bio_vec bvec;
3274
3275         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3276                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3277 }
3278 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3279 #endif
3280
3281 /**
3282  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3283  * @q : the queue of the device being checked
3284  *
3285  * Description:
3286  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3287  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3288  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3289  *
3290  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3291  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3292  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3293  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3294  *    on burst I/O load.
3295  *
3296  * Return:
3297  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3298  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3299  */
3300 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3301 {
3302         if (q->lld_busy_fn)
3303                 return q->lld_busy_fn(q);
3304
3305         return 0;
3306 }
3307 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3308
3309 /**
3310  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3311  * @rq: the clone request to be cleaned up
3312  *
3313  * Description:
3314  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3315  */
3316 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3317 {
3318         struct bio *bio;
3319
3320         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3321                 rq->bio = bio->bi_next;
3322
3323                 bio_put(bio);
3324         }
3325 }
3326 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3327
3328 /*
3329  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3330  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3331  */
3332 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3333 {
3334         dst->cpu = src->cpu;
3335         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3336         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3337         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3338         dst->ioprio = src->ioprio;
3339         dst->extra_len = src->extra_len;
3340 }
3341
3342 /**
3343  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3344  * @rq: the request to be setup
3345  * @rq_src: original request to be cloned
3346  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3347  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3348  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3349  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3350  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3351  *
3352  * Description:
3353  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3354  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3355  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3356  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3357  *     and the cloned bios just point same pages.
3358  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3359  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3360  */
3361 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3362                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3363                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3364                       void *data)
3365 {
3366         struct bio *bio, *bio_src;
3367
3368         if (!bs)
3369                 bs = fs_bio_set;
3370
3371         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3372                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3373                 if (!bio)
3374                         goto free_and_out;
3375
3376                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3377                         goto free_and_out;
3378
3379                 if (rq->bio) {
3380                         rq->biotail->bi_next = bio;
3381                         rq->biotail = bio;
3382                 } else
3383                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3384         }
3385
3386         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3387
3388         return 0;
3389
3390 free_and_out:
3391         if (bio)
3392                 bio_put(bio);
3393         blk_rq_unprep_clone(rq);
3394
3395         return -ENOMEM;
3396 }
3397 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3398
3399 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3400 {
3401         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3402 }
3403 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3404
3405 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3406 {
3407         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3410
3411 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3412                                 unsigned long delay)
3413 {
3414         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3415 }
3416 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3417
3418 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3419                                   unsigned long delay)
3420 {
3421         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3422 }
3423 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3424
3425 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3426                                      unsigned long delay)
3427 {
3428         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3429 }
3430 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3431
3432 /**
3433  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3434  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3435  *
3436  * Description:
3437  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3438  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3439  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3440  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3441  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3442  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3443  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3444  *   this kind of deadlock.
3445  */
3446 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3447 {
3448         struct task_struct *tsk = current;
3449
3450         /*
3451          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3452          */
3453         if (tsk->plug)
3454                 return;
3455
3456         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3457         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3458         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3459         /*
3460          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3461          * preempt will imply a full memory barrier
3462          */
3463         tsk->plug = plug;
3464 }
3465 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3466
3467 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3468 {
3469         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3470         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3471
3472         return !(rqa->q < rqb->q ||
3473                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3474 }
3475
3476 /*
3477  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3478  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3479  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3480  * plugger did not intend it.
3481  */
3482 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3483                             bool from_schedule)
3484         __releases(q->queue_lock)
3485 {
3486         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3487
3488         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3489
3490         if (from_schedule)
3491                 blk_run_queue_async(q);
3492         else
3493                 __blk_run_queue(q);
3494         spin_unlock(q->queue_lock);
3495 }
3496
3497 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3498 {
3499         LIST_HEAD(callbacks);
3500
3501         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3502                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3503
3504                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3505                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3506                                                           struct blk_plug_cb,
3507                                                           list);
3508                         list_del(&cb->list);
3509                         cb->callback(cb, from_schedule);
3510                 }
3511         }
3512 }
3513
3514 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3515                                       int size)
3516 {
3517         struct blk_plug *plug = current->plug;
3518         struct blk_plug_cb *cb;
3519
3520         if (!plug)
3521                 return NULL;
3522
3523         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3524                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3525                         return cb;
3526
3527         /* Not currently on the callback list */
3528         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3529         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3530         if (cb) {
3531                 cb->data = data;
3532                 cb->callback = unplug;
3533                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3534         }
3535         return cb;
3536 }
3537 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3538
3539 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3540 {
3541         struct request_queue *q;
3542         unsigned long flags;
3543         struct request *rq;
3544         LIST_HEAD(list);
3545         unsigned int depth;
3546
3547         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3548
3549         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3550                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3551
3552         if (list_empty(&plug->list))
3553                 return;
3554
3555         list_splice_init(&plug->list, &list);
3556
3557         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3558
3559         q = NULL;
3560         depth = 0;
3561
3562         /*
3563          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3564          * queue lock we have to take.
3565          */
3566         local_irq_save(flags);
3567         while (!list_empty(&list)) {
3568                 rq = list_entry_rq(list.next);
3569                 list_del_init(&rq->queuelist);
3570                 BUG_ON(!rq->q);
3571                 if (rq->q != q) {
3572                         /*
3573                          * This drops the queue lock
3574                          */
3575                         if (q)
3576                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3577                         q = rq->q;
3578                         depth = 0;
3579                         spin_lock(q->queue_lock);
3580                 }
3581
3582                 /*
3583                  * Short-circuit if @q is dead
3584                  */
3585                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3586                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3587                         continue;
3588                 }
3589
3590                 /*
3591                  * rq is already accounted, so use raw insert
3592                  */
3593                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3594                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3595                 else
3596                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3597
3598                 depth++;
3599         }
3600
3601         /*
3602          * This drops the queue lock
3603          */
3604         if (q)
3605                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3606
3607         local_irq_restore(flags);
3608 }
3609
3610 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3611 {
3612         if (plug != current->plug)
3613                 return;
3614         blk_flush_plug_list(plug, false);
3615
3616         current->plug = NULL;
3617 }
3618 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3619
3620 #ifdef CONFIG_PM
3621 /**
3622  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3623  * @q: the queue of the device
3624  * @dev: the device the queue belongs to
3625  *
3626  * Description:
3627  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3628  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3629  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3630  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3631  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3632  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3633  *
3634  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3635  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3636  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3637  *    not need to touch other autosuspend settings.
3638  *
3639  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3640  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3641  */
3642 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3643 {
3644         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3645         if (q->mq_ops)
3646                 return;
3647
3648         q->dev = dev;
3649         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3650         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3651         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3652 }
3653 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3654
3655 /**
3656  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3657  * @q: the queue of the device
3658  *
3659  * Description:
3660  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3661  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3662  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3663  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3664  *    proceed to suspend the device.
3665  *
3666  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3667  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3668  *
3669  *    This function should be called near the start of the device's
3670  *    runtime_suspend callback.
3671  *
3672  * Return:
3673  *    0         - OK to runtime suspend the device
3674  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3675  */
3676 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3677 {
3678         int ret = 0;
3679
3680         if (!q->dev)
3681                 return ret;
3682
3683         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3684         if (q->nr_pending) {
3685                 ret = -EBUSY;
3686                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3687         } else {
3688                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3689         }
3690         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3691         return ret;
3692 }
3693 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3694
3695 /**
3696  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3697  * @q: the queue of the device
3698  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3699  *
3700  * Description:
3701  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3702  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3703  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3704  *
3705  *    This function should be called near the end of the device's
3706  *    runtime_suspend callback.
3707  */
3708 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3709 {
3710         if (!q->dev)
3711                 return;
3712
3713         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3714         if (!err) {
3715                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3716         } else {
3717                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3718                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3719         }
3720         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3723
3724 /**
3725  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3726  * @q: the queue of the device
3727  *
3728  * Description:
3729  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3730  *    runtime resume of the device.
3731  *
3732  *    This function should be called near the start of the device's
3733  *    runtime_resume callback.
3734  */
3735 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3736 {
3737         if (!q->dev)
3738                 return;
3739
3740         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3741         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3742         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3745
3746 /**
3747  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3748  * @q: the queue of the device
3749  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3750  *
3751  * Description:
3752  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3753  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3754  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3755  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3756  *
3757  *    This function should be called near the end of the device's
3758  *    runtime_resume callback.
3759  */
3760 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3761 {
3762         if (!q->dev)
3763                 return;
3764
3765         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3766         if (!err) {
3767                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3768                 __blk_run_queue(q);
3769                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3770                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3771         } else {
3772                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3773         }
3774         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3775 }
3776 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3777
3778 /**
3779  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3780  * @q: the queue of the device
3781  *
3782  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3783  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3784  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3785  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3786  * queue.
3787  *
3788  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3789  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3790  * should be called before first request is added to the queue.
3791  */
3792 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3793 {
3794         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3795         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3796         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3797         pm_request_autosuspend(q->dev);
3798         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3799 }
3800 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3801 #endif
3802
3803 int __init blk_dev_init(void)
3804 {
3805         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3806         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3807                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3808         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3809                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3810
3811         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3812         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3813                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3814         if (!kblockd_workqueue)
3815                 panic("Failed to create kblockd\n");
3816
3817         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3818                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3819
3820         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3821                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3822
3823 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3824         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3825 #endif
3826
3827         return 0;
3828 }