Merge tag 'drm-misc-fixes-2018-05-02' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-misc...
[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 #include <linux/bpf.h>
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/block.h>
41
42 #include "blk.h"
43 #include "blk-mq.h"
44 #include "blk-mq-sched.h"
45 #include "blk-wbt.h"
46
47 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
48 struct dentry *blk_debugfs_root;
49 #endif
50
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
56
57 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
58
59 /*
60  * For the allocated request tables
61  */
62 struct kmem_cache *request_cachep;
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         unsigned long flags;
82
83         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
84         queue_flag_set(flag, q);
85         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
86 }
87 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
88
89 /**
90  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
91  * @flag: flag to be cleared
92  * @q: request queue
93  */
94 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
95 {
96         unsigned long flags;
97
98         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
99         queue_flag_clear(flag, q);
100         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
103
104 /**
105  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
106  * @flag: flag to be set
107  * @q: request queue
108  *
109  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
110  * the flag was already set.
111  */
112 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
113 {
114         unsigned long flags;
115         bool res;
116
117         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
118         res = queue_flag_test_and_set(flag, q);
119         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
120
121         return res;
122 }
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
124
125 /**
126  * blk_queue_flag_test_and_clear - atomically test and clear a queue flag
127  * @flag: flag to be cleared
128  * @q: request queue
129  *
130  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
131  * the flag was set.
132  */
133 bool blk_queue_flag_test_and_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
134 {
135         unsigned long flags;
136         bool res;
137
138         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
139         res = queue_flag_test_and_clear(flag, q);
140         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
141
142         return res;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_clear);
145
146 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
147 {
148 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
149         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
150 #else
151         /*
152          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
153          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
154          */
155         if (rl == &rl->q->root_rl)
156                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
157 #endif
158 }
159
160 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
161 {
162 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
163         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
164 #else
165         /* see blk_clear_congested() */
166         if (rl == &rl->q->root_rl)
167                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
168 #endif
169 }
170
171 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
172 {
173         int nr;
174
175         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
176         if (nr > q->nr_requests)
177                 nr = q->nr_requests;
178         q->nr_congestion_on = nr;
179
180         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
181         if (nr < 1)
182                 nr = 1;
183         q->nr_congestion_off = nr;
184 }
185
186 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
187 {
188         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
189
190         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
191         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
192         rq->cpu = -1;
193         rq->q = q;
194         rq->__sector = (sector_t) -1;
195         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
196         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
197         rq->tag = -1;
198         rq->internal_tag = -1;
199         rq->start_time = jiffies;
200         set_start_time_ns(rq);
201         rq->part = NULL;
202         seqcount_init(&rq->gstate_seq);
203         u64_stats_init(&rq->aborted_gstate_sync);
204         /*
205          * See comment of blk_mq_init_request
206          */
207         WRITE_ONCE(rq->gstate, MQ_RQ_GEN_INC);
208 }
209 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
210
211 static const struct {
212         int             errno;
213         const char      *name;
214 } blk_errors[] = {
215         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
216         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
217         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
218         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
219         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
220         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
221         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
222         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
223         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
224         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
225         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
226         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
227
228         /* device mapper special case, should not leak out: */
229         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
230
231         /* everything else not covered above: */
232         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
233 };
234
235 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
236 {
237         int i;
238
239         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
240                 if (blk_errors[i].errno == errno)
241                         return (__force blk_status_t)i;
242         }
243
244         return BLK_STS_IOERR;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
247
248 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
249 {
250         int idx = (__force int)status;
251
252         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
253                 return -EIO;
254         return blk_errors[idx].errno;
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
257
258 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
259 {
260         int idx = (__force int)status;
261
262         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
263                 return;
264
265         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
266                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
267                            req->rq_disk->disk_name : "?",
268                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
269 }
270
271 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
272                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
273 {
274         if (error)
275                 bio->bi_status = error;
276
277         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
278                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
279
280         bio_advance(bio, nbytes);
281
282         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
283         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
284                 bio_endio(bio);
285 }
286
287 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
288 {
289         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
290                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
291                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
292
293         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
294                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
295                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
296         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
297                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
300
301 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
302 {
303         struct request_queue *q;
304
305         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
306         spin_lock_irq(q->queue_lock);
307         __blk_run_queue(q);
308         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
309 }
310
311 /**
312  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
313  * @q:          The &struct request_queue in question
314  * @msecs:      Delay in msecs
315  *
316  * Description:
317  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
318  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
319  *   restarted around the specified time.
320  */
321 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
322 {
323         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
324         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
325
326         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
327                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
328                                    msecs_to_jiffies(msecs));
329 }
330 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
331
332 /**
333  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
334  * @q:    The &struct request_queue in question
335  *
336  * Description:
337  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
338  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
339  *   context.
340  **/
341 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
342 {
343         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
344         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
345
346         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
347         blk_run_queue_async(q);
348 }
349 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
350
351 /**
352  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
353  * @q:    The &struct request_queue in question
354  *
355  * Description:
356  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
357  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
358  *   entered. Also see blk_stop_queue().
359  **/
360 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
361 {
362         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
363         WARN_ON(!in_interrupt() && !irqs_disabled());
364         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
365
366         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
367         __blk_run_queue(q);
368 }
369 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
370
371 /**
372  * blk_stop_queue - stop a queue
373  * @q:    The &struct request_queue in question
374  *
375  * Description:
376  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
377  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
378  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
379  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
380  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
381  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
382  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
383  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
384  **/
385 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
386 {
387         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
388         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
389
390         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
391         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
392 }
393 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
394
395 /**
396  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
397  * @q: the queue
398  *
399  * Description:
400  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
401  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
402  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
403  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
404  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
405  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
406  *     this function.
407  *
408  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
409  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
410  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
411  *
412  */
413 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
414 {
415         del_timer_sync(&q->timeout);
416         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
417
418         if (q->mq_ops) {
419                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
420                 int i;
421
422                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
423                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
424                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
425         } else {
426                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
427         }
428 }
429 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
430
431 /**
432  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
433  * @q: request queue pointer
434  *
435  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
436  * set and 1 if the flag was already set.
437  */
438 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
439 {
440         return blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
441 }
442 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
443
444 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
445 {
446         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
447         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
448 }
449 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
450
451 /**
452  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
453  * @q:  The queue to run
454  *
455  * Description:
456  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
457  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
458  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
459  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
460  *    disabled. See also @blk_run_queue.
461  */
462 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
463 {
464         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
465         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
466
467         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
468                 return;
469
470         /*
471          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
472          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
473          * running such a request function concurrently. Keep track of the
474          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
475          * can wait until all these request_fn calls have finished.
476          */
477         q->request_fn_active++;
478         q->request_fn(q);
479         q->request_fn_active--;
480 }
481 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
482
483 /**
484  * __blk_run_queue - run a single device queue
485  * @q:  The queue to run
486  *
487  * Description:
488  *    See @blk_run_queue.
489  */
490 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
491 {
492         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
493         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
494
495         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
496                 return;
497
498         __blk_run_queue_uncond(q);
499 }
500 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
501
502 /**
503  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
504  * @q:  The queue to run
505  *
506  * Description:
507  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
508  *    of us.
509  *
510  * Note:
511  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
512  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
513  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
514  */
515 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
516 {
517         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
518         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
519
520         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
521                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
522 }
523 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
524
525 /**
526  * blk_run_queue - run a single device queue
527  * @q: The queue to run
528  *
529  * Description:
530  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
531  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
532  */
533 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
534 {
535         unsigned long flags;
536
537         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
538
539         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
540         __blk_run_queue(q);
541         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
542 }
543 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
544
545 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
546 {
547         kobject_put(&q->kobj);
548 }
549 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
550
551 /**
552  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
553  * @q: queue to drain
554  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
555  *
556  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
557  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
558  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
559  */
560 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
561         __releases(q->queue_lock)
562         __acquires(q->queue_lock)
563 {
564         int i;
565
566         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
567         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
568
569         while (true) {
570                 bool drain = false;
571
572                 /*
573                  * The caller might be trying to drain @q before its
574                  * elevator is initialized.
575                  */
576                 if (q->elevator)
577                         elv_drain_elevator(q);
578
579                 blkcg_drain_queue(q);
580
581                 /*
582                  * This function might be called on a queue which failed
583                  * driver init after queue creation or is not yet fully
584                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
585                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
586                  * something on it and @q has request_fn set.
587                  */
588                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
589                         __blk_run_queue(q);
590
591                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
592                 drain |= q->request_fn_active;
593
594                 /*
595                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
596                  * multiple places and there's no single counter which can
597                  * be drained.  Check all the queues and counters.
598                  */
599                 if (drain_all) {
600                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
601                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
602                         for (i = 0; i < 2; i++) {
603                                 drain |= q->nr_rqs[i];
604                                 drain |= q->in_flight[i];
605                                 if (fq)
606                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
607                         }
608                 }
609
610                 if (!drain)
611                         break;
612
613                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
614
615                 msleep(10);
616
617                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
618         }
619
620         /*
621          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
622          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
623          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
624          */
625         if (q->request_fn) {
626                 struct request_list *rl;
627
628                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
629                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
630                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
631         }
632 }
633
634 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
635 {
636         spin_lock_irq(q->queue_lock);
637         __blk_drain_queue(q, true);
638         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
639 }
640
641 /**
642  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
643  * @q: queue of interest
644  *
645  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
646  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
647  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
648  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
649  * inside queue or RCU read lock.
650  */
651 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
652 {
653         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
654
655         spin_lock_irq(q->queue_lock);
656         q->bypass_depth++;
657         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
658         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
659
660         /*
661          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
662          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
663          * can happen many times during boot.
664          */
665         if (blk_queue_init_done(q)) {
666                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
667                 __blk_drain_queue(q, false);
668                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
669
670                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
671                 synchronize_rcu();
672         }
673 }
674 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
675
676 /**
677  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
678  * @q: queue of interest
679  *
680  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
681  *
682  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
683  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
684  */
685 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
686 {
687         spin_lock_irq(q->queue_lock);
688         if (!--q->bypass_depth)
689                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
690         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
691         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
692 }
693 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
694
695 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
696 {
697         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
698
699         /*
700          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
701          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
702          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
703          */
704         blk_freeze_queue_start(q);
705
706         if (q->mq_ops)
707                 blk_mq_wake_waiters(q);
708         else {
709                 struct request_list *rl;
710
711                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
712                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
713                         if (rl->rq_pool) {
714                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
715                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
716                         }
717                 }
718                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
719         }
720
721         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
722         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
723 }
724 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
725
726 /**
727  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
728  * @q: request queue to shutdown
729  *
730  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
731  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
732  */
733 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
734 {
735         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
736
737         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
738         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
739         blk_set_queue_dying(q);
740         spin_lock_irq(lock);
741
742         /*
743          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
744          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
745          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
746          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
747          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
748          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
749          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
750          */
751         q->bypass_depth++;
752         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
753
754         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
755         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
756         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
757         spin_unlock_irq(lock);
758         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
759
760         /*
761          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
762          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
763          */
764         blk_freeze_queue(q);
765         spin_lock_irq(lock);
766         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
767         spin_unlock_irq(lock);
768
769         /*
770          * make sure all in-progress dispatch are completed because
771          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
772          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
773          * from more than one contexts
774          */
775         if (q->mq_ops)
776                 blk_mq_quiesce_queue(q);
777
778         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
779         blk_flush_integrity();
780
781         /* @q won't process any more request, flush async actions */
782         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
783         blk_sync_queue(q);
784
785         /*
786          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
787          * has been removed.
788          */
789         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
790
791         /*
792          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
793          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
794          * cgroup controller.
795          */
796         if (q->elevator) {
797                 ioc_clear_queue(q);
798                 elevator_exit(q, q->elevator);
799                 q->elevator = NULL;
800         }
801
802         /*
803          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
804          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
805          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
806          */
807         blkcg_exit_queue(q);
808
809         /*
810          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
811          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
812          * association with the block cgroup controller.
813          */
814         bdi_put(q->backing_dev_info);
815
816         if (q->mq_ops)
817                 blk_mq_free_queue(q);
818         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
819
820         spin_lock_irq(lock);
821         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
822                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
823         spin_unlock_irq(lock);
824
825         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
826         blk_put_queue(q);
827 }
828 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
829
830 /* Allocate memory local to the request queue */
831 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
832 {
833         struct request_queue *q = data;
834
835         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
836 }
837
838 static void free_request_simple(void *element, void *data)
839 {
840         kmem_cache_free(request_cachep, element);
841 }
842
843 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
844 {
845         struct request_queue *q = data;
846         struct request *rq;
847
848         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
849                         q->node);
850         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
851                 kfree(rq);
852                 rq = NULL;
853         }
854         return rq;
855 }
856
857 static void free_request_size(void *element, void *data)
858 {
859         struct request_queue *q = data;
860
861         if (q->exit_rq_fn)
862                 q->exit_rq_fn(q, element);
863         kfree(element);
864 }
865
866 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
867                 gfp_t gfp_mask)
868 {
869         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
870                 return 0;
871
872         rl->q = q;
873         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
874         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
875         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
876         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
877
878         if (q->cmd_size) {
879                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
880                                 alloc_request_size, free_request_size,
881                                 q, gfp_mask, q->node);
882         } else {
883                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
884                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
885                                 q, gfp_mask, q->node);
886         }
887         if (!rl->rq_pool)
888                 return -ENOMEM;
889
890         if (rl != &q->root_rl)
891                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
892
893         return 0;
894 }
895
896 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
897 {
898         if (rl->rq_pool) {
899                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
900                 if (rl != &q->root_rl)
901                         blk_put_queue(q);
902         }
903 }
904
905 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
906 {
907         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE, NULL);
908 }
909 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
910
911 /**
912  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
913  * @q: request queue pointer
914  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
915  */
916 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
917 {
918         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
919
920         while (true) {
921                 bool success = false;
922
923                 rcu_read_lock();
924                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
925                         /*
926                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
927                          * responsible for ensuring that that flag is globally
928                          * visible before the queue is unfrozen.
929                          */
930                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
931                                 success = true;
932                         } else {
933                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
934                         }
935                 }
936                 rcu_read_unlock();
937
938                 if (success)
939                         return 0;
940
941                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
942                         return -EBUSY;
943
944                 /*
945                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
946                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
947                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
948                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
949                  * never return if the two reads are reordered.
950                  */
951                 smp_rmb();
952
953                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
954                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
955                             (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
956                            blk_queue_dying(q));
957                 if (blk_queue_dying(q))
958                         return -ENODEV;
959         }
960 }
961
962 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
963 {
964         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
965 }
966
967 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
968 {
969         struct request_queue *q =
970                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
971
972         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
973 }
974
975 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
976 {
977         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
978
979         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
980 }
981
982 /**
983  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
984  * @gfp_mask: memory allocation flags
985  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
986  * @lock: For legacy queues, pointer to a spinlock that will be used to e.g.
987  *        serialize calls to the legacy .request_fn() callback. Ignored for
988  *        blk-mq request queues.
989  *
990  * Note: pass the queue lock as the third argument to this function instead of
991  * setting the queue lock pointer explicitly to avoid triggering a sporadic
992  * crash in the blkcg code. This function namely calls blkcg_init_queue() and
993  * the queue lock pointer must be set before blkcg_init_queue() is called.
994  */
995 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id,
996                                            spinlock_t *lock)
997 {
998         struct request_queue *q;
999
1000         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
1001                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
1002         if (!q)
1003                 return NULL;
1004
1005         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
1006         if (q->id < 0)
1007                 goto fail_q;
1008
1009         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
1010         if (!q->bio_split)
1011                 goto fail_id;
1012
1013         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
1014         if (!q->backing_dev_info)
1015                 goto fail_split;
1016
1017         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
1018         if (!q->stats)
1019                 goto fail_stats;
1020
1021         q->backing_dev_info->ra_pages =
1022                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
1023         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
1024         q->backing_dev_info->name = "block";
1025         q->node = node_id;
1026
1027         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
1028                     laptop_mode_timer_fn, 0);
1029         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
1030         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
1031         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1032         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
1033         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
1034 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1035         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1036 #endif
1037         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
1038
1039         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
1040
1041 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
1042         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
1043 #endif
1044         mutex_init(&q->sysfs_lock);
1045         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
1046
1047         if (!q->mq_ops)
1048                 q->queue_lock = lock ? : &q->__queue_lock;
1049
1050         /*
1051          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
1052          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
1053          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
1054          * registered by blk_register_queue().
1055          */
1056         q->bypass_depth = 1;
1057         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
1058
1059         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
1060
1061         /*
1062          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
1063          * See blk_register_queue() for details.
1064          */
1065         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
1066                                 blk_queue_usage_counter_release,
1067                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
1068                 goto fail_bdi;
1069
1070         if (blkcg_init_queue(q))
1071                 goto fail_ref;
1072
1073         return q;
1074
1075 fail_ref:
1076         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
1077 fail_bdi:
1078         blk_free_queue_stats(q->stats);
1079 fail_stats:
1080         bdi_put(q->backing_dev_info);
1081 fail_split:
1082         bioset_free(q->bio_split);
1083 fail_id:
1084         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
1085 fail_q:
1086         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
1087         return NULL;
1088 }
1089 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
1090
1091 /**
1092  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
1093  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
1094  *        placed on the queue.
1095  * @lock: Request queue spin lock
1096  *
1097  * Description:
1098  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
1099  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
1100  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
1101  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
1102  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
1103  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
1104  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
1105  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
1106  *
1107  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
1108  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1109  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1110  *    get dealt with eventually.
1111  *
1112  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1113  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1114  *    disabling is needed for it.
1115  *
1116  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1117  *    it didn't succeed.
1118  *
1119  * Note:
1120  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1121  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1122  **/
1123
1124 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1125 {
1126         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1127 }
1128 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1129
1130 struct request_queue *
1131 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1132 {
1133         struct request_queue *q;
1134
1135         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id, lock);
1136         if (!q)
1137                 return NULL;
1138
1139         q->request_fn = rfn;
1140         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1141                 blk_cleanup_queue(q);
1142                 return NULL;
1143         }
1144
1145         return q;
1146 }
1147 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1148
1149 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1150
1151
1152 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1153 {
1154         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1155
1156         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1157         if (!q->fq)
1158                 return -ENOMEM;
1159
1160         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1161                 goto out_free_flush_queue;
1162
1163         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1164                 goto out_exit_flush_rq;
1165
1166         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1167         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1168
1169         /*
1170          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1171          */
1172         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1173
1174         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1175
1176         /* Protect q->elevator from elevator_change */
1177         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1178
1179         /* init elevator */
1180         if (elevator_init(q, NULL)) {
1181                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1182                 goto out_exit_flush_rq;
1183         }
1184
1185         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1186         return 0;
1187
1188 out_exit_flush_rq:
1189         if (q->exit_rq_fn)
1190                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1191 out_free_flush_queue:
1192         blk_free_flush_queue(q->fq);
1193         return -ENOMEM;
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1196
1197 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1198 {
1199         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1200                 __blk_get_queue(q);
1201                 return true;
1202         }
1203
1204         return false;
1205 }
1206 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1207
1208 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1209 {
1210         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1211                 elv_put_request(rl->q, rq);
1212                 if (rq->elv.icq)
1213                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1214         }
1215
1216         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1221  * should be given priority access to a request.
1222  */
1223 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1224 {
1225         if (!ioc)
1226                 return 0;
1227
1228         /*
1229          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1230          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1231          * lose wakeups.
1232          */
1233         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1234                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1235                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1236 }
1237
1238 /*
1239  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1240  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1241  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1242  * a nice run.
1243  */
1244 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1245 {
1246         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1247                 return;
1248
1249         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1250         ioc->last_waited = jiffies;
1251 }
1252
1253 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1254 {
1255         struct request_queue *q = rl->q;
1256
1257         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1258                 blk_clear_congested(rl, sync);
1259
1260         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1261                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1262                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1263
1264                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1265         }
1266 }
1267
1268 /*
1269  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1270  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1271  */
1272 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1273                 req_flags_t rq_flags)
1274 {
1275         struct request_queue *q = rl->q;
1276
1277         q->nr_rqs[sync]--;
1278         rl->count[sync]--;
1279         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1280                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1281
1282         __freed_request(rl, sync);
1283
1284         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1285                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1286 }
1287
1288 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1289 {
1290         struct request_list *rl;
1291         int on_thresh, off_thresh;
1292
1293         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1294
1295         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1296         q->nr_requests = nr;
1297         blk_queue_congestion_threshold(q);
1298         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1299         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1300
1301         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1302                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1303                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1304                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1305                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1306
1307                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1308                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1309                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1310                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1311
1312                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1313                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1314                 } else {
1315                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1316                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1317                 }
1318
1319                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1320                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1321                 } else {
1322                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1323                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1324                 }
1325         }
1326
1327         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * __get_request - get a free request
1333  * @rl: request list to allocate from
1334  * @op: operation and flags
1335  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1336  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1337  *
1338  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1339  * pressure or if @q is dead.
1340  *
1341  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1342  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1343  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1344  */
1345 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1346                                      struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1347 {
1348         struct request_queue *q = rl->q;
1349         struct request *rq;
1350         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1351         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1352         struct io_cq *icq = NULL;
1353         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1354         int may_queue;
1355         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1356                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1357         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1358
1359         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1360
1361         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1362                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1363
1364         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1365         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1366                 goto rq_starved;
1367
1368         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1369                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1370                         /*
1371                          * The queue will fill after this allocation, so set
1372                          * it as full, and mark this process as "batching".
1373                          * This process will be allowed to complete a batch of
1374                          * requests, others will be blocked.
1375                          */
1376                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1377                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1378                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1379                         } else {
1380                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1381                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1382                                         /*
1383                                          * The queue is full and the allocating
1384                                          * process is not a "batcher", and not
1385                                          * exempted by the IO scheduler
1386                                          */
1387                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1388                                 }
1389                         }
1390                 }
1391                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1392         }
1393
1394         /*
1395          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1396          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1397          * allocated with any setting of ->nr_requests
1398          */
1399         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1400                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1401
1402         q->nr_rqs[is_sync]++;
1403         rl->count[is_sync]++;
1404         rl->starved[is_sync] = 0;
1405
1406         /*
1407          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1408          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1409          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1410          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1411          * makes creating new ones safe.
1412          *
1413          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1414          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1415          *
1416          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1417          * it will be created after releasing queue_lock.
1418          */
1419         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1420                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1421                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1422                 if (et->icq_cache && ioc)
1423                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1424         }
1425
1426         if (blk_queue_io_stat(q))
1427                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1428         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1429
1430         /* allocate and init request */
1431         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1432         if (!rq)
1433                 goto fail_alloc;
1434
1435         blk_rq_init(q, rq);
1436         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1437         rq->cmd_flags = op;
1438         rq->rq_flags = rq_flags;
1439         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1440                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1441
1442         /* init elvpriv */
1443         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1444                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1445                         if (ioc)
1446                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1447                         if (!icq)
1448                                 goto fail_elvpriv;
1449                 }
1450
1451                 rq->elv.icq = icq;
1452                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1453                         goto fail_elvpriv;
1454
1455                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1456                 if (icq)
1457                         get_io_context(icq->ioc);
1458         }
1459 out:
1460         /*
1461          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1462          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1463          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1464          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1465          */
1466         if (ioc_batching(q, ioc))
1467                 ioc->nr_batch_requests--;
1468
1469         trace_block_getrq(q, bio, op);
1470         return rq;
1471
1472 fail_elvpriv:
1473         /*
1474          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1475          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1476          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1477          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1478          */
1479         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1480                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1481
1482         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1483         rq->elv.icq = NULL;
1484
1485         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1486         q->nr_rqs_elvpriv--;
1487         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1488         goto out;
1489
1490 fail_alloc:
1491         /*
1492          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1493          * might have messed up.
1494          *
1495          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1496          * queue, but this is pretty rare.
1497          */
1498         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1499         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1500
1501         /*
1502          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1503          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1504          * freeing of a request in the other direction will notice
1505          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1506          * READ and WRITE
1507          */
1508 rq_starved:
1509         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1510                 rl->starved[is_sync] = 1;
1511         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1512 }
1513
1514 /**
1515  * get_request - get a free request
1516  * @q: request_queue to allocate request from
1517  * @op: operation and flags
1518  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1519  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1520  *
1521  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1522  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1523  *
1524  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1525  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1526  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1527  */
1528 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1529                                    struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1530 {
1531         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1532         DEFINE_WAIT(wait);
1533         struct request_list *rl;
1534         struct request *rq;
1535
1536         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1537         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1538
1539         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1540 retry:
1541         rq = __get_request(rl, op, bio, flags);
1542         if (!IS_ERR(rq))
1543                 return rq;
1544
1545         if (op & REQ_NOWAIT) {
1546                 blk_put_rl(rl);
1547                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1548         }
1549
1550         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1551                 blk_put_rl(rl);
1552                 return rq;
1553         }
1554
1555         /* wait on @rl and retry */
1556         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1557                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1558
1559         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1560
1561         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1562         io_schedule();
1563
1564         /*
1565          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1566          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1567          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1568          */
1569         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1570
1571         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1572         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1573
1574         goto retry;
1575 }
1576
1577 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1578 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1579                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1580 {
1581         struct request *rq;
1582         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1583                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1584         int ret = 0;
1585
1586         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1587
1588         /* create ioc upfront */
1589         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1590
1591         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1592         if (ret)
1593                 return ERR_PTR(ret);
1594         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1595         rq = get_request(q, op, NULL, flags);
1596         if (IS_ERR(rq)) {
1597                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1598                 blk_queue_exit(q);
1599                 return rq;
1600         }
1601
1602         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1603         rq->__data_len = 0;
1604         rq->__sector = (sector_t) -1;
1605         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1606         return rq;
1607 }
1608
1609 /**
1610  * blk_get_request_flags - allocate a request
1611  * @q: request queue to allocate a request for
1612  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1613  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1614  */
1615 struct request *blk_get_request_flags(struct request_queue *q, unsigned int op,
1616                                       blk_mq_req_flags_t flags)
1617 {
1618         struct request *req;
1619
1620         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1621         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1622
1623         if (q->mq_ops) {
1624                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1625                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1626                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1627         } else {
1628                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1629                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1630                         q->initialize_rq_fn(req);
1631         }
1632
1633         return req;
1634 }
1635 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request_flags);
1636
1637 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1638                                 gfp_t gfp_mask)
1639 {
1640         return blk_get_request_flags(q, op, gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM ?
1641                                      0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1642 }
1643 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1644
1645 /**
1646  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1647  * @q:          request queue where request should be inserted
1648  * @rq:         request to be inserted
1649  *
1650  * Description:
1651  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1652  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1653  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1654  */
1655 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1656 {
1657         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1658         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1659
1660         blk_delete_timer(rq);
1661         blk_clear_rq_complete(rq);
1662         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1663         wbt_requeue(q->rq_wb, &rq->issue_stat);
1664
1665         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1666                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1667
1668         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1669
1670         elv_requeue_request(q, rq);
1671 }
1672 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1673
1674 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1675                              int where)
1676 {
1677         blk_account_io_start(rq, true);
1678         __elv_add_request(q, rq, where);
1679 }
1680
1681 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1682                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1683                                     unsigned int inflight)
1684 {
1685         if (inflight) {
1686                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1687                                 inflight * (now - part->stamp));
1688                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1689         }
1690         part->stamp = now;
1691 }
1692
1693 /**
1694  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1695  * @q: target block queue
1696  * @cpu: cpu number for stats access
1697  * @part: target partition
1698  *
1699  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1700  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1701  * time it has been in this state for.
1702  *
1703  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1704  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1705  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1706  * function to do a round-off before returning the results when reading
1707  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1708  * the current jiffies and restarts the counters again.
1709  */
1710 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1711 {
1712         struct hd_struct *part2 = NULL;
1713         unsigned long now = jiffies;
1714         unsigned int inflight[2];
1715         int stats = 0;
1716
1717         if (part->stamp != now)
1718                 stats |= 1;
1719
1720         if (part->partno) {
1721                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1722                 if (part2->stamp != now)
1723                         stats |= 2;
1724         }
1725
1726         if (!stats)
1727                 return;
1728
1729         part_in_flight(q, part, inflight);
1730
1731         if (stats & 2)
1732                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1733         if (stats & 1)
1734                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1735 }
1736 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1737
1738 #ifdef CONFIG_PM
1739 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1740 {
1741         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1742                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1743 }
1744 #else
1745 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1746 #endif
1747
1748 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1749 {
1750         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1751
1752         if (unlikely(!q))
1753                 return;
1754
1755         if (q->mq_ops) {
1756                 blk_mq_free_request(req);
1757                 return;
1758         }
1759
1760         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1761
1762         blk_req_zone_write_unlock(req);
1763         blk_pm_put_request(req);
1764
1765         elv_completed_request(q, req);
1766
1767         /* this is a bio leak */
1768         WARN_ON(req->bio != NULL);
1769
1770         wbt_done(q->rq_wb, &req->issue_stat);
1771
1772         /*
1773          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1774          * it didn't come out of our reserved rq pools
1775          */
1776         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1777                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1778                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1779
1780                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1781                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1782
1783                 blk_free_request(rl, req);
1784                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1785                 blk_put_rl(rl);
1786                 blk_queue_exit(q);
1787         }
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1790
1791 void blk_put_request(struct request *req)
1792 {
1793         struct request_queue *q = req->q;
1794
1795         if (q->mq_ops)
1796                 blk_mq_free_request(req);
1797         else {
1798                 unsigned long flags;
1799
1800                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1801                 __blk_put_request(q, req);
1802                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1803         }
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1806
1807 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1808                             struct bio *bio)
1809 {
1810         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1811
1812         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1813                 return false;
1814
1815         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1816
1817         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1818                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1819
1820         req->biotail->bi_next = bio;
1821         req->biotail = bio;
1822         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1823         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1824
1825         blk_account_io_start(req, false);
1826         return true;
1827 }
1828
1829 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1830                              struct bio *bio)
1831 {
1832         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1833
1834         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1835                 return false;
1836
1837         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1838
1839         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1840                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1841
1842         bio->bi_next = req->bio;
1843         req->bio = bio;
1844
1845         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1846         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1847         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1848
1849         blk_account_io_start(req, false);
1850         return true;
1851 }
1852
1853 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1854                 struct bio *bio)
1855 {
1856         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1857
1858         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1859                 goto no_merge;
1860         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1861             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1862                 goto no_merge;
1863
1864         req->biotail->bi_next = bio;
1865         req->biotail = bio;
1866         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1867         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1868         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1869
1870         blk_account_io_start(req, false);
1871         return true;
1872 no_merge:
1873         req_set_nomerge(q, req);
1874         return false;
1875 }
1876
1877 /**
1878  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1879  * @q: request_queue new bio is being queued at
1880  * @bio: new bio being queued
1881  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1882  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1883  * another request associated with @q is found on the plug list
1884  * (optional, may be %NULL)
1885  *
1886  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1887  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1888  * otherwise %false.
1889  *
1890  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1891  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1892  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1893  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1894  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1895  * merging parameters without querying the elevator.
1896  *
1897  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1898  */
1899 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1900                             unsigned int *request_count,
1901                             struct request **same_queue_rq)
1902 {
1903         struct blk_plug *plug;
1904         struct request *rq;
1905         struct list_head *plug_list;
1906
1907         plug = current->plug;
1908         if (!plug)
1909                 return false;
1910         *request_count = 0;
1911
1912         if (q->mq_ops)
1913                 plug_list = &plug->mq_list;
1914         else
1915                 plug_list = &plug->list;
1916
1917         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1918                 bool merged = false;
1919
1920                 if (rq->q == q) {
1921                         (*request_count)++;
1922                         /*
1923                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1924                          * rq in the same queue, there should be only one such
1925                          * rq in a queue
1926                          **/
1927                         if (same_queue_rq)
1928                                 *same_queue_rq = rq;
1929                 }
1930
1931                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1932                         continue;
1933
1934                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1935                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1936                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1937                         break;
1938                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1939                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1940                         break;
1941                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1942                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1943                         break;
1944                 default:
1945                         break;
1946                 }
1947
1948                 if (merged)
1949                         return true;
1950         }
1951
1952         return false;
1953 }
1954
1955 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1956 {
1957         struct blk_plug *plug;
1958         struct request *rq;
1959         struct list_head *plug_list;
1960         unsigned int ret = 0;
1961
1962         plug = current->plug;
1963         if (!plug)
1964                 goto out;
1965
1966         if (q->mq_ops)
1967                 plug_list = &plug->mq_list;
1968         else
1969                 plug_list = &plug->list;
1970
1971         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1972                 if (rq->q == q)
1973                         ret++;
1974         }
1975 out:
1976         return ret;
1977 }
1978
1979 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1980 {
1981         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1982
1983         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1984                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1985
1986         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1987         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1988                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1989         else if (ioc)
1990                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1991         else
1992                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1993         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1994         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1995 }
1996 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1997
1998 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1999 {
2000         struct blk_plug *plug;
2001         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
2002         struct request *req, *free;
2003         unsigned int request_count = 0;
2004         unsigned int wb_acct;
2005
2006         /*
2007          * low level driver can indicate that it wants pages above a
2008          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
2009          * ISA dma in theory)
2010          */
2011         blk_queue_bounce(q, &bio);
2012
2013         blk_queue_split(q, &bio);
2014
2015         if (!bio_integrity_prep(bio))
2016                 return BLK_QC_T_NONE;
2017
2018         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
2019                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2020                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2021                 goto get_rq;
2022         }
2023
2024         /*
2025          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
2026          * any locks.
2027          */
2028         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
2029                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
2030                         return BLK_QC_T_NONE;
2031         } else
2032                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
2033
2034         spin_lock_irq(q->queue_lock);
2035
2036         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
2037         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
2038                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
2039                         break;
2040                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2041                 free = attempt_back_merge(q, req);
2042                 if (free)
2043                         __blk_put_request(q, free);
2044                 else
2045                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
2046                 goto out_unlock;
2047         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
2048                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
2049                         break;
2050                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2051                 free = attempt_front_merge(q, req);
2052                 if (free)
2053                         __blk_put_request(q, free);
2054                 else
2055                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
2056                 goto out_unlock;
2057         default:
2058                 break;
2059         }
2060
2061 get_rq:
2062         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
2063
2064         /*
2065          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
2066          * Returns with the queue unlocked.
2067          */
2068         blk_queue_enter_live(q);
2069         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0);
2070         if (IS_ERR(req)) {
2071                 blk_queue_exit(q);
2072                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
2073                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
2074                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
2075                 else
2076                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2077                 bio_endio(bio);
2078                 goto out_unlock;
2079         }
2080
2081         wbt_track(&req->issue_stat, wb_acct);
2082
2083         /*
2084          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
2085          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
2086          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
2087          * often, and the elevators are able to handle it.
2088          */
2089         blk_init_request_from_bio(req, bio);
2090
2091         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
2092                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
2093
2094         plug = current->plug;
2095         if (plug) {
2096                 /*
2097                  * If this is the first request added after a plug, fire
2098                  * of a plug trace.
2099                  *
2100                  * @request_count may become stale because of schedule
2101                  * out, so check plug list again.
2102                  */
2103                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
2104                         trace_block_plug(q);
2105                 else {
2106                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2107                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2108                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2109                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2110                                 trace_block_plug(q);
2111                         }
2112                 }
2113                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2114                 blk_account_io_start(req, true);
2115         } else {
2116                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2117                 add_acct_request(q, req, where);
2118                 __blk_run_queue(q);
2119 out_unlock:
2120                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2121         }
2122
2123         return BLK_QC_T_NONE;
2124 }
2125
2126 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2127 {
2128         char b[BDEVNAME_SIZE];
2129
2130         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2131         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2132                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2133                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2134                         (long long)maxsector);
2135 }
2136
2137 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2138
2139 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2140
2141 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2142 {
2143         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2144 }
2145 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2146
2147 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2148 {
2149         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2150 }
2151
2152 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2153 {
2154         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2155                                                 NULL, &fail_make_request);
2156
2157         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2158 }
2159
2160 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2161
2162 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2163
2164 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2165                                         unsigned int bytes)
2166 {
2167         return false;
2168 }
2169
2170 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2171
2172 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
2173 {
2174         if (part->policy && op_is_write(bio_op(bio))) {
2175                 char b[BDEVNAME_SIZE];
2176
2177                 printk(KERN_ERR
2178                        "generic_make_request: Trying to write "
2179                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
2180                         bio_devname(bio, b), part->partno);
2181                 return true;
2182         }
2183
2184         return false;
2185 }
2186
2187 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
2188 {
2189         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2190                 return -EIO;
2191         return 0;
2192 }
2193 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
2194
2195 /*
2196  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
2197  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
2198  * the device, e.g., when mounting a file system.
2199  */
2200 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2201 {
2202         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2203
2204         if (nr_sectors && maxsector &&
2205             (nr_sectors > maxsector ||
2206              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
2207                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
2208                 return -EIO;
2209         }
2210         return 0;
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2215  */
2216 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2217 {
2218         struct hd_struct *p;
2219         int ret = -EIO;
2220
2221         rcu_read_lock();
2222         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2223         if (unlikely(!p))
2224                 goto out;
2225         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
2226                 goto out;
2227         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
2228                 goto out;
2229
2230         /*
2231          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2232          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2233          */
2234         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
2235                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
2236                         goto out;
2237                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2238                 bio->bi_partno = 0;
2239                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2240                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2241         }
2242         ret = 0;
2243 out:
2244         rcu_read_unlock();
2245         return ret;
2246 }
2247
2248 static noinline_for_stack bool
2249 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2250 {
2251         struct request_queue *q;
2252         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2253         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2254         char b[BDEVNAME_SIZE];
2255
2256         might_sleep();
2257
2258         q = bio->bi_disk->queue;
2259         if (unlikely(!q)) {
2260                 printk(KERN_ERR
2261                        "generic_make_request: Trying to access "
2262                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2263                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2264                 goto end_io;
2265         }
2266
2267         /*
2268          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2269          * if queue is not a request based queue.
2270          */
2271         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2272                 goto not_supported;
2273
2274         if (should_fail_bio(bio))
2275                 goto end_io;
2276
2277         if (bio->bi_partno) {
2278                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
2279                         goto end_io;
2280         } else {
2281                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
2282                         goto end_io;
2283                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
2284                         goto end_io;
2285         }
2286
2287         /*
2288          * Filter flush bio's early so that make_request based
2289          * drivers without flush support don't have to worry
2290          * about them.
2291          */
2292         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2293             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2294                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2295                 if (!nr_sectors) {
2296                         status = BLK_STS_OK;
2297                         goto end_io;
2298                 }
2299         }
2300
2301         switch (bio_op(bio)) {
2302         case REQ_OP_DISCARD:
2303                 if (!blk_queue_discard(q))
2304                         goto not_supported;
2305                 break;
2306         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2307                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2308                         goto not_supported;
2309                 break;
2310         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2311                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2312                         goto not_supported;
2313                 break;
2314         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2315         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2316                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2317                         goto not_supported;
2318                 break;
2319         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2320                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2321                         goto not_supported;
2322                 break;
2323         default:
2324                 break;
2325         }
2326
2327         /*
2328          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2329          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2330          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2331          * layer knows how to live with it.
2332          */
2333         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2334
2335         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2336                 return false;
2337
2338         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2339                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2340                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2341                  * completion as well.
2342                  */
2343                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2344         }
2345         return true;
2346
2347 not_supported:
2348         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2349 end_io:
2350         bio->bi_status = status;
2351         bio_endio(bio);
2352         return false;
2353 }
2354
2355 /**
2356  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2357  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2358  *
2359  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2360  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2361  * to be done.
2362  *
2363  * generic_make_request() does not return any status.  The
2364  * success/failure status of the request, along with notification of
2365  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2366  * function described (one day) else where.
2367  *
2368  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2369  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2370  * set to describe the device address, and the
2371  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2372  * completion notification should be signaled.
2373  *
2374  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2375  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2376  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2377  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2378  */
2379 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2380 {
2381         /*
2382          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2383          * make_request_fn.
2384          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2385          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2386          * yet.
2387          */
2388         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2389         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
2390         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2391         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2392
2393         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2394                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2395         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2396                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
2397                         bio_wouldblock_error(bio);
2398                 else
2399                         bio_io_error(bio);
2400                 return ret;
2401         }
2402
2403         if (!generic_make_request_checks(bio))
2404                 goto out;
2405
2406         /*
2407          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2408          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2409          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2410          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2411          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2412          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2413          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2414          * should be added at the tail
2415          */
2416         if (current->bio_list) {
2417                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2418                 goto out;
2419         }
2420
2421         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2422          * explanation.
2423          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2424          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2425          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2426          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2427          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2428          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2429          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2430          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2431          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2432          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2433          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2434          */
2435         BUG_ON(bio->bi_next);
2436         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2437         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2438         do {
2439                 bool enter_succeeded = true;
2440
2441                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
2442                         if (q)
2443                                 blk_queue_exit(q);
2444                         q = bio->bi_disk->queue;
2445                         flags = 0;
2446                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2447                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2448                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2449                                 enter_succeeded = false;
2450                                 q = NULL;
2451                         }
2452                 }
2453
2454                 if (enter_succeeded) {
2455                         struct bio_list lower, same;
2456
2457                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2458                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2459                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2460                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2461
2462                         /* sort new bios into those for a lower level
2463                          * and those for the same level
2464                          */
2465                         bio_list_init(&lower);
2466                         bio_list_init(&same);
2467                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2468                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2469                                         bio_list_add(&same, bio);
2470                                 else
2471                                         bio_list_add(&lower, bio);
2472                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2473                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2474                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2475                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2476                 } else {
2477                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2478                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2479                                 bio_wouldblock_error(bio);
2480                         else
2481                                 bio_io_error(bio);
2482                 }
2483                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2484         } while (bio);
2485         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2486
2487 out:
2488         if (q)
2489                 blk_queue_exit(q);
2490         return ret;
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2493
2494 /**
2495  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2496  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2497  *
2498  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2499  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2500  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2501  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2502  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2503  */
2504 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2505 {
2506         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2507         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2508         blk_qc_t ret;
2509
2510         if (!generic_make_request_checks(bio))
2511                 return BLK_QC_T_NONE;
2512
2513         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2514                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2515                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2516                 else
2517                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2518                 bio_endio(bio);
2519                 return BLK_QC_T_NONE;
2520         }
2521
2522         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2523         blk_queue_exit(q);
2524         return ret;
2525 }
2526 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2527
2528 /**
2529  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2530  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2531  *
2532  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2533  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2534  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2535  *
2536  */
2537 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2538 {
2539         /*
2540          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2541          * go through the normal accounting stuff before submission.
2542          */
2543         if (bio_has_data(bio)) {
2544                 unsigned int count;
2545
2546                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2547                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
2548                 else
2549                         count = bio_sectors(bio);
2550
2551                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2552                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2553                 } else {
2554                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2555                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2556                 }
2557
2558                 if (unlikely(block_dump)) {
2559                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2560                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2561                         current->comm, task_pid_nr(current),
2562                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2563                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2564                                 bio_devname(bio, b), count);
2565                 }
2566         }
2567
2568         return generic_make_request(bio);
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2571
2572 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2573 {
2574         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2575                 return false;
2576
2577         if (current->plug)
2578                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2579         return q->poll_fn(q, cookie);
2580 }
2581 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2582
2583 /**
2584  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2585  *                              for new the queue limits
2586  * @q:  the queue
2587  * @rq: the request being checked
2588  *
2589  * Description:
2590  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2591  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2592  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2593  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2594  *    the insertion using this generic function.
2595  *
2596  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2597  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2598  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2599  */
2600 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2601                                       struct request *rq)
2602 {
2603         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2604                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2605                 return -EIO;
2606         }
2607
2608         /*
2609          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2610          * may differ from that of other stacking queues.
2611          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2612          * limitation.
2613          */
2614         blk_recalc_rq_segments(rq);
2615         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2616                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2617                 return -EIO;
2618         }
2619
2620         return 0;
2621 }
2622
2623 /**
2624  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2625  * @q:  the queue to submit the request
2626  * @rq: the request being queued
2627  */
2628 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2629 {
2630         unsigned long flags;
2631         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2632
2633         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2634                 return BLK_STS_IOERR;
2635
2636         if (rq->rq_disk &&
2637             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2638                 return BLK_STS_IOERR;
2639
2640         if (q->mq_ops) {
2641                 if (blk_queue_io_stat(q))
2642                         blk_account_io_start(rq, true);
2643                 /*
2644                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2645                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2646                  * insert.
2647                  */
2648                 return blk_mq_request_issue_directly(rq);
2649         }
2650
2651         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2652         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2653                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2654                 return BLK_STS_IOERR;
2655         }
2656
2657         /*
2658          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2659          * because it will be linked to another request_queue
2660          */
2661         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2662
2663         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2664                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2665
2666         add_acct_request(q, rq, where);
2667         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2668                 __blk_run_queue(q);
2669         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2670
2671         return BLK_STS_OK;
2672 }
2673 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2674
2675 /**
2676  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2677  * @rq: request to examine
2678  *
2679  * Description:
2680  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2681  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2682  *     can be failed from the beginning of the request without
2683  *     crossing into area which need to be retried further.
2684  *
2685  * Return:
2686  *     The number of bytes to fail.
2687  */
2688 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2689 {
2690         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2691         unsigned int bytes = 0;
2692         struct bio *bio;
2693
2694         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2695                 return blk_rq_bytes(rq);
2696
2697         /*
2698          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2699          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2700          * which have all the failfast bits that the first one has -
2701          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2702          * one.
2703          */
2704         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2705                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2706                         break;
2707                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2708         }
2709
2710         /* this could lead to infinite loop */
2711         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2712         return bytes;
2713 }
2714 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2715
2716 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2717 {
2718         if (blk_do_io_stat(req)) {
2719                 const int rw = rq_data_dir(req);
2720                 struct hd_struct *part;
2721                 int cpu;
2722
2723                 cpu = part_stat_lock();
2724                 part = req->part;
2725                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2726                 part_stat_unlock();
2727         }
2728 }
2729
2730 void blk_account_io_done(struct request *req)
2731 {
2732         /*
2733          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2734          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2735          * containing request is enough.
2736          */
2737         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2738                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2739                 const int rw = rq_data_dir(req);
2740                 struct hd_struct *part;
2741                 int cpu;
2742
2743                 cpu = part_stat_lock();
2744                 part = req->part;
2745
2746                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2747                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2748                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2749                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2750
2751                 hd_struct_put(part);
2752                 part_stat_unlock();
2753         }
2754 }
2755
2756 #ifdef CONFIG_PM
2757 /*
2758  * Don't process normal requests when queue is suspended
2759  * or in the process of suspending/resuming
2760  */
2761 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2762 {
2763         switch (rq->q->rpm_status) {
2764         case RPM_RESUMING:
2765         case RPM_SUSPENDING:
2766                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2767         case RPM_SUSPENDED:
2768                 return false;
2769         }
2770
2771         return true;
2772 }
2773 #else
2774 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2775 {
2776         return true;
2777 }
2778 #endif
2779
2780 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2781 {
2782         struct hd_struct *part;
2783         int rw = rq_data_dir(rq);
2784         int cpu;
2785
2786         if (!blk_do_io_stat(rq))
2787                 return;
2788
2789         cpu = part_stat_lock();
2790
2791         if (!new_io) {
2792                 part = rq->part;
2793                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2794         } else {
2795                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2796                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2797                         /*
2798                          * The partition is already being removed,
2799                          * the request will be accounted on the disk only
2800                          *
2801                          * We take a reference on disk->part0 although that
2802                          * partition will never be deleted, so we can treat
2803                          * it as any other partition.
2804                          */
2805                         part = &rq->rq_disk->part0;
2806                         hd_struct_get(part);
2807                 }
2808                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2809                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2810                 rq->part = part;
2811         }
2812
2813         part_stat_unlock();
2814 }
2815
2816 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2817 {
2818         struct request *rq;
2819         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2820
2821         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2822
2823         while (1) {
2824                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2825                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2826                                 return rq;
2827
2828                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2829                                 break;
2830                 }
2831
2832                 /*
2833                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2834                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2835                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2836                  * requests and will requeue them. And this can improve
2837                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2838                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2839                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2840                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2841                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2842                  * folded to flush1.
2843                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2844                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2845                  * details.
2846                  */
2847                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2848                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2849                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2850                         return NULL;
2851                 }
2852                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2853                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2854                         return NULL;
2855         }
2856 }
2857
2858 /**
2859  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2860  * @q: request queue to peek at
2861  *
2862  * Description:
2863  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2864  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2865  *     processing it.
2866  *
2867  * Return:
2868  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2869  *     otherwise.
2870  */
2871 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2872 {
2873         struct request *rq;
2874         int ret;
2875
2876         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2877         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2878
2879         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2880                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2881                         /*
2882                          * This is the first time the device driver
2883                          * sees this request (possibly after
2884                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2885                          */
2886                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2887                                 elv_activate_rq(q, rq);
2888
2889                         /*
2890                          * just mark as started even if we don't start
2891                          * it, a request that has been delayed should
2892                          * not be passed by new incoming requests
2893                          */
2894                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2895                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2896                 }
2897
2898                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2899                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2900                         q->boundary_rq = NULL;
2901                 }
2902
2903                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2904                         break;
2905
2906                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2907                         /*
2908                          * make sure space for the drain appears we
2909                          * know we can do this because max_hw_segments
2910                          * has been adjusted to be one fewer than the
2911                          * device can handle
2912                          */
2913                         rq->nr_phys_segments++;
2914                 }
2915
2916                 if (!q->prep_rq_fn)
2917                         break;
2918
2919                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2920                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2921                         break;
2922                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2923                         /*
2924                          * the request may have been (partially) prepped.
2925                          * we need to keep this request in the front to
2926                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2927                          * prevent other fs requests from passing this one.
2928                          */
2929                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2930                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2931                                 /*
2932                                  * remove the space for the drain we added
2933                                  * so that we don't add it again
2934                                  */
2935                                 --rq->nr_phys_segments;
2936                         }
2937
2938                         rq = NULL;
2939                         break;
2940                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2941                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2942                         /*
2943                          * Mark this request as started so we don't trigger
2944                          * any debug logic in the end I/O path.
2945                          */
2946                         blk_start_request(rq);
2947                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2948                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2949                 } else {
2950                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2951                         break;
2952                 }
2953         }
2954
2955         return rq;
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2958
2959 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2960 {
2961         struct request_queue *q = rq->q;
2962
2963         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2964         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2965
2966         list_del_init(&rq->queuelist);
2967
2968         /*
2969          * the time frame between a request being removed from the lists
2970          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2971          * the driver side.
2972          */
2973         if (blk_account_rq(rq)) {
2974                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2975                 set_io_start_time_ns(rq);
2976         }
2977 }
2978
2979 /**
2980  * blk_start_request - start request processing on the driver
2981  * @req: request to dequeue
2982  *
2983  * Description:
2984  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2985  *     request to the driver.
2986  */
2987 void blk_start_request(struct request *req)
2988 {
2989         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2990         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2991
2992         blk_dequeue_request(req);
2993
2994         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2995                 blk_stat_set_issue(&req->issue_stat, blk_rq_sectors(req));
2996                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2997                 wbt_issue(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2998         }
2999
3000         BUG_ON(blk_rq_is_complete(req));
3001         blk_add_timer(req);
3002 }
3003 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
3004
3005 /**
3006  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
3007  * @q: request queue to fetch a request from
3008  *
3009  * Description:
3010  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
3011  *     return and LLD can start processing it immediately.
3012  *
3013  * Return:
3014  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
3015  *     otherwise.
3016  */
3017 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
3018 {
3019         struct request *rq;
3020
3021         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3022         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3023
3024         rq = blk_peek_request(q);
3025         if (rq)
3026                 blk_start_request(rq);
3027         return rq;
3028 }
3029 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
3030
3031 /*
3032  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
3033  * The request must not have been partially completed before.
3034  */
3035 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
3036 {
3037         if (rq->bio) {
3038                 if (list->tail)
3039                         list->tail->bi_next = rq->bio;
3040                 else
3041                         list->head = rq->bio;
3042                 list->tail = rq->biotail;
3043
3044                 rq->bio = NULL;
3045                 rq->biotail = NULL;
3046         }
3047
3048         rq->__data_len = 0;
3049 }
3050 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
3051
3052 /**
3053  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
3054  * @req:      the request being processed
3055  * @error:    block status code
3056  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
3057  *
3058  * Description:
3059  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
3060  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
3061  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
3062  *
3063  *     This special helper function is only for request stacking drivers
3064  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
3065  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
3066  *
3067  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
3068  *     %false return from this function.
3069  *
3070  * Return:
3071  *     %false - this request doesn't have any more data
3072  *     %true  - this request has more data
3073  **/
3074 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
3075                 unsigned int nr_bytes)
3076 {
3077         int total_bytes;
3078
3079         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
3080
3081         if (!req->bio)
3082                 return false;
3083
3084         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
3085                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
3086                 print_req_error(req, error);
3087
3088         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
3089
3090         total_bytes = 0;
3091         while (req->bio) {
3092                 struct bio *bio = req->bio;
3093                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
3094
3095                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
3096                         req->bio = bio->bi_next;
3097
3098                 /* Completion has already been traced */
3099                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
3100                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
3101
3102                 total_bytes += bio_bytes;
3103                 nr_bytes -= bio_bytes;
3104
3105                 if (!nr_bytes)
3106                         break;
3107         }
3108
3109         /*
3110          * completely done
3111          */
3112         if (!req->bio) {
3113                 /*
3114                  * Reset counters so that the request stacking driver
3115                  * can find how many bytes remain in the request
3116                  * later.
3117                  */
3118                 req->__data_len = 0;
3119                 return false;
3120         }
3121
3122         req->__data_len -= total_bytes;
3123
3124         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
3125         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
3126                 req->__sector += total_bytes >> 9;
3127
3128         /* mixed attributes always follow the first bio */
3129         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
3130                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
3131                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
3132         }
3133
3134         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
3135                 /*
3136                  * If total number of sectors is less than the first segment
3137                  * size, something has gone terribly wrong.
3138                  */
3139                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
3140                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
3141                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
3142                 }
3143
3144                 /* recalculate the number of segments */
3145                 blk_recalc_rq_segments(req);
3146         }
3147
3148         return true;
3149 }
3150 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3151
3152 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3153                                     unsigned int nr_bytes,
3154                                     unsigned int bidi_bytes)
3155 {
3156         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3157                 return true;
3158
3159         /* Bidi request must be completed as a whole */
3160         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3161             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3162                 return true;
3163
3164         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3165                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3166
3167         return false;
3168 }
3169
3170 /**
3171  * blk_unprep_request - unprepare a request
3172  * @req:        the request
3173  *
3174  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3175  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3176  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3177  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3178  * lock is held when calling this.
3179  */
3180 void blk_unprep_request(struct request *req)
3181 {
3182         struct request_queue *q = req->q;
3183
3184         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3185         if (q->unprep_rq_fn)
3186                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3189
3190 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3191 {
3192         struct request_queue *q = req->q;
3193
3194         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3195         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3196
3197         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3198                 blk_stat_add(req);
3199
3200         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3201                 blk_queue_end_tag(q, req);
3202
3203         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3204
3205         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3206                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3207
3208         blk_delete_timer(req);
3209
3210         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3211                 blk_unprep_request(req);
3212
3213         blk_account_io_done(req);
3214
3215         if (req->end_io) {
3216                 wbt_done(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
3217                 req->end_io(req, error);
3218         } else {
3219                 if (blk_bidi_rq(req))
3220                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3221
3222                 __blk_put_request(q, req);
3223         }
3224 }
3225 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3226
3227 /**
3228  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3229  * @rq:         the request to complete
3230  * @error:      block status code
3231  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3232  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3233  *
3234  * Description:
3235  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3236  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3237  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3238  *     just ignored.
3239  *
3240  * Return:
3241  *     %false - we are done with this request
3242  *     %true  - still buffers pending for this request
3243  **/
3244 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3245                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3246 {
3247         struct request_queue *q = rq->q;
3248         unsigned long flags;
3249
3250         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3251
3252         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3253                 return true;
3254
3255         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3256         blk_finish_request(rq, error);
3257         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3258
3259         return false;
3260 }
3261
3262 /**
3263  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3264  * @rq:         the request to complete
3265  * @error:      block status code
3266  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3267  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3268  *
3269  * Description:
3270  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3271  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3272  *
3273  * Return:
3274  *     %false - we are done with this request
3275  *     %true  - still buffers pending for this request
3276  **/
3277 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3278                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3279 {
3280         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3281         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3282
3283         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3284                 return true;
3285
3286         blk_finish_request(rq, error);
3287
3288         return false;
3289 }
3290
3291 /**
3292  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3293  * @rq:       the request being processed
3294  * @error:    block status code
3295  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3296  *
3297  * Description:
3298  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3299  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3300  *
3301  * Return:
3302  *     %false - we are done with this request
3303  *     %true  - still buffers pending for this request
3304  **/
3305 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3306                 unsigned int nr_bytes)
3307 {
3308         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3309         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3310 }
3311 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3312
3313 /**
3314  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3315  * @rq: the request to finish
3316  * @error: block status code
3317  *
3318  * Description:
3319  *     Completely finish @rq.
3320  */
3321 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3322 {
3323         bool pending;
3324         unsigned int bidi_bytes = 0;
3325
3326         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3327                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3328
3329         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3330         BUG_ON(pending);
3331 }
3332 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3333
3334 /**
3335  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3336  * @rq:       the request being processed
3337  * @error:    block status code
3338  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3339  *
3340  * Description:
3341  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3342  *
3343  * Return:
3344  *     %false - we are done with this request
3345  *     %true  - still buffers pending for this request
3346  **/
3347 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3348                 unsigned int nr_bytes)
3349 {
3350         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3351         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3352
3353         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3354 }
3355 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3356
3357 /**
3358  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3359  * @rq: the request to finish
3360  * @error:    block status code
3361  *
3362  * Description:
3363  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3364  */
3365 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3366 {
3367         bool pending;
3368         unsigned int bidi_bytes = 0;
3369
3370         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3371         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3372
3373         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3374                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3375
3376         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3377         BUG_ON(pending);
3378 }
3379 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3380
3381 /**
3382  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3383  * @rq: the request to finish the current chunk for
3384  * @error:    block status code
3385  *
3386  * Description:
3387  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3388  *     be called with queue lock held.
3389  *
3390  * Return:
3391  *     %false - we are done with this request
3392  *     %true  - still buffers pending for this request
3393  */
3394 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3395 {
3396         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3399
3400 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3401                      struct bio *bio)
3402 {
3403         if (bio_has_data(bio))
3404                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3405         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
3406                 rq->nr_phys_segments = 1;
3407
3408         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3409         rq->bio = rq->biotail = bio;
3410
3411         if (bio->bi_disk)
3412                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3413 }
3414
3415 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3416 /**
3417  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3418  * @rq: the request to be flushed
3419  *
3420  * Description:
3421  *     Flush all pages in @rq.
3422  */
3423 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3424 {
3425         struct req_iterator iter;
3426         struct bio_vec bvec;
3427
3428         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3429                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3432 #endif
3433
3434 /**
3435  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3436  * @q : the queue of the device being checked
3437  *
3438  * Description:
3439  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3440  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3441  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3442  *
3443  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3444  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3445  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3446  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3447  *    on burst I/O load.
3448  *
3449  * Return:
3450  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3451  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3452  */
3453 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3454 {
3455         if (q->lld_busy_fn)
3456                 return q->lld_busy_fn(q);
3457
3458         return 0;
3459 }
3460 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3461
3462 /**
3463  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3464  * @rq: the clone request to be cleaned up
3465  *
3466  * Description:
3467  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3468  */
3469 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3470 {
3471         struct bio *bio;
3472
3473         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3474                 rq->bio = bio->bi_next;
3475
3476                 bio_put(bio);
3477         }
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3480
3481 /*
3482  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3483  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3484  */
3485 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3486 {
3487         dst->cpu = src->cpu;
3488         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3489         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3490         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3491         dst->ioprio = src->ioprio;
3492         dst->extra_len = src->extra_len;
3493 }
3494
3495 /**
3496  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3497  * @rq: the request to be setup
3498  * @rq_src: original request to be cloned
3499  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3500  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3501  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3502  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3503  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3504  *
3505  * Description:
3506  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3507  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3508  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3509  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3510  *     and the cloned bios just point same pages.
3511  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3512  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3513  */
3514 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3515                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3516                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3517                       void *data)
3518 {
3519         struct bio *bio, *bio_src;
3520
3521         if (!bs)
3522                 bs = fs_bio_set;
3523
3524         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3525                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3526                 if (!bio)
3527                         goto free_and_out;
3528
3529                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3530                         goto free_and_out;
3531
3532                 if (rq->bio) {
3533                         rq->biotail->bi_next = bio;
3534                         rq->biotail = bio;
3535                 } else
3536                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3537         }
3538
3539         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3540
3541         return 0;
3542
3543 free_and_out:
3544         if (bio)
3545                 bio_put(bio);
3546         blk_rq_unprep_clone(rq);
3547
3548         return -ENOMEM;
3549 }
3550 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3551
3552 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3553 {
3554         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3557
3558 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3559 {
3560         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3563
3564 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3565                                 unsigned long delay)
3566 {
3567         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3568 }
3569 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3570
3571 /**
3572  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3573  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3574  *
3575  * Description:
3576  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3577  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3578  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3579  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3580  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3581  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3582  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3583  *   this kind of deadlock.
3584  */
3585 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3586 {
3587         struct task_struct *tsk = current;
3588
3589         /*
3590          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3591          */
3592         if (tsk->plug)
3593                 return;
3594
3595         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3596         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3597         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3598         /*
3599          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3600          * preempt will imply a full memory barrier
3601          */
3602         tsk->plug = plug;
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3605
3606 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3607 {
3608         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3609         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3610
3611         return !(rqa->q < rqb->q ||
3612                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3613 }
3614
3615 /*
3616  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3617  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3618  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3619  * plugger did not intend it.
3620  */
3621 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3622                             bool from_schedule)
3623         __releases(q->queue_lock)
3624 {
3625         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3626
3627         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3628
3629         if (from_schedule)
3630                 blk_run_queue_async(q);
3631         else
3632                 __blk_run_queue(q);
3633         spin_unlock(q->queue_lock);
3634 }
3635
3636 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3637 {
3638         LIST_HEAD(callbacks);
3639
3640         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3641                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3642
3643                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3644                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3645                                                           struct blk_plug_cb,
3646                                                           list);
3647                         list_del(&cb->list);
3648                         cb->callback(cb, from_schedule);
3649                 }
3650         }
3651 }
3652
3653 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3654                                       int size)
3655 {
3656         struct blk_plug *plug = current->plug;
3657         struct blk_plug_cb *cb;
3658
3659         if (!plug)
3660                 return NULL;
3661
3662         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3663                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3664                         return cb;
3665
3666         /* Not currently on the callback list */
3667         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3668         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3669         if (cb) {
3670                 cb->data = data;
3671                 cb->callback = unplug;
3672                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3673         }
3674         return cb;
3675 }
3676 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3677
3678 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3679 {
3680         struct request_queue *q;
3681         unsigned long flags;
3682         struct request *rq;
3683         LIST_HEAD(list);
3684         unsigned int depth;
3685
3686         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3687
3688         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3689                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3690
3691         if (list_empty(&plug->list))
3692                 return;
3693
3694         list_splice_init(&plug->list, &list);
3695
3696         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3697
3698         q = NULL;
3699         depth = 0;
3700
3701         /*
3702          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3703          * queue lock we have to take.
3704          */
3705         local_irq_save(flags);
3706         while (!list_empty(&list)) {
3707                 rq = list_entry_rq(list.next);
3708                 list_del_init(&rq->queuelist);
3709                 BUG_ON(!rq->q);
3710                 if (rq->q != q) {
3711                         /*
3712                          * This drops the queue lock
3713                          */
3714                         if (q)
3715                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3716                         q = rq->q;
3717                         depth = 0;
3718                         spin_lock(q->queue_lock);
3719                 }
3720
3721                 /*
3722                  * Short-circuit if @q is dead
3723                  */
3724                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3725                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3726                         continue;
3727                 }
3728
3729                 /*
3730                  * rq is already accounted, so use raw insert
3731                  */
3732                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3733                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3734                 else
3735                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3736
3737                 depth++;
3738         }
3739
3740         /*
3741          * This drops the queue lock
3742          */
3743         if (q)
3744                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3745
3746         local_irq_restore(flags);
3747 }
3748
3749 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3750 {
3751         if (plug != current->plug)
3752                 return;
3753         blk_flush_plug_list(plug, false);
3754
3755         current->plug = NULL;
3756 }
3757 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3758
3759 #ifdef CONFIG_PM
3760 /**
3761  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3762  * @q: the queue of the device
3763  * @dev: the device the queue belongs to
3764  *
3765  * Description:
3766  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3767  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3768  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3769  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3770  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3771  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3772  *
3773  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3774  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3775  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3776  *    not need to touch other autosuspend settings.
3777  *
3778  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3779  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3780  */
3781 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3782 {
3783         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3784         if (q->mq_ops)
3785                 return;
3786
3787         q->dev = dev;
3788         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3789         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3790         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3793
3794 /**
3795  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3796  * @q: the queue of the device
3797  *
3798  * Description:
3799  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3800  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3801  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3802  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3803  *    proceed to suspend the device.
3804  *
3805  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3806  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3807  *
3808  *    This function should be called near the start of the device's
3809  *    runtime_suspend callback.
3810  *
3811  * Return:
3812  *    0         - OK to runtime suspend the device
3813  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3814  */
3815 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3816 {
3817         int ret = 0;
3818
3819         if (!q->dev)
3820                 return ret;
3821
3822         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3823         if (q->nr_pending) {
3824                 ret = -EBUSY;
3825                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3826         } else {
3827                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3828         }
3829         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3830         return ret;
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3833
3834 /**
3835  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3836  * @q: the queue of the device
3837  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3838  *
3839  * Description:
3840  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3841  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3842  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3843  *
3844  *    This function should be called near the end of the device's
3845  *    runtime_suspend callback.
3846  */
3847 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3848 {
3849         if (!q->dev)
3850                 return;
3851
3852         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3853         if (!err) {
3854                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3855         } else {
3856                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3857                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3858         }
3859         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3860 }
3861 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3862
3863 /**
3864  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3865  * @q: the queue of the device
3866  *
3867  * Description:
3868  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3869  *    runtime resume of the device.
3870  *
3871  *    This function should be called near the start of the device's
3872  *    runtime_resume callback.
3873  */
3874 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3875 {
3876         if (!q->dev)
3877                 return;
3878
3879         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3880         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3881         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3882 }
3883 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3884
3885 /**
3886  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3887  * @q: the queue of the device
3888  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3889  *
3890  * Description:
3891  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3892  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3893  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3894  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3895  *
3896  *    This function should be called near the end of the device's
3897  *    runtime_resume callback.
3898  */
3899 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3900 {
3901         if (!q->dev)
3902                 return;
3903
3904         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3905         if (!err) {
3906                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3907                 __blk_run_queue(q);
3908                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3909                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3910         } else {
3911                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3912         }
3913         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3914 }
3915 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3916
3917 /**
3918  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3919  * @q: the queue of the device
3920  *
3921  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3922  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3923  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3924  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3925  * queue.
3926  *
3927  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3928  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3929  * should be called before first request is added to the queue.
3930  */
3931 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3932 {
3933         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3934         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3935         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3936         pm_request_autosuspend(q->dev);
3937         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3938 }
3939 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3940 #endif
3941
3942 int __init blk_dev_init(void)
3943 {
3944         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3945         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3946                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3947         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3948                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3949
3950         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3951         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3952                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3953         if (!kblockd_workqueue)
3954                 panic("Failed to create kblockd\n");
3955
3956         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3957                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3958
3959         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3960                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3961
3962 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3963         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3964 #endif
3965
3966         return 0;
3967 }