gpio: reduce descriptor validation code size
[sfrench/cifs-2.6.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37
38 #define CREATE_TRACE_POINTS
39 #include <trace/events/block.h>
40
41 #include "blk.h"
42 #include "blk-mq.h"
43 #include "blk-mq-sched.h"
44 #include "blk-wbt.h"
45
46 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
47 struct dentry *blk_debugfs_root;
48 #endif
49
50 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
55
56 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
57
58 /*
59  * For the allocated request tables
60  */
61 struct kmem_cache *request_cachep;
62
63 /*
64  * For queue allocation
65  */
66 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
67
68 /*
69  * Controlling structure to kblockd
70  */
71 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
72
73 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
74 {
75 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
76         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
77 #else
78         /*
79          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
80          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
81          */
82         if (rl == &rl->q->root_rl)
83                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
84 #endif
85 }
86
87 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
88 {
89 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
90         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
91 #else
92         /* see blk_clear_congested() */
93         if (rl == &rl->q->root_rl)
94                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
95 #endif
96 }
97
98 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
99 {
100         int nr;
101
102         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
103         if (nr > q->nr_requests)
104                 nr = q->nr_requests;
105         q->nr_congestion_on = nr;
106
107         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
108         if (nr < 1)
109                 nr = 1;
110         q->nr_congestion_off = nr;
111 }
112
113 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
114 {
115         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
116
117         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
118         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
119         rq->cpu = -1;
120         rq->q = q;
121         rq->__sector = (sector_t) -1;
122         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
123         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
124         rq->tag = -1;
125         rq->internal_tag = -1;
126         rq->start_time = jiffies;
127         set_start_time_ns(rq);
128         rq->part = NULL;
129 }
130 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
131
132 static const struct {
133         int             errno;
134         const char      *name;
135 } blk_errors[] = {
136         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
137         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
138         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
139         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
140         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
141         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
142         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
143         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
144         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
145         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
146         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
147
148         /* device mapper special case, should not leak out: */
149         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
150
151         /* everything else not covered above: */
152         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
153 };
154
155 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
156 {
157         int i;
158
159         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
160                 if (blk_errors[i].errno == errno)
161                         return (__force blk_status_t)i;
162         }
163
164         return BLK_STS_IOERR;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
167
168 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
169 {
170         int idx = (__force int)status;
171
172         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
173                 return -EIO;
174         return blk_errors[idx].errno;
175 }
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
177
178 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
179 {
180         int idx = (__force int)status;
181
182         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
183                 return;
184
185         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
186                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
187                            req->rq_disk->disk_name : "?",
188                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
189 }
190
191 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
192                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
193 {
194         if (error)
195                 bio->bi_status = error;
196
197         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
198                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
199
200         bio_advance(bio, nbytes);
201
202         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
203         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
204                 bio_endio(bio);
205 }
206
207 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
208 {
209         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
210                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
211                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
212
213         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
214                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
215                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
216         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
217                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
218 }
219 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
220
221 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
222 {
223         struct request_queue *q;
224
225         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
226         spin_lock_irq(q->queue_lock);
227         __blk_run_queue(q);
228         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
229 }
230
231 /**
232  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
233  * @q:          The &struct request_queue in question
234  * @msecs:      Delay in msecs
235  *
236  * Description:
237  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
238  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
239  *   restarted around the specified time.
240  */
241 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
242 {
243         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
244         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
245
246         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
247                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
248                                    msecs_to_jiffies(msecs));
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
251
252 /**
253  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
254  * @q:    The &struct request_queue in question
255  *
256  * Description:
257  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
258  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
259  *   context.
260  **/
261 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
262 {
263         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
264         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
265
266         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
267         blk_run_queue_async(q);
268 }
269 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
270
271 /**
272  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
273  * @q:    The &struct request_queue in question
274  *
275  * Description:
276  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
277  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
278  *   entered. Also see blk_stop_queue().
279  **/
280 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
281 {
282         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
283         WARN_ON(!in_interrupt() && !irqs_disabled());
284         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
285
286         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
287         __blk_run_queue(q);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
290
291 /**
292  * blk_stop_queue - stop a queue
293  * @q:    The &struct request_queue in question
294  *
295  * Description:
296  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
297  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
298  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
299  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
300  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
301  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
302  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
303  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
304  **/
305 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
306 {
307         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
308         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
309
310         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
311         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
314
315 /**
316  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
317  * @q: the queue
318  *
319  * Description:
320  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
321  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
322  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
323  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
324  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
325  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
326  *     this function.
327  *
328  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
329  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
330  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
331  *
332  */
333 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
334 {
335         del_timer_sync(&q->timeout);
336         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
337
338         if (q->mq_ops) {
339                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
340                 int i;
341
342                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
343                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
344                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
345         } else {
346                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
347         }
348 }
349 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
350
351 /**
352  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
353  * @q: request queue pointer
354  *
355  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
356  * set and 1 if the flag was already set.
357  */
358 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
359 {
360         unsigned long flags;
361         int res;
362
363         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
364         res = queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
365         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
366
367         return res;
368 }
369 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
370
371 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
372 {
373         unsigned long flags;
374
375         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
376         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
377         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
378         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
379 }
380 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
381
382 /**
383  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
384  * @q:  The queue to run
385  *
386  * Description:
387  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
388  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
389  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
390  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
391  *    disabled. See also @blk_run_queue.
392  */
393 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
394 {
395         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
396         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
397
398         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
399                 return;
400
401         /*
402          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
403          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
404          * running such a request function concurrently. Keep track of the
405          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
406          * can wait until all these request_fn calls have finished.
407          */
408         q->request_fn_active++;
409         q->request_fn(q);
410         q->request_fn_active--;
411 }
412 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
413
414 /**
415  * __blk_run_queue - run a single device queue
416  * @q:  The queue to run
417  *
418  * Description:
419  *    See @blk_run_queue.
420  */
421 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
422 {
423         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
424         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
425
426         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
427                 return;
428
429         __blk_run_queue_uncond(q);
430 }
431 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
432
433 /**
434  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
435  * @q:  The queue to run
436  *
437  * Description:
438  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
439  *    of us.
440  *
441  * Note:
442  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
443  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
444  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
445  */
446 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
447 {
448         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
449         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
450
451         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
452                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
453 }
454 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
455
456 /**
457  * blk_run_queue - run a single device queue
458  * @q: The queue to run
459  *
460  * Description:
461  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
462  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
463  */
464 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
465 {
466         unsigned long flags;
467
468         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
469
470         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
471         __blk_run_queue(q);
472         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
473 }
474 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
475
476 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
477 {
478         kobject_put(&q->kobj);
479 }
480 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
481
482 /**
483  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
484  * @q: queue to drain
485  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
486  *
487  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
488  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
489  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
490  */
491 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
492         __releases(q->queue_lock)
493         __acquires(q->queue_lock)
494 {
495         int i;
496
497         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
498         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
499
500         while (true) {
501                 bool drain = false;
502
503                 /*
504                  * The caller might be trying to drain @q before its
505                  * elevator is initialized.
506                  */
507                 if (q->elevator)
508                         elv_drain_elevator(q);
509
510                 blkcg_drain_queue(q);
511
512                 /*
513                  * This function might be called on a queue which failed
514                  * driver init after queue creation or is not yet fully
515                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
516                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
517                  * something on it and @q has request_fn set.
518                  */
519                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
520                         __blk_run_queue(q);
521
522                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
523                 drain |= q->request_fn_active;
524
525                 /*
526                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
527                  * multiple places and there's no single counter which can
528                  * be drained.  Check all the queues and counters.
529                  */
530                 if (drain_all) {
531                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
532                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
533                         for (i = 0; i < 2; i++) {
534                                 drain |= q->nr_rqs[i];
535                                 drain |= q->in_flight[i];
536                                 if (fq)
537                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
538                         }
539                 }
540
541                 if (!drain)
542                         break;
543
544                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
545
546                 msleep(10);
547
548                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
549         }
550
551         /*
552          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
553          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
554          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
555          */
556         if (q->request_fn) {
557                 struct request_list *rl;
558
559                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
560                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
561                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
562         }
563 }
564
565 /**
566  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
567  * @q: queue of interest
568  *
569  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
570  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
571  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
572  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
573  * inside queue or RCU read lock.
574  */
575 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
576 {
577         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
578
579         spin_lock_irq(q->queue_lock);
580         q->bypass_depth++;
581         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
582         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
583
584         /*
585          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
586          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
587          * can happen many times during boot.
588          */
589         if (blk_queue_init_done(q)) {
590                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
591                 __blk_drain_queue(q, false);
592                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
593
594                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
595                 synchronize_rcu();
596         }
597 }
598 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
599
600 /**
601  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
602  * @q: queue of interest
603  *
604  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
605  *
606  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
607  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
608  */
609 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
610 {
611         spin_lock_irq(q->queue_lock);
612         if (!--q->bypass_depth)
613                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
614         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
615         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
616 }
617 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
618
619 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
620 {
621         spin_lock_irq(q->queue_lock);
622         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
623         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
624
625         /*
626          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
627          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
628          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
629          */
630         blk_freeze_queue_start(q);
631
632         if (q->mq_ops)
633                 blk_mq_wake_waiters(q);
634         else {
635                 struct request_list *rl;
636
637                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
638                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
639                         if (rl->rq_pool) {
640                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
641                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
642                         }
643                 }
644                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
645         }
646
647         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
648         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
649 }
650 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
651
652 /**
653  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
654  * @q: request queue to shutdown
655  *
656  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
657  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
658  */
659 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
660 {
661         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
662
663         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
664         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
665         blk_set_queue_dying(q);
666         spin_lock_irq(lock);
667
668         /*
669          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
670          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
671          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
672          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
673          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
674          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
675          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
676          */
677         q->bypass_depth++;
678         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
679
680         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
681         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
682         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
683         spin_unlock_irq(lock);
684         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
685
686         /*
687          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
688          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
689          */
690         blk_freeze_queue(q);
691         spin_lock_irq(lock);
692         if (!q->mq_ops)
693                 __blk_drain_queue(q, true);
694         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
695         spin_unlock_irq(lock);
696
697         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
698         blk_flush_integrity();
699
700         /* @q won't process any more request, flush async actions */
701         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
702         blk_sync_queue(q);
703
704         if (q->mq_ops)
705                 blk_mq_free_queue(q);
706         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
707
708         spin_lock_irq(lock);
709         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
710                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
711         spin_unlock_irq(lock);
712
713         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
714         blk_put_queue(q);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
717
718 /* Allocate memory local to the request queue */
719 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
720 {
721         struct request_queue *q = data;
722
723         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
724 }
725
726 static void free_request_simple(void *element, void *data)
727 {
728         kmem_cache_free(request_cachep, element);
729 }
730
731 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
732 {
733         struct request_queue *q = data;
734         struct request *rq;
735
736         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
737                         q->node);
738         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
739                 kfree(rq);
740                 rq = NULL;
741         }
742         return rq;
743 }
744
745 static void free_request_size(void *element, void *data)
746 {
747         struct request_queue *q = data;
748
749         if (q->exit_rq_fn)
750                 q->exit_rq_fn(q, element);
751         kfree(element);
752 }
753
754 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
755                 gfp_t gfp_mask)
756 {
757         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
758                 return 0;
759
760         rl->q = q;
761         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
762         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
763         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
764         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
765
766         if (q->cmd_size) {
767                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
768                                 alloc_request_size, free_request_size,
769                                 q, gfp_mask, q->node);
770         } else {
771                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
772                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
773                                 q, gfp_mask, q->node);
774         }
775         if (!rl->rq_pool)
776                 return -ENOMEM;
777
778         if (rl != &q->root_rl)
779                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
780
781         return 0;
782 }
783
784 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
785 {
786         if (rl->rq_pool) {
787                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
788                 if (rl != &q->root_rl)
789                         blk_put_queue(q);
790         }
791 }
792
793 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
794 {
795         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
796 }
797 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
798
799 /**
800  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
801  * @q: request queue pointer
802  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
803  */
804 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
805 {
806         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
807
808         while (true) {
809                 bool success = false;
810                 int ret;
811
812                 rcu_read_lock_sched();
813                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
814                         /*
815                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
816                          * responsible for ensuring that that flag is globally
817                          * visible before the queue is unfrozen.
818                          */
819                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
820                                 success = true;
821                         } else {
822                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
823                         }
824                 }
825                 rcu_read_unlock_sched();
826
827                 if (success)
828                         return 0;
829
830                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
831                         return -EBUSY;
832
833                 /*
834                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
835                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
836                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
837                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
838                  * never return if the two reads are reordered.
839                  */
840                 smp_rmb();
841
842                 ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
843                                 (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
844                                  (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
845                                 blk_queue_dying(q));
846                 if (blk_queue_dying(q))
847                         return -ENODEV;
848                 if (ret)
849                         return ret;
850         }
851 }
852
853 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
854 {
855         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
856 }
857
858 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
859 {
860         struct request_queue *q =
861                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
862
863         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
864 }
865
866 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
867 {
868         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
869
870         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
871 }
872
873 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
874 {
875         struct request_queue *q;
876
877         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
878                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
879         if (!q)
880                 return NULL;
881
882         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
883         if (q->id < 0)
884                 goto fail_q;
885
886         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
887         if (!q->bio_split)
888                 goto fail_id;
889
890         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
891         if (!q->backing_dev_info)
892                 goto fail_split;
893
894         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
895         if (!q->stats)
896                 goto fail_stats;
897
898         q->backing_dev_info->ra_pages =
899                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
900         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
901         q->backing_dev_info->name = "block";
902         q->node = node_id;
903
904         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
905                     laptop_mode_timer_fn, 0);
906         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
907         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
908         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
909         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
910         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
911 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
912         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
913 #endif
914         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
915
916         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
917
918 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
919         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
920 #endif
921         mutex_init(&q->sysfs_lock);
922         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
923
924         /*
925          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
926          * override it later if need be.
927          */
928         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
929
930         /*
931          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
932          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
933          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
934          * registered by blk_register_queue().
935          */
936         q->bypass_depth = 1;
937         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
938
939         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
940
941         /*
942          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
943          * See blk_register_queue() for details.
944          */
945         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
946                                 blk_queue_usage_counter_release,
947                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
948                 goto fail_bdi;
949
950         if (blkcg_init_queue(q))
951                 goto fail_ref;
952
953         return q;
954
955 fail_ref:
956         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
957 fail_bdi:
958         blk_free_queue_stats(q->stats);
959 fail_stats:
960         bdi_put(q->backing_dev_info);
961 fail_split:
962         bioset_free(q->bio_split);
963 fail_id:
964         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
965 fail_q:
966         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
967         return NULL;
968 }
969 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
970
971 /**
972  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
973  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
974  *        placed on the queue.
975  * @lock: Request queue spin lock
976  *
977  * Description:
978  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
979  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
980  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
981  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
982  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
983  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
984  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
985  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
986  *
987  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
988  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
989  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
990  *    get dealt with eventually.
991  *
992  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
993  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
994  *    disabling is needed for it.
995  *
996  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
997  *    it didn't succeed.
998  *
999  * Note:
1000  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1001  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1002  **/
1003
1004 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1005 {
1006         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1007 }
1008 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1009
1010 struct request_queue *
1011 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1012 {
1013         struct request_queue *q;
1014
1015         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
1016         if (!q)
1017                 return NULL;
1018
1019         q->request_fn = rfn;
1020         if (lock)
1021                 q->queue_lock = lock;
1022         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1023                 blk_cleanup_queue(q);
1024                 return NULL;
1025         }
1026
1027         return q;
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1030
1031 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1032
1033
1034 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1035 {
1036         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1037
1038         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1039         if (!q->fq)
1040                 return -ENOMEM;
1041
1042         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1043                 goto out_free_flush_queue;
1044
1045         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1046                 goto out_exit_flush_rq;
1047
1048         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1049         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1050
1051         /*
1052          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1053          */
1054         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1055
1056         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1057
1058         /* Protect q->elevator from elevator_change */
1059         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1060
1061         /* init elevator */
1062         if (elevator_init(q, NULL)) {
1063                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1064                 goto out_exit_flush_rq;
1065         }
1066
1067         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1068         return 0;
1069
1070 out_exit_flush_rq:
1071         if (q->exit_rq_fn)
1072                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1073 out_free_flush_queue:
1074         blk_free_flush_queue(q->fq);
1075         return -ENOMEM;
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1078
1079 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1080 {
1081         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1082                 __blk_get_queue(q);
1083                 return true;
1084         }
1085
1086         return false;
1087 }
1088 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1089
1090 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1091 {
1092         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1093                 elv_put_request(rl->q, rq);
1094                 if (rq->elv.icq)
1095                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1096         }
1097
1098         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1103  * should be given priority access to a request.
1104  */
1105 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1106 {
1107         if (!ioc)
1108                 return 0;
1109
1110         /*
1111          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1112          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1113          * lose wakeups.
1114          */
1115         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1116                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1117                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1118 }
1119
1120 /*
1121  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1122  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1123  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1124  * a nice run.
1125  */
1126 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1127 {
1128         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1129                 return;
1130
1131         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1132         ioc->last_waited = jiffies;
1133 }
1134
1135 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1136 {
1137         struct request_queue *q = rl->q;
1138
1139         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1140                 blk_clear_congested(rl, sync);
1141
1142         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1143                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1144                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1145
1146                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1147         }
1148 }
1149
1150 /*
1151  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1152  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1153  */
1154 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1155                 req_flags_t rq_flags)
1156 {
1157         struct request_queue *q = rl->q;
1158
1159         q->nr_rqs[sync]--;
1160         rl->count[sync]--;
1161         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1162                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1163
1164         __freed_request(rl, sync);
1165
1166         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1167                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1168 }
1169
1170 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1171 {
1172         struct request_list *rl;
1173         int on_thresh, off_thresh;
1174
1175         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1176
1177         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1178         q->nr_requests = nr;
1179         blk_queue_congestion_threshold(q);
1180         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1181         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1182
1183         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1184                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1185                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1186                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1187                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1188
1189                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1190                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1191                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1192                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1193
1194                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1195                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1196                 } else {
1197                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1198                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1199                 }
1200
1201                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1202                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1203                 } else {
1204                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1205                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1206                 }
1207         }
1208
1209         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 /**
1214  * __get_request - get a free request
1215  * @rl: request list to allocate from
1216  * @op: operation and flags
1217  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1218  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1219  *
1220  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1221  * pressure or if @q is dead.
1222  *
1223  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1224  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1225  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1226  */
1227 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1228                                      struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1229 {
1230         struct request_queue *q = rl->q;
1231         struct request *rq;
1232         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1233         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1234         struct io_cq *icq = NULL;
1235         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1236         int may_queue;
1237         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1238                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1239         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1240
1241         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1242
1243         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1244                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1245
1246         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1247         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1248                 goto rq_starved;
1249
1250         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1251                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1252                         /*
1253                          * The queue will fill after this allocation, so set
1254                          * it as full, and mark this process as "batching".
1255                          * This process will be allowed to complete a batch of
1256                          * requests, others will be blocked.
1257                          */
1258                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1259                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1260                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1261                         } else {
1262                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1263                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1264                                         /*
1265                                          * The queue is full and the allocating
1266                                          * process is not a "batcher", and not
1267                                          * exempted by the IO scheduler
1268                                          */
1269                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1270                                 }
1271                         }
1272                 }
1273                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1274         }
1275
1276         /*
1277          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1278          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1279          * allocated with any setting of ->nr_requests
1280          */
1281         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1282                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1283
1284         q->nr_rqs[is_sync]++;
1285         rl->count[is_sync]++;
1286         rl->starved[is_sync] = 0;
1287
1288         /*
1289          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1290          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1291          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1292          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1293          * makes creating new ones safe.
1294          *
1295          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1296          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1297          *
1298          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1299          * it will be created after releasing queue_lock.
1300          */
1301         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1302                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1303                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1304                 if (et->icq_cache && ioc)
1305                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1306         }
1307
1308         if (blk_queue_io_stat(q))
1309                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1310         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1311
1312         /* allocate and init request */
1313         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1314         if (!rq)
1315                 goto fail_alloc;
1316
1317         blk_rq_init(q, rq);
1318         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1319         rq->cmd_flags = op;
1320         rq->rq_flags = rq_flags;
1321         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1322                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1323
1324         /* init elvpriv */
1325         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1326                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1327                         if (ioc)
1328                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1329                         if (!icq)
1330                                 goto fail_elvpriv;
1331                 }
1332
1333                 rq->elv.icq = icq;
1334                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1335                         goto fail_elvpriv;
1336
1337                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1338                 if (icq)
1339                         get_io_context(icq->ioc);
1340         }
1341 out:
1342         /*
1343          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1344          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1345          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1346          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1347          */
1348         if (ioc_batching(q, ioc))
1349                 ioc->nr_batch_requests--;
1350
1351         trace_block_getrq(q, bio, op);
1352         return rq;
1353
1354 fail_elvpriv:
1355         /*
1356          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1357          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1358          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1359          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1360          */
1361         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1362                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1363
1364         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1365         rq->elv.icq = NULL;
1366
1367         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1368         q->nr_rqs_elvpriv--;
1369         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1370         goto out;
1371
1372 fail_alloc:
1373         /*
1374          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1375          * might have messed up.
1376          *
1377          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1378          * queue, but this is pretty rare.
1379          */
1380         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1381         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1382
1383         /*
1384          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1385          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1386          * freeing of a request in the other direction will notice
1387          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1388          * READ and WRITE
1389          */
1390 rq_starved:
1391         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1392                 rl->starved[is_sync] = 1;
1393         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1394 }
1395
1396 /**
1397  * get_request - get a free request
1398  * @q: request_queue to allocate request from
1399  * @op: operation and flags
1400  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1401  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1402  *
1403  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1404  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1405  *
1406  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1407  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1408  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1409  */
1410 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1411                                    struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1412 {
1413         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1414         DEFINE_WAIT(wait);
1415         struct request_list *rl;
1416         struct request *rq;
1417
1418         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1419         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1420
1421         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1422 retry:
1423         rq = __get_request(rl, op, bio, flags);
1424         if (!IS_ERR(rq))
1425                 return rq;
1426
1427         if (op & REQ_NOWAIT) {
1428                 blk_put_rl(rl);
1429                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1430         }
1431
1432         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1433                 blk_put_rl(rl);
1434                 return rq;
1435         }
1436
1437         /* wait on @rl and retry */
1438         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1439                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1440
1441         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1442
1443         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1444         io_schedule();
1445
1446         /*
1447          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1448          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1449          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1450          */
1451         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1452
1453         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1454         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1455
1456         goto retry;
1457 }
1458
1459 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1460 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1461                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1462 {
1463         struct request *rq;
1464         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1465                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1466         int ret = 0;
1467
1468         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1469
1470         /* create ioc upfront */
1471         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1472
1473         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1474         if (ret)
1475                 return ERR_PTR(ret);
1476         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1477         rq = get_request(q, op, NULL, flags);
1478         if (IS_ERR(rq)) {
1479                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1480                 blk_queue_exit(q);
1481                 return rq;
1482         }
1483
1484         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1485         rq->__data_len = 0;
1486         rq->__sector = (sector_t) -1;
1487         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1488         return rq;
1489 }
1490
1491 /**
1492  * blk_get_request_flags - allocate a request
1493  * @q: request queue to allocate a request for
1494  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1495  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1496  */
1497 struct request *blk_get_request_flags(struct request_queue *q, unsigned int op,
1498                                       blk_mq_req_flags_t flags)
1499 {
1500         struct request *req;
1501
1502         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1503         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1504
1505         if (q->mq_ops) {
1506                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1507                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1508                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1509         } else {
1510                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1511                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1512                         q->initialize_rq_fn(req);
1513         }
1514
1515         return req;
1516 }
1517 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request_flags);
1518
1519 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1520                                 gfp_t gfp_mask)
1521 {
1522         return blk_get_request_flags(q, op, gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM ?
1523                                      0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1524 }
1525 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1526
1527 /**
1528  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1529  * @q:          request queue where request should be inserted
1530  * @rq:         request to be inserted
1531  *
1532  * Description:
1533  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1534  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1535  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1536  */
1537 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1538 {
1539         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1540         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1541
1542         blk_delete_timer(rq);
1543         blk_clear_rq_complete(rq);
1544         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1545         wbt_requeue(q->rq_wb, &rq->issue_stat);
1546
1547         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1548                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1549
1550         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1551
1552         elv_requeue_request(q, rq);
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1555
1556 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1557                              int where)
1558 {
1559         blk_account_io_start(rq, true);
1560         __elv_add_request(q, rq, where);
1561 }
1562
1563 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1564                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1565                                     unsigned int inflight)
1566 {
1567         if (inflight) {
1568                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1569                                 inflight * (now - part->stamp));
1570                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1571         }
1572         part->stamp = now;
1573 }
1574
1575 /**
1576  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1577  * @q: target block queue
1578  * @cpu: cpu number for stats access
1579  * @part: target partition
1580  *
1581  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1582  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1583  * time it has been in this state for.
1584  *
1585  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1586  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1587  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1588  * function to do a round-off before returning the results when reading
1589  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1590  * the current jiffies and restarts the counters again.
1591  */
1592 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1593 {
1594         struct hd_struct *part2 = NULL;
1595         unsigned long now = jiffies;
1596         unsigned int inflight[2];
1597         int stats = 0;
1598
1599         if (part->stamp != now)
1600                 stats |= 1;
1601
1602         if (part->partno) {
1603                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1604                 if (part2->stamp != now)
1605                         stats |= 2;
1606         }
1607
1608         if (!stats)
1609                 return;
1610
1611         part_in_flight(q, part, inflight);
1612
1613         if (stats & 2)
1614                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1615         if (stats & 1)
1616                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1617 }
1618 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1619
1620 #ifdef CONFIG_PM
1621 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1622 {
1623         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1624                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1625 }
1626 #else
1627 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1628 #endif
1629
1630 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1631 {
1632         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1633
1634         if (unlikely(!q))
1635                 return;
1636
1637         if (q->mq_ops) {
1638                 blk_mq_free_request(req);
1639                 return;
1640         }
1641
1642         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1643
1644         blk_pm_put_request(req);
1645
1646         elv_completed_request(q, req);
1647
1648         /* this is a bio leak */
1649         WARN_ON(req->bio != NULL);
1650
1651         wbt_done(q->rq_wb, &req->issue_stat);
1652
1653         /*
1654          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1655          * it didn't come out of our reserved rq pools
1656          */
1657         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1658                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1659                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1660
1661                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1662                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1663
1664                 blk_free_request(rl, req);
1665                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1666                 blk_put_rl(rl);
1667                 blk_queue_exit(q);
1668         }
1669 }
1670 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1671
1672 void blk_put_request(struct request *req)
1673 {
1674         struct request_queue *q = req->q;
1675
1676         if (q->mq_ops)
1677                 blk_mq_free_request(req);
1678         else {
1679                 unsigned long flags;
1680
1681                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1682                 __blk_put_request(q, req);
1683                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1684         }
1685 }
1686 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1687
1688 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1689                             struct bio *bio)
1690 {
1691         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1692
1693         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1694                 return false;
1695
1696         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1697
1698         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1699                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1700
1701         req->biotail->bi_next = bio;
1702         req->biotail = bio;
1703         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1704         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1705
1706         blk_account_io_start(req, false);
1707         return true;
1708 }
1709
1710 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1711                              struct bio *bio)
1712 {
1713         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1714
1715         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1716                 return false;
1717
1718         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1719
1720         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1721                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1722
1723         bio->bi_next = req->bio;
1724         req->bio = bio;
1725
1726         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1727         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1728         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1729
1730         blk_account_io_start(req, false);
1731         return true;
1732 }
1733
1734 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1735                 struct bio *bio)
1736 {
1737         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1738
1739         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1740                 goto no_merge;
1741         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1742             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1743                 goto no_merge;
1744
1745         req->biotail->bi_next = bio;
1746         req->biotail = bio;
1747         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1748         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1749         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1750
1751         blk_account_io_start(req, false);
1752         return true;
1753 no_merge:
1754         req_set_nomerge(q, req);
1755         return false;
1756 }
1757
1758 /**
1759  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1760  * @q: request_queue new bio is being queued at
1761  * @bio: new bio being queued
1762  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1763  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1764  * another request associated with @q is found on the plug list
1765  * (optional, may be %NULL)
1766  *
1767  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1768  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1769  * otherwise %false.
1770  *
1771  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1772  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1773  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1774  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1775  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1776  * merging parameters without querying the elevator.
1777  *
1778  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1779  */
1780 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1781                             unsigned int *request_count,
1782                             struct request **same_queue_rq)
1783 {
1784         struct blk_plug *plug;
1785         struct request *rq;
1786         struct list_head *plug_list;
1787
1788         plug = current->plug;
1789         if (!plug)
1790                 return false;
1791         *request_count = 0;
1792
1793         if (q->mq_ops)
1794                 plug_list = &plug->mq_list;
1795         else
1796                 plug_list = &plug->list;
1797
1798         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1799                 bool merged = false;
1800
1801                 if (rq->q == q) {
1802                         (*request_count)++;
1803                         /*
1804                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1805                          * rq in the same queue, there should be only one such
1806                          * rq in a queue
1807                          **/
1808                         if (same_queue_rq)
1809                                 *same_queue_rq = rq;
1810                 }
1811
1812                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1813                         continue;
1814
1815                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1816                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1817                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1818                         break;
1819                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1820                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1821                         break;
1822                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1823                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1824                         break;
1825                 default:
1826                         break;
1827                 }
1828
1829                 if (merged)
1830                         return true;
1831         }
1832
1833         return false;
1834 }
1835
1836 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1837 {
1838         struct blk_plug *plug;
1839         struct request *rq;
1840         struct list_head *plug_list;
1841         unsigned int ret = 0;
1842
1843         plug = current->plug;
1844         if (!plug)
1845                 goto out;
1846
1847         if (q->mq_ops)
1848                 plug_list = &plug->mq_list;
1849         else
1850                 plug_list = &plug->list;
1851
1852         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1853                 if (rq->q == q)
1854                         ret++;
1855         }
1856 out:
1857         return ret;
1858 }
1859
1860 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1861 {
1862         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1863
1864         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1865                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1866
1867         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1868         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1869                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1870         else if (ioc)
1871                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1872         else
1873                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1874         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1875         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1876 }
1877 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1878
1879 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1880 {
1881         struct blk_plug *plug;
1882         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1883         struct request *req, *free;
1884         unsigned int request_count = 0;
1885         unsigned int wb_acct;
1886
1887         /*
1888          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1889          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1890          * ISA dma in theory)
1891          */
1892         blk_queue_bounce(q, &bio);
1893
1894         blk_queue_split(q, &bio);
1895
1896         if (!bio_integrity_prep(bio))
1897                 return BLK_QC_T_NONE;
1898
1899         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
1900                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1901                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1902                 goto get_rq;
1903         }
1904
1905         /*
1906          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1907          * any locks.
1908          */
1909         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
1910                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1911                         return BLK_QC_T_NONE;
1912         } else
1913                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
1914
1915         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1916
1917         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
1918         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1919                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
1920                         break;
1921                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1922                 free = attempt_back_merge(q, req);
1923                 if (free)
1924                         __blk_put_request(q, free);
1925                 else
1926                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
1927                 goto out_unlock;
1928         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1929                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
1930                         break;
1931                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1932                 free = attempt_front_merge(q, req);
1933                 if (free)
1934                         __blk_put_request(q, free);
1935                 else
1936                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
1937                 goto out_unlock;
1938         default:
1939                 break;
1940         }
1941
1942 get_rq:
1943         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
1944
1945         /*
1946          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1947          * Returns with the queue unlocked.
1948          */
1949         blk_queue_enter_live(q);
1950         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0);
1951         if (IS_ERR(req)) {
1952                 blk_queue_exit(q);
1953                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
1954                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
1955                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
1956                 else
1957                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1958                 bio_endio(bio);
1959                 goto out_unlock;
1960         }
1961
1962         wbt_track(&req->issue_stat, wb_acct);
1963
1964         /*
1965          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1966          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1967          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1968          * often, and the elevators are able to handle it.
1969          */
1970         blk_init_request_from_bio(req, bio);
1971
1972         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1973                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1974
1975         plug = current->plug;
1976         if (plug) {
1977                 /*
1978                  * If this is the first request added after a plug, fire
1979                  * of a plug trace.
1980                  *
1981                  * @request_count may become stale because of schedule
1982                  * out, so check plug list again.
1983                  */
1984                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
1985                         trace_block_plug(q);
1986                 else {
1987                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
1988                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
1989                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
1990                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1991                                 trace_block_plug(q);
1992                         }
1993                 }
1994                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1995                 blk_account_io_start(req, true);
1996         } else {
1997                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1998                 add_acct_request(q, req, where);
1999                 __blk_run_queue(q);
2000 out_unlock:
2001                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2002         }
2003
2004         return BLK_QC_T_NONE;
2005 }
2006
2007 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
2008 {
2009         char b[BDEVNAME_SIZE];
2010
2011         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2012         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2013                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2014                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2015                         (long long)get_capacity(bio->bi_disk));
2016 }
2017
2018 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2019
2020 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2021
2022 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2023 {
2024         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2025 }
2026 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2027
2028 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2029 {
2030         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2031 }
2032
2033 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2034 {
2035         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2036                                                 NULL, &fail_make_request);
2037
2038         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2039 }
2040
2041 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2042
2043 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2044
2045 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2046                                         unsigned int bytes)
2047 {
2048         return false;
2049 }
2050
2051 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2052
2053 /*
2054  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2055  */
2056 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2057 {
2058         struct hd_struct *p;
2059         int ret = 0;
2060
2061         /*
2062          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2063          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2064          */
2065         if (!bio->bi_partno ||
2066             (!bio_sectors(bio) && bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_RESET))
2067                 return 0;
2068
2069         rcu_read_lock();
2070         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2071         if (likely(p && !should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size))) {
2072                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2073                 bio->bi_partno = 0;
2074                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2075                                 bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2076         } else {
2077                 printk("%s: fail for partition %d\n", __func__, bio->bi_partno);
2078                 ret = -EIO;
2079         }
2080         rcu_read_unlock();
2081
2082         return ret;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
2087  */
2088 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
2089 {
2090         sector_t maxsector;
2091
2092         if (!nr_sectors)
2093                 return 0;
2094
2095         /* Test device or partition size, when known. */
2096         maxsector = get_capacity(bio->bi_disk);
2097         if (maxsector) {
2098                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
2099
2100                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
2101                         /*
2102                          * This may well happen - the kernel calls bread()
2103                          * without checking the size of the device, e.g., when
2104                          * mounting a device.
2105                          */
2106                         handle_bad_sector(bio);
2107                         return 1;
2108                 }
2109         }
2110
2111         return 0;
2112 }
2113
2114 static noinline_for_stack bool
2115 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2116 {
2117         struct request_queue *q;
2118         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2119         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2120         char b[BDEVNAME_SIZE];
2121
2122         might_sleep();
2123
2124         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2125                 goto end_io;
2126
2127         q = bio->bi_disk->queue;
2128         if (unlikely(!q)) {
2129                 printk(KERN_ERR
2130                        "generic_make_request: Trying to access "
2131                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2132                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2133                 goto end_io;
2134         }
2135
2136         /*
2137          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2138          * if queue is not a request based queue.
2139          */
2140
2141         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2142                 goto not_supported;
2143
2144         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2145                 goto end_io;
2146
2147         if (blk_partition_remap(bio))
2148                 goto end_io;
2149
2150         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2151                 goto end_io;
2152
2153         /*
2154          * Filter flush bio's early so that make_request based
2155          * drivers without flush support don't have to worry
2156          * about them.
2157          */
2158         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2159             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2160                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2161                 if (!nr_sectors) {
2162                         status = BLK_STS_OK;
2163                         goto end_io;
2164                 }
2165         }
2166
2167         switch (bio_op(bio)) {
2168         case REQ_OP_DISCARD:
2169                 if (!blk_queue_discard(q))
2170                         goto not_supported;
2171                 break;
2172         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2173                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2174                         goto not_supported;
2175                 break;
2176         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2177                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2178                         goto not_supported;
2179                 break;
2180         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2181         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2182                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2183                         goto not_supported;
2184                 break;
2185         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2186                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2187                         goto not_supported;
2188                 break;
2189         default:
2190                 break;
2191         }
2192
2193         /*
2194          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2195          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2196          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2197          * layer knows how to live with it.
2198          */
2199         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2200
2201         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2202                 return false;
2203
2204         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2205                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2206                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2207                  * completion as well.
2208                  */
2209                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2210         }
2211         return true;
2212
2213 not_supported:
2214         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2215 end_io:
2216         bio->bi_status = status;
2217         bio_endio(bio);
2218         return false;
2219 }
2220
2221 /**
2222  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2223  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2224  *
2225  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2226  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2227  * to be done.
2228  *
2229  * generic_make_request() does not return any status.  The
2230  * success/failure status of the request, along with notification of
2231  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2232  * function described (one day) else where.
2233  *
2234  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2235  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2236  * set to describe the device address, and the
2237  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2238  * completion notification should be signaled.
2239  *
2240  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2241  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2242  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2243  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2244  */
2245 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2246 {
2247         /*
2248          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2249          * make_request_fn.
2250          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2251          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2252          * yet.
2253          */
2254         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2255         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2256
2257         if (!generic_make_request_checks(bio))
2258                 goto out;
2259
2260         /*
2261          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2262          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2263          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2264          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2265          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2266          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2267          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2268          * should be added at the tail
2269          */
2270         if (current->bio_list) {
2271                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2272                 goto out;
2273         }
2274
2275         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2276          * explanation.
2277          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2278          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2279          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2280          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2281          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2282          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2283          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2284          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2285          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2286          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2287          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2288          */
2289         BUG_ON(bio->bi_next);
2290         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2291         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2292         do {
2293                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2294                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
2295                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
2296
2297                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
2298                         struct bio_list lower, same;
2299
2300                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2301                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2302                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2303                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2304
2305                         blk_queue_exit(q);
2306
2307                         /* sort new bios into those for a lower level
2308                          * and those for the same level
2309                          */
2310                         bio_list_init(&lower);
2311                         bio_list_init(&same);
2312                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2313                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2314                                         bio_list_add(&same, bio);
2315                                 else
2316                                         bio_list_add(&lower, bio);
2317                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2318                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2319                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2320                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2321                 } else {
2322                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2323                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2324                                 bio_wouldblock_error(bio);
2325                         else
2326                                 bio_io_error(bio);
2327                 }
2328                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2329         } while (bio);
2330         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2331
2332 out:
2333         return ret;
2334 }
2335 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2336
2337 /**
2338  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2339  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2340  *
2341  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2342  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2343  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2344  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2345  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2346  */
2347 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2348 {
2349         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2350         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2351         blk_qc_t ret;
2352
2353         if (!generic_make_request_checks(bio))
2354                 return BLK_QC_T_NONE;
2355
2356         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2357                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2358                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2359                 else
2360                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2361                 bio_endio(bio);
2362                 return BLK_QC_T_NONE;
2363         }
2364
2365         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2366         blk_queue_exit(q);
2367         return ret;
2368 }
2369 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2370
2371 /**
2372  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2373  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2374  *
2375  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2376  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2377  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2378  *
2379  */
2380 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2381 {
2382         /*
2383          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2384          * go through the normal accounting stuff before submission.
2385          */
2386         if (bio_has_data(bio)) {
2387                 unsigned int count;
2388
2389                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2390                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue);
2391                 else
2392                         count = bio_sectors(bio);
2393
2394                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2395                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2396                 } else {
2397                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2398                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2399                 }
2400
2401                 if (unlikely(block_dump)) {
2402                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2403                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2404                         current->comm, task_pid_nr(current),
2405                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2406                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2407                                 bio_devname(bio, b), count);
2408                 }
2409         }
2410
2411         return generic_make_request(bio);
2412 }
2413 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2414
2415 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2416 {
2417         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2418                 return false;
2419
2420         if (current->plug)
2421                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2422         return q->poll_fn(q, cookie);
2423 }
2424 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2425
2426 /**
2427  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2428  *                              for new the queue limits
2429  * @q:  the queue
2430  * @rq: the request being checked
2431  *
2432  * Description:
2433  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2434  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2435  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2436  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2437  *    the insertion using this generic function.
2438  *
2439  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2440  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2441  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2442  */
2443 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2444                                       struct request *rq)
2445 {
2446         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2447                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2448                 return -EIO;
2449         }
2450
2451         /*
2452          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2453          * may differ from that of other stacking queues.
2454          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2455          * limitation.
2456          */
2457         blk_recalc_rq_segments(rq);
2458         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2459                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2460                 return -EIO;
2461         }
2462
2463         return 0;
2464 }
2465
2466 /**
2467  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2468  * @q:  the queue to submit the request
2469  * @rq: the request being queued
2470  */
2471 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2472 {
2473         unsigned long flags;
2474         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2475
2476         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2477                 return BLK_STS_IOERR;
2478
2479         if (rq->rq_disk &&
2480             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2481                 return BLK_STS_IOERR;
2482
2483         if (q->mq_ops) {
2484                 if (blk_queue_io_stat(q))
2485                         blk_account_io_start(rq, true);
2486                 /*
2487                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2488                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2489                  * insert.
2490                  */
2491                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, true);
2492                 return BLK_STS_OK;
2493         }
2494
2495         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2496         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2497                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2498                 return BLK_STS_IOERR;
2499         }
2500
2501         /*
2502          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2503          * because it will be linked to another request_queue
2504          */
2505         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2506
2507         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2508                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2509
2510         add_acct_request(q, rq, where);
2511         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2512                 __blk_run_queue(q);
2513         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2514
2515         return BLK_STS_OK;
2516 }
2517 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2518
2519 /**
2520  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2521  * @rq: request to examine
2522  *
2523  * Description:
2524  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2525  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2526  *     can be failed from the beginning of the request without
2527  *     crossing into area which need to be retried further.
2528  *
2529  * Return:
2530  *     The number of bytes to fail.
2531  */
2532 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2533 {
2534         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2535         unsigned int bytes = 0;
2536         struct bio *bio;
2537
2538         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2539                 return blk_rq_bytes(rq);
2540
2541         /*
2542          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2543          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2544          * which have all the failfast bits that the first one has -
2545          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2546          * one.
2547          */
2548         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2549                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2550                         break;
2551                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2552         }
2553
2554         /* this could lead to infinite loop */
2555         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2556         return bytes;
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2559
2560 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2561 {
2562         if (blk_do_io_stat(req)) {
2563                 const int rw = rq_data_dir(req);
2564                 struct hd_struct *part;
2565                 int cpu;
2566
2567                 cpu = part_stat_lock();
2568                 part = req->part;
2569                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2570                 part_stat_unlock();
2571         }
2572 }
2573
2574 void blk_account_io_done(struct request *req)
2575 {
2576         /*
2577          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2578          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2579          * containing request is enough.
2580          */
2581         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2582                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2583                 const int rw = rq_data_dir(req);
2584                 struct hd_struct *part;
2585                 int cpu;
2586
2587                 cpu = part_stat_lock();
2588                 part = req->part;
2589
2590                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2591                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2592                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2593                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2594
2595                 hd_struct_put(part);
2596                 part_stat_unlock();
2597         }
2598 }
2599
2600 #ifdef CONFIG_PM
2601 /*
2602  * Don't process normal requests when queue is suspended
2603  * or in the process of suspending/resuming
2604  */
2605 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2606 {
2607         switch (rq->q->rpm_status) {
2608         case RPM_RESUMING:
2609         case RPM_SUSPENDING:
2610                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2611         case RPM_SUSPENDED:
2612                 return false;
2613         }
2614
2615         return true;
2616 }
2617 #else
2618 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2619 {
2620         return true;
2621 }
2622 #endif
2623
2624 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2625 {
2626         struct hd_struct *part;
2627         int rw = rq_data_dir(rq);
2628         int cpu;
2629
2630         if (!blk_do_io_stat(rq))
2631                 return;
2632
2633         cpu = part_stat_lock();
2634
2635         if (!new_io) {
2636                 part = rq->part;
2637                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2638         } else {
2639                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2640                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2641                         /*
2642                          * The partition is already being removed,
2643                          * the request will be accounted on the disk only
2644                          *
2645                          * We take a reference on disk->part0 although that
2646                          * partition will never be deleted, so we can treat
2647                          * it as any other partition.
2648                          */
2649                         part = &rq->rq_disk->part0;
2650                         hd_struct_get(part);
2651                 }
2652                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2653                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2654                 rq->part = part;
2655         }
2656
2657         part_stat_unlock();
2658 }
2659
2660 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2661 {
2662         struct request *rq;
2663         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2664
2665         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2666
2667         while (1) {
2668                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2669                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2670                                 return rq;
2671
2672                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2673                                 break;
2674                 }
2675
2676                 /*
2677                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2678                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2679                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2680                  * requests and will requeue them. And this can improve
2681                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2682                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2683                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2684                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2685                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2686                  * folded to flush1.
2687                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2688                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2689                  * details.
2690                  */
2691                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2692                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2693                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2694                         return NULL;
2695                 }
2696                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2697                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2698                         return NULL;
2699         }
2700 }
2701
2702 /**
2703  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2704  * @q: request queue to peek at
2705  *
2706  * Description:
2707  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2708  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2709  *     processing it.
2710  *
2711  * Return:
2712  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2713  *     otherwise.
2714  */
2715 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2716 {
2717         struct request *rq;
2718         int ret;
2719
2720         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2721         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2722
2723         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2724                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2725                         /*
2726                          * This is the first time the device driver
2727                          * sees this request (possibly after
2728                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2729                          */
2730                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2731                                 elv_activate_rq(q, rq);
2732
2733                         /*
2734                          * just mark as started even if we don't start
2735                          * it, a request that has been delayed should
2736                          * not be passed by new incoming requests
2737                          */
2738                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2739                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2740                 }
2741
2742                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2743                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2744                         q->boundary_rq = NULL;
2745                 }
2746
2747                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2748                         break;
2749
2750                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2751                         /*
2752                          * make sure space for the drain appears we
2753                          * know we can do this because max_hw_segments
2754                          * has been adjusted to be one fewer than the
2755                          * device can handle
2756                          */
2757                         rq->nr_phys_segments++;
2758                 }
2759
2760                 if (!q->prep_rq_fn)
2761                         break;
2762
2763                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2764                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2765                         break;
2766                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2767                         /*
2768                          * the request may have been (partially) prepped.
2769                          * we need to keep this request in the front to
2770                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2771                          * prevent other fs requests from passing this one.
2772                          */
2773                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2774                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2775                                 /*
2776                                  * remove the space for the drain we added
2777                                  * so that we don't add it again
2778                                  */
2779                                 --rq->nr_phys_segments;
2780                         }
2781
2782                         rq = NULL;
2783                         break;
2784                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2785                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2786                         /*
2787                          * Mark this request as started so we don't trigger
2788                          * any debug logic in the end I/O path.
2789                          */
2790                         blk_start_request(rq);
2791                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2792                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2793                 } else {
2794                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2795                         break;
2796                 }
2797         }
2798
2799         return rq;
2800 }
2801 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2802
2803 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2804 {
2805         struct request_queue *q = rq->q;
2806
2807         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2808         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2809
2810         list_del_init(&rq->queuelist);
2811
2812         /*
2813          * the time frame between a request being removed from the lists
2814          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2815          * the driver side.
2816          */
2817         if (blk_account_rq(rq)) {
2818                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2819                 set_io_start_time_ns(rq);
2820         }
2821 }
2822
2823 /**
2824  * blk_start_request - start request processing on the driver
2825  * @req: request to dequeue
2826  *
2827  * Description:
2828  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2829  *     request to the driver.
2830  */
2831 void blk_start_request(struct request *req)
2832 {
2833         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2834         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2835
2836         blk_dequeue_request(req);
2837
2838         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2839                 blk_stat_set_issue(&req->issue_stat, blk_rq_sectors(req));
2840                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2841                 wbt_issue(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2842         }
2843
2844         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2845         blk_add_timer(req);
2846 }
2847 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2848
2849 /**
2850  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2851  * @q: request queue to fetch a request from
2852  *
2853  * Description:
2854  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2855  *     return and LLD can start processing it immediately.
2856  *
2857  * Return:
2858  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2859  *     otherwise.
2860  */
2861 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2862 {
2863         struct request *rq;
2864
2865         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2866         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2867
2868         rq = blk_peek_request(q);
2869         if (rq)
2870                 blk_start_request(rq);
2871         return rq;
2872 }
2873 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2874
2875 /*
2876  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
2877  * The request must not have been partially completed before.
2878  */
2879 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
2880 {
2881         if (rq->bio) {
2882                 if (list->tail)
2883                         list->tail->bi_next = rq->bio;
2884                 else
2885                         list->head = rq->bio;
2886                 list->tail = rq->biotail;
2887
2888                 rq->bio = NULL;
2889                 rq->biotail = NULL;
2890         }
2891
2892         rq->__data_len = 0;
2893 }
2894 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
2895
2896 /**
2897  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2898  * @req:      the request being processed
2899  * @error:    block status code
2900  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2901  *
2902  * Description:
2903  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2904  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2905  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2906  *
2907  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2908  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2909  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2910  *
2911  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2912  *     %false return from this function.
2913  *
2914  * Return:
2915  *     %false - this request doesn't have any more data
2916  *     %true  - this request has more data
2917  **/
2918 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
2919                 unsigned int nr_bytes)
2920 {
2921         int total_bytes;
2922
2923         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
2924
2925         if (!req->bio)
2926                 return false;
2927
2928         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
2929                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
2930                 print_req_error(req, error);
2931
2932         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2933
2934         total_bytes = 0;
2935         while (req->bio) {
2936                 struct bio *bio = req->bio;
2937                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2938
2939                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2940                         req->bio = bio->bi_next;
2941
2942                 /* Completion has already been traced */
2943                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2944                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2945
2946                 total_bytes += bio_bytes;
2947                 nr_bytes -= bio_bytes;
2948
2949                 if (!nr_bytes)
2950                         break;
2951         }
2952
2953         /*
2954          * completely done
2955          */
2956         if (!req->bio) {
2957                 /*
2958                  * Reset counters so that the request stacking driver
2959                  * can find how many bytes remain in the request
2960                  * later.
2961                  */
2962                 req->__data_len = 0;
2963                 return false;
2964         }
2965
2966         req->__data_len -= total_bytes;
2967
2968         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2969         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
2970                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2971
2972         /* mixed attributes always follow the first bio */
2973         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
2974                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2975                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
2976         }
2977
2978         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
2979                 /*
2980                  * If total number of sectors is less than the first segment
2981                  * size, something has gone terribly wrong.
2982                  */
2983                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2984                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2985                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2986                 }
2987
2988                 /* recalculate the number of segments */
2989                 blk_recalc_rq_segments(req);
2990         }
2991
2992         return true;
2993 }
2994 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2995
2996 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
2997                                     unsigned int nr_bytes,
2998                                     unsigned int bidi_bytes)
2999 {
3000         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3001                 return true;
3002
3003         /* Bidi request must be completed as a whole */
3004         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3005             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3006                 return true;
3007
3008         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3009                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3010
3011         return false;
3012 }
3013
3014 /**
3015  * blk_unprep_request - unprepare a request
3016  * @req:        the request
3017  *
3018  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3019  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3020  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3021  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3022  * lock is held when calling this.
3023  */
3024 void blk_unprep_request(struct request *req)
3025 {
3026         struct request_queue *q = req->q;
3027
3028         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3029         if (q->unprep_rq_fn)
3030                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3031 }
3032 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3033
3034 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3035 {
3036         struct request_queue *q = req->q;
3037
3038         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3039         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3040
3041         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3042                 blk_stat_add(req);
3043
3044         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3045                 blk_queue_end_tag(q, req);
3046
3047         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3048
3049         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3050                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3051
3052         blk_delete_timer(req);
3053
3054         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3055                 blk_unprep_request(req);
3056
3057         blk_account_io_done(req);
3058
3059         if (req->end_io) {
3060                 wbt_done(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
3061                 req->end_io(req, error);
3062         } else {
3063                 if (blk_bidi_rq(req))
3064                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3065
3066                 __blk_put_request(q, req);
3067         }
3068 }
3069 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3070
3071 /**
3072  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3073  * @rq:         the request to complete
3074  * @error:      block status code
3075  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3076  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3077  *
3078  * Description:
3079  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3080  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3081  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3082  *     just ignored.
3083  *
3084  * Return:
3085  *     %false - we are done with this request
3086  *     %true  - still buffers pending for this request
3087  **/
3088 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3089                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3090 {
3091         struct request_queue *q = rq->q;
3092         unsigned long flags;
3093
3094         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3095
3096         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3097                 return true;
3098
3099         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3100         blk_finish_request(rq, error);
3101         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3102
3103         return false;
3104 }
3105
3106 /**
3107  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3108  * @rq:         the request to complete
3109  * @error:      block status code
3110  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3111  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3112  *
3113  * Description:
3114  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3115  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3116  *
3117  * Return:
3118  *     %false - we are done with this request
3119  *     %true  - still buffers pending for this request
3120  **/
3121 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3122                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3123 {
3124         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3125         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3126
3127         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3128                 return true;
3129
3130         blk_finish_request(rq, error);
3131
3132         return false;
3133 }
3134
3135 /**
3136  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3137  * @rq:       the request being processed
3138  * @error:    block status code
3139  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3140  *
3141  * Description:
3142  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3143  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3144  *
3145  * Return:
3146  *     %false - we are done with this request
3147  *     %true  - still buffers pending for this request
3148  **/
3149 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3150                 unsigned int nr_bytes)
3151 {
3152         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3153         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3154 }
3155 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3156
3157 /**
3158  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3159  * @rq: the request to finish
3160  * @error: block status code
3161  *
3162  * Description:
3163  *     Completely finish @rq.
3164  */
3165 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3166 {
3167         bool pending;
3168         unsigned int bidi_bytes = 0;
3169
3170         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3171                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3172
3173         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3174         BUG_ON(pending);
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3177
3178 /**
3179  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3180  * @rq:       the request being processed
3181  * @error:    block status code
3182  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3183  *
3184  * Description:
3185  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3186  *
3187  * Return:
3188  *     %false - we are done with this request
3189  *     %true  - still buffers pending for this request
3190  **/
3191 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3192                 unsigned int nr_bytes)
3193 {
3194         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3195         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3196
3197         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3198 }
3199 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3200
3201 /**
3202  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3203  * @rq: the request to finish
3204  * @error:    block status code
3205  *
3206  * Description:
3207  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3208  */
3209 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3210 {
3211         bool pending;
3212         unsigned int bidi_bytes = 0;
3213
3214         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3215         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3216
3217         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3218                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3219
3220         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3221         BUG_ON(pending);
3222 }
3223 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3224
3225 /**
3226  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3227  * @rq: the request to finish the current chunk for
3228  * @error:    block status code
3229  *
3230  * Description:
3231  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3232  *     be called with queue lock held.
3233  *
3234  * Return:
3235  *     %false - we are done with this request
3236  *     %true  - still buffers pending for this request
3237  */
3238 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3239 {
3240         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3241 }
3242 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3243
3244 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3245                      struct bio *bio)
3246 {
3247         if (bio_has_data(bio))
3248                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3249
3250         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3251         rq->bio = rq->biotail = bio;
3252
3253         if (bio->bi_disk)
3254                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3255 }
3256
3257 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3258 /**
3259  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3260  * @rq: the request to be flushed
3261  *
3262  * Description:
3263  *     Flush all pages in @rq.
3264  */
3265 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3266 {
3267         struct req_iterator iter;
3268         struct bio_vec bvec;
3269
3270         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3271                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3274 #endif
3275
3276 /**
3277  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3278  * @q : the queue of the device being checked
3279  *
3280  * Description:
3281  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3282  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3283  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3284  *
3285  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3286  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3287  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3288  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3289  *    on burst I/O load.
3290  *
3291  * Return:
3292  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3293  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3294  */
3295 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3296 {
3297         if (q->lld_busy_fn)
3298                 return q->lld_busy_fn(q);
3299
3300         return 0;
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3303
3304 /**
3305  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3306  * @rq: the clone request to be cleaned up
3307  *
3308  * Description:
3309  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3310  */
3311 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3312 {
3313         struct bio *bio;
3314
3315         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3316                 rq->bio = bio->bi_next;
3317
3318                 bio_put(bio);
3319         }
3320 }
3321 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3322
3323 /*
3324  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3325  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3326  */
3327 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3328 {
3329         dst->cpu = src->cpu;
3330         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3331         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3332         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3333         dst->ioprio = src->ioprio;
3334         dst->extra_len = src->extra_len;
3335 }
3336
3337 /**
3338  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3339  * @rq: the request to be setup
3340  * @rq_src: original request to be cloned
3341  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3342  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3343  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3344  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3345  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3346  *
3347  * Description:
3348  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3349  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3350  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3351  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3352  *     and the cloned bios just point same pages.
3353  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3354  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3355  */
3356 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3357                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3358                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3359                       void *data)
3360 {
3361         struct bio *bio, *bio_src;
3362
3363         if (!bs)
3364                 bs = fs_bio_set;
3365
3366         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3367                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3368                 if (!bio)
3369                         goto free_and_out;
3370
3371                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3372                         goto free_and_out;
3373
3374                 if (rq->bio) {
3375                         rq->biotail->bi_next = bio;
3376                         rq->biotail = bio;
3377                 } else
3378                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3379         }
3380
3381         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3382
3383         return 0;
3384
3385 free_and_out:
3386         if (bio)
3387                 bio_put(bio);
3388         blk_rq_unprep_clone(rq);
3389
3390         return -ENOMEM;
3391 }
3392 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3393
3394 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3395 {
3396         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3399
3400 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3401 {
3402         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3405
3406 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3407                                 unsigned long delay)
3408 {
3409         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3410 }
3411 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3412
3413 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3414                                   unsigned long delay)
3415 {
3416         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3417 }
3418 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3419
3420 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3421                                      unsigned long delay)
3422 {
3423         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3424 }
3425 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3426
3427 /**
3428  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3429  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3430  *
3431  * Description:
3432  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3433  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3434  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3435  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3436  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3437  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3438  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3439  *   this kind of deadlock.
3440  */
3441 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3442 {
3443         struct task_struct *tsk = current;
3444
3445         /*
3446          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3447          */
3448         if (tsk->plug)
3449                 return;
3450
3451         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3452         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3453         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3454         /*
3455          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3456          * preempt will imply a full memory barrier
3457          */
3458         tsk->plug = plug;
3459 }
3460 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3461
3462 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3463 {
3464         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3465         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3466
3467         return !(rqa->q < rqb->q ||
3468                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3469 }
3470
3471 /*
3472  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3473  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3474  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3475  * plugger did not intend it.
3476  */
3477 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3478                             bool from_schedule)
3479         __releases(q->queue_lock)
3480 {
3481         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3482
3483         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3484
3485         if (from_schedule)
3486                 blk_run_queue_async(q);
3487         else
3488                 __blk_run_queue(q);
3489         spin_unlock(q->queue_lock);
3490 }
3491
3492 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3493 {
3494         LIST_HEAD(callbacks);
3495
3496         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3497                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3498
3499                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3500                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3501                                                           struct blk_plug_cb,
3502                                                           list);
3503                         list_del(&cb->list);
3504                         cb->callback(cb, from_schedule);
3505                 }
3506         }
3507 }
3508
3509 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3510                                       int size)
3511 {
3512         struct blk_plug *plug = current->plug;
3513         struct blk_plug_cb *cb;
3514
3515         if (!plug)
3516                 return NULL;
3517
3518         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3519                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3520                         return cb;
3521
3522         /* Not currently on the callback list */
3523         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3524         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3525         if (cb) {
3526                 cb->data = data;
3527                 cb->callback = unplug;
3528                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3529         }
3530         return cb;
3531 }
3532 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3533
3534 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3535 {
3536         struct request_queue *q;
3537         unsigned long flags;
3538         struct request *rq;
3539         LIST_HEAD(list);
3540         unsigned int depth;
3541
3542         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3543
3544         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3545                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3546
3547         if (list_empty(&plug->list))
3548                 return;
3549
3550         list_splice_init(&plug->list, &list);
3551
3552         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3553
3554         q = NULL;
3555         depth = 0;
3556
3557         /*
3558          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3559          * queue lock we have to take.
3560          */
3561         local_irq_save(flags);
3562         while (!list_empty(&list)) {
3563                 rq = list_entry_rq(list.next);
3564                 list_del_init(&rq->queuelist);
3565                 BUG_ON(!rq->q);
3566                 if (rq->q != q) {
3567                         /*
3568                          * This drops the queue lock
3569                          */
3570                         if (q)
3571                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3572                         q = rq->q;
3573                         depth = 0;
3574                         spin_lock(q->queue_lock);
3575                 }
3576
3577                 /*
3578                  * Short-circuit if @q is dead
3579                  */
3580                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3581                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3582                         continue;
3583                 }
3584
3585                 /*
3586                  * rq is already accounted, so use raw insert
3587                  */
3588                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3589                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3590                 else
3591                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3592
3593                 depth++;
3594         }
3595
3596         /*
3597          * This drops the queue lock
3598          */
3599         if (q)
3600                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3601
3602         local_irq_restore(flags);
3603 }
3604
3605 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3606 {
3607         if (plug != current->plug)
3608                 return;
3609         blk_flush_plug_list(plug, false);
3610
3611         current->plug = NULL;
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3614
3615 #ifdef CONFIG_PM
3616 /**
3617  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3618  * @q: the queue of the device
3619  * @dev: the device the queue belongs to
3620  *
3621  * Description:
3622  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3623  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3624  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3625  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3626  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3627  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3628  *
3629  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3630  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3631  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3632  *    not need to touch other autosuspend settings.
3633  *
3634  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3635  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3636  */
3637 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3638 {
3639         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3640         if (q->mq_ops)
3641                 return;
3642
3643         q->dev = dev;
3644         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3645         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3646         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3647 }
3648 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3649
3650 /**
3651  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3652  * @q: the queue of the device
3653  *
3654  * Description:
3655  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3656  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3657  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3658  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3659  *    proceed to suspend the device.
3660  *
3661  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3662  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3663  *
3664  *    This function should be called near the start of the device's
3665  *    runtime_suspend callback.
3666  *
3667  * Return:
3668  *    0         - OK to runtime suspend the device
3669  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3670  */
3671 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3672 {
3673         int ret = 0;
3674
3675         if (!q->dev)
3676                 return ret;
3677
3678         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3679         if (q->nr_pending) {
3680                 ret = -EBUSY;
3681                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3682         } else {
3683                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3684         }
3685         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3686         return ret;
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3689
3690 /**
3691  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3692  * @q: the queue of the device
3693  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3694  *
3695  * Description:
3696  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3697  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3698  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3699  *
3700  *    This function should be called near the end of the device's
3701  *    runtime_suspend callback.
3702  */
3703 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3704 {
3705         if (!q->dev)
3706                 return;
3707
3708         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3709         if (!err) {
3710                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3711         } else {
3712                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3713                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3714         }
3715         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3716 }
3717 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3718
3719 /**
3720  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3721  * @q: the queue of the device
3722  *
3723  * Description:
3724  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3725  *    runtime resume of the device.
3726  *
3727  *    This function should be called near the start of the device's
3728  *    runtime_resume callback.
3729  */
3730 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3731 {
3732         if (!q->dev)
3733                 return;
3734
3735         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3736         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3737         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3738 }
3739 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3740
3741 /**
3742  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3743  * @q: the queue of the device
3744  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3745  *
3746  * Description:
3747  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3748  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3749  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3750  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3751  *
3752  *    This function should be called near the end of the device's
3753  *    runtime_resume callback.
3754  */
3755 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3756 {
3757         if (!q->dev)
3758                 return;
3759
3760         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3761         if (!err) {
3762                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3763                 __blk_run_queue(q);
3764                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3765                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3766         } else {
3767                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3768         }
3769         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3770 }
3771 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3772
3773 /**
3774  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3775  * @q: the queue of the device
3776  *
3777  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3778  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3779  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3780  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3781  * queue.
3782  *
3783  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3784  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3785  * should be called before first request is added to the queue.
3786  */
3787 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3788 {
3789         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3790         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3791         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3792         pm_request_autosuspend(q->dev);
3793         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3794 }
3795 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3796 #endif
3797
3798 int __init blk_dev_init(void)
3799 {
3800         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3801         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3802                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3803         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3804                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3805
3806         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3807         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3808                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3809         if (!kblockd_workqueue)
3810                 panic("Failed to create kblockd\n");
3811
3812         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3813                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3814
3815         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3816                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3817
3818 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3819         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3820 #endif
3821
3822         return 0;
3823 }