Merge tag 'trace-v4.20' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rostedt...
[sfrench/cifs-2.6.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37 #include <linux/bpf.h>
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/block.h>
41
42 #include "blk.h"
43 #include "blk-mq.h"
44 #include "blk-mq-sched.h"
45 #include "blk-pm.h"
46 #include "blk-rq-qos.h"
47
48 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
49 struct dentry *blk_debugfs_root;
50 #endif
51
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
56 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
57
58 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
59
60 /*
61  * For the allocated request tables
62  */
63 struct kmem_cache *request_cachep;
64
65 /*
66  * For queue allocation
67  */
68 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
69
70 /*
71  * Controlling structure to kblockd
72  */
73 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
74
75 /**
76  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
77  * @flag: flag to be set
78  * @q: request queue
79  */
80 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
81 {
82         unsigned long flags;
83
84         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
85         queue_flag_set(flag, q);
86         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
87 }
88 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
89
90 /**
91  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
92  * @flag: flag to be cleared
93  * @q: request queue
94  */
95 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
96 {
97         unsigned long flags;
98
99         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
100         queue_flag_clear(flag, q);
101         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
102 }
103 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
104
105 /**
106  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
107  * @flag: flag to be set
108  * @q: request queue
109  *
110  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
111  * the flag was already set.
112  */
113 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
114 {
115         unsigned long flags;
116         bool res;
117
118         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
119         res = queue_flag_test_and_set(flag, q);
120         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
121
122         return res;
123 }
124 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
125
126 /**
127  * blk_queue_flag_test_and_clear - atomically test and clear a queue flag
128  * @flag: flag to be cleared
129  * @q: request queue
130  *
131  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
132  * the flag was set.
133  */
134 bool blk_queue_flag_test_and_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
135 {
136         unsigned long flags;
137         bool res;
138
139         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
140         res = queue_flag_test_and_clear(flag, q);
141         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
142
143         return res;
144 }
145 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_clear);
146
147 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
148 {
149 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
150         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
151 #else
152         /*
153          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
154          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
155          */
156         if (rl == &rl->q->root_rl)
157                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
158 #endif
159 }
160
161 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
162 {
163 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
164         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
165 #else
166         /* see blk_clear_congested() */
167         if (rl == &rl->q->root_rl)
168                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
169 #endif
170 }
171
172 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
173 {
174         int nr;
175
176         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
177         if (nr > q->nr_requests)
178                 nr = q->nr_requests;
179         q->nr_congestion_on = nr;
180
181         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
182         if (nr < 1)
183                 nr = 1;
184         q->nr_congestion_off = nr;
185 }
186
187 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
188 {
189         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
190
191         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
192         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
193         rq->cpu = -1;
194         rq->q = q;
195         rq->__sector = (sector_t) -1;
196         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
197         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
198         rq->tag = -1;
199         rq->internal_tag = -1;
200         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
201         rq->part = NULL;
202 }
203 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
204
205 static const struct {
206         int             errno;
207         const char      *name;
208 } blk_errors[] = {
209         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
210         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
211         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
212         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
213         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
214         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
215         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
216         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
217         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
218         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
219         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
220         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
221
222         /* device mapper special case, should not leak out: */
223         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
224
225         /* everything else not covered above: */
226         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
227 };
228
229 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
230 {
231         int i;
232
233         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
234                 if (blk_errors[i].errno == errno)
235                         return (__force blk_status_t)i;
236         }
237
238         return BLK_STS_IOERR;
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
241
242 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
243 {
244         int idx = (__force int)status;
245
246         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
247                 return -EIO;
248         return blk_errors[idx].errno;
249 }
250 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
251
252 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
253 {
254         int idx = (__force int)status;
255
256         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
257                 return;
258
259         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
260                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
261                            req->rq_disk->disk_name : "?",
262                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
263 }
264
265 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
266                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
267 {
268         if (error)
269                 bio->bi_status = error;
270
271         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
272                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
273
274         bio_advance(bio, nbytes);
275
276         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
277         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
278                 bio_endio(bio);
279 }
280
281 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
282 {
283         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
284                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
285                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
286
287         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
288                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
289                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
290         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
291                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
292 }
293 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
294
295 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
296 {
297         struct request_queue *q;
298
299         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
300         spin_lock_irq(q->queue_lock);
301         __blk_run_queue(q);
302         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
303 }
304
305 /**
306  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
307  * @q:          The &struct request_queue in question
308  * @msecs:      Delay in msecs
309  *
310  * Description:
311  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
312  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
313  *   restarted around the specified time.
314  */
315 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
316 {
317         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
318         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
319
320         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
321                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
322                                    msecs_to_jiffies(msecs));
323 }
324 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
325
326 /**
327  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
328  * @q:    The &struct request_queue in question
329  *
330  * Description:
331  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
332  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
333  *   context.
334  **/
335 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
336 {
337         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
338         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
339
340         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
341         blk_run_queue_async(q);
342 }
343 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
344
345 /**
346  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
347  * @q:    The &struct request_queue in question
348  *
349  * Description:
350  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
351  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
352  *   entered. Also see blk_stop_queue().
353  **/
354 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
355 {
356         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
357         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
358
359         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
360         __blk_run_queue(q);
361 }
362 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
363
364 /**
365  * blk_stop_queue - stop a queue
366  * @q:    The &struct request_queue in question
367  *
368  * Description:
369  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
370  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
371  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
372  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
373  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
374  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
375  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
376  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
377  **/
378 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
379 {
380         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
381         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
382
383         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
384         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
385 }
386 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
387
388 /**
389  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
390  * @q: the queue
391  *
392  * Description:
393  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
394  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
395  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
396  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
397  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
398  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
399  *     this function.
400  *
401  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
402  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
403  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
404  *
405  */
406 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
407 {
408         del_timer_sync(&q->timeout);
409         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
410
411         if (q->mq_ops) {
412                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
413                 int i;
414
415                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
416                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
417                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
418         } else {
419                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
420         }
421 }
422 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
423
424 /**
425  * blk_set_pm_only - increment pm_only counter
426  * @q: request queue pointer
427  */
428 void blk_set_pm_only(struct request_queue *q)
429 {
430         atomic_inc(&q->pm_only);
431 }
432 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_pm_only);
433
434 void blk_clear_pm_only(struct request_queue *q)
435 {
436         int pm_only;
437
438         pm_only = atomic_dec_return(&q->pm_only);
439         WARN_ON_ONCE(pm_only < 0);
440         if (pm_only == 0)
441                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
442 }
443 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_pm_only);
444
445 /**
446  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
447  * @q:  The queue to run
448  *
449  * Description:
450  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
451  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
452  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
453  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
454  *    disabled. See also @blk_run_queue.
455  */
456 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
457 {
458         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
459         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
460
461         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
462                 return;
463
464         /*
465          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
466          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
467          * running such a request function concurrently. Keep track of the
468          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
469          * can wait until all these request_fn calls have finished.
470          */
471         q->request_fn_active++;
472         q->request_fn(q);
473         q->request_fn_active--;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
476
477 /**
478  * __blk_run_queue - run a single device queue
479  * @q:  The queue to run
480  *
481  * Description:
482  *    See @blk_run_queue.
483  */
484 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
485 {
486         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
487         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
488
489         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
490                 return;
491
492         __blk_run_queue_uncond(q);
493 }
494 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
495
496 /**
497  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
498  * @q:  The queue to run
499  *
500  * Description:
501  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
502  *    of us.
503  *
504  * Note:
505  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
506  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
507  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
508  */
509 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
510 {
511         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
512         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
513
514         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
515                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
518
519 /**
520  * blk_run_queue - run a single device queue
521  * @q: The queue to run
522  *
523  * Description:
524  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
525  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
526  */
527 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
528 {
529         unsigned long flags;
530
531         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
532
533         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
534         __blk_run_queue(q);
535         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
536 }
537 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
538
539 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
540 {
541         kobject_put(&q->kobj);
542 }
543 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
544
545 /**
546  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
547  * @q: queue to drain
548  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
549  *
550  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
551  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
552  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
553  */
554 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
555         __releases(q->queue_lock)
556         __acquires(q->queue_lock)
557 {
558         int i;
559
560         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
561         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
562
563         while (true) {
564                 bool drain = false;
565
566                 /*
567                  * The caller might be trying to drain @q before its
568                  * elevator is initialized.
569                  */
570                 if (q->elevator)
571                         elv_drain_elevator(q);
572
573                 blkcg_drain_queue(q);
574
575                 /*
576                  * This function might be called on a queue which failed
577                  * driver init after queue creation or is not yet fully
578                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
579                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
580                  * something on it and @q has request_fn set.
581                  */
582                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
583                         __blk_run_queue(q);
584
585                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
586                 drain |= q->request_fn_active;
587
588                 /*
589                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
590                  * multiple places and there's no single counter which can
591                  * be drained.  Check all the queues and counters.
592                  */
593                 if (drain_all) {
594                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
595                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
596                         for (i = 0; i < 2; i++) {
597                                 drain |= q->nr_rqs[i];
598                                 drain |= q->in_flight[i];
599                                 if (fq)
600                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
601                         }
602                 }
603
604                 if (!drain)
605                         break;
606
607                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
608
609                 msleep(10);
610
611                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
612         }
613
614         /*
615          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
616          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
617          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
618          */
619         if (q->request_fn) {
620                 struct request_list *rl;
621
622                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
623                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
624                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
625         }
626 }
627
628 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
629 {
630         spin_lock_irq(q->queue_lock);
631         __blk_drain_queue(q, true);
632         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
633 }
634
635 /**
636  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
637  * @q: queue of interest
638  *
639  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
640  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
641  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
642  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
643  * inside queue or RCU read lock.
644  */
645 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
646 {
647         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
648
649         spin_lock_irq(q->queue_lock);
650         q->bypass_depth++;
651         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
652         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
653
654         /*
655          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
656          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
657          * can happen many times during boot.
658          */
659         if (blk_queue_init_done(q)) {
660                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
661                 __blk_drain_queue(q, false);
662                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
663
664                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
665                 synchronize_rcu();
666         }
667 }
668 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
669
670 /**
671  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
672  * @q: queue of interest
673  *
674  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
675  *
676  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
677  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
678  */
679 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
680 {
681         spin_lock_irq(q->queue_lock);
682         if (!--q->bypass_depth)
683                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
684         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
685         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
686 }
687 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
688
689 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
690 {
691         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
692
693         /*
694          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
695          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
696          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
697          */
698         blk_freeze_queue_start(q);
699
700         if (q->mq_ops)
701                 blk_mq_wake_waiters(q);
702         else {
703                 struct request_list *rl;
704
705                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
706                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
707                         if (rl->rq_pool) {
708                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
709                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
710                         }
711                 }
712                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
713         }
714
715         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
716         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
717 }
718 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
719
720 /* Unconfigure the I/O scheduler and dissociate from the cgroup controller. */
721 void blk_exit_queue(struct request_queue *q)
722 {
723         /*
724          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
725          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
726          * cgroup controller.
727          */
728         if (q->elevator) {
729                 ioc_clear_queue(q);
730                 elevator_exit(q, q->elevator);
731                 q->elevator = NULL;
732         }
733
734         /*
735          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
736          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
737          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
738          */
739         blkcg_exit_queue(q);
740
741         /*
742          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
743          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
744          * association with the block cgroup controller.
745          */
746         bdi_put(q->backing_dev_info);
747 }
748
749 /**
750  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
751  * @q: request queue to shutdown
752  *
753  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
754  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
755  */
756 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
757 {
758         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
759
760         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
761         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
762         blk_set_queue_dying(q);
763         spin_lock_irq(lock);
764
765         /*
766          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
767          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
768          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
769          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
770          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
771          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
772          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
773          */
774         q->bypass_depth++;
775         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
776
777         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
778         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
779         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
780         spin_unlock_irq(lock);
781         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
782
783         /*
784          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
785          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
786          */
787         blk_freeze_queue(q);
788         spin_lock_irq(lock);
789         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
790         spin_unlock_irq(lock);
791
792         /*
793          * make sure all in-progress dispatch are completed because
794          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
795          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
796          * from more than one contexts.
797          *
798          * No need to quiesce queue if it isn't initialized yet since
799          * blk_freeze_queue() should be enough for cases of passthrough
800          * request.
801          */
802         if (q->mq_ops && blk_queue_init_done(q))
803                 blk_mq_quiesce_queue(q);
804
805         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
806         blk_flush_integrity();
807
808         /* @q won't process any more request, flush async actions */
809         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
810         blk_sync_queue(q);
811
812         /*
813          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
814          * has been removed.
815          */
816         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
817
818         blk_exit_queue(q);
819
820         if (q->mq_ops)
821                 blk_mq_free_queue(q);
822         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
823
824         spin_lock_irq(lock);
825         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
826                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
827         spin_unlock_irq(lock);
828
829         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
830         blk_put_queue(q);
831 }
832 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
833
834 /* Allocate memory local to the request queue */
835 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
836 {
837         struct request_queue *q = data;
838
839         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
840 }
841
842 static void free_request_simple(void *element, void *data)
843 {
844         kmem_cache_free(request_cachep, element);
845 }
846
847 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
848 {
849         struct request_queue *q = data;
850         struct request *rq;
851
852         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
853                         q->node);
854         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
855                 kfree(rq);
856                 rq = NULL;
857         }
858         return rq;
859 }
860
861 static void free_request_size(void *element, void *data)
862 {
863         struct request_queue *q = data;
864
865         if (q->exit_rq_fn)
866                 q->exit_rq_fn(q, element);
867         kfree(element);
868 }
869
870 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
871                 gfp_t gfp_mask)
872 {
873         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
874                 return 0;
875
876         rl->q = q;
877         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
878         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
879         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
880         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
881
882         if (q->cmd_size) {
883                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
884                                 alloc_request_size, free_request_size,
885                                 q, gfp_mask, q->node);
886         } else {
887                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
888                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
889                                 q, gfp_mask, q->node);
890         }
891         if (!rl->rq_pool)
892                 return -ENOMEM;
893
894         if (rl != &q->root_rl)
895                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
896
897         return 0;
898 }
899
900 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
901 {
902         if (rl->rq_pool) {
903                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
904                 if (rl != &q->root_rl)
905                         blk_put_queue(q);
906         }
907 }
908
909 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
910 {
911         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE, NULL);
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
914
915 /**
916  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
917  * @q: request queue pointer
918  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
919  */
920 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
921 {
922         const bool pm = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
923
924         while (true) {
925                 bool success = false;
926
927                 rcu_read_lock();
928                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
929                         /*
930                          * The code that increments the pm_only counter is
931                          * responsible for ensuring that that counter is
932                          * globally visible before the queue is unfrozen.
933                          */
934                         if (pm || !blk_queue_pm_only(q)) {
935                                 success = true;
936                         } else {
937                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
938                         }
939                 }
940                 rcu_read_unlock();
941
942                 if (success)
943                         return 0;
944
945                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
946                         return -EBUSY;
947
948                 /*
949                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
950                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
951                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
952                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
953                  * never return if the two reads are reordered.
954                  */
955                 smp_rmb();
956
957                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
958                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
959                             (pm || (blk_pm_request_resume(q),
960                                     !blk_queue_pm_only(q)))) ||
961                            blk_queue_dying(q));
962                 if (blk_queue_dying(q))
963                         return -ENODEV;
964         }
965 }
966
967 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
968 {
969         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
970 }
971
972 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
973 {
974         struct request_queue *q =
975                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
976
977         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
978 }
979
980 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
981 {
982         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
983
984         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
985 }
986
987 /**
988  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
989  * @gfp_mask: memory allocation flags
990  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
991  * @lock: For legacy queues, pointer to a spinlock that will be used to e.g.
992  *        serialize calls to the legacy .request_fn() callback. Ignored for
993  *        blk-mq request queues.
994  *
995  * Note: pass the queue lock as the third argument to this function instead of
996  * setting the queue lock pointer explicitly to avoid triggering a sporadic
997  * crash in the blkcg code. This function namely calls blkcg_init_queue() and
998  * the queue lock pointer must be set before blkcg_init_queue() is called.
999  */
1000 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id,
1001                                            spinlock_t *lock)
1002 {
1003         struct request_queue *q;
1004         int ret;
1005
1006         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
1007                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
1008         if (!q)
1009                 return NULL;
1010
1011         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1012         q->last_merge = NULL;
1013         q->end_sector = 0;
1014         q->boundary_rq = NULL;
1015
1016         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
1017         if (q->id < 0)
1018                 goto fail_q;
1019
1020         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
1021         if (ret)
1022                 goto fail_id;
1023
1024         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
1025         if (!q->backing_dev_info)
1026                 goto fail_split;
1027
1028         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
1029         if (!q->stats)
1030                 goto fail_stats;
1031
1032         q->backing_dev_info->ra_pages =
1033                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
1034         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
1035         q->backing_dev_info->name = "block";
1036         q->node = node_id;
1037
1038         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
1039                     laptop_mode_timer_fn, 0);
1040         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
1041         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
1042         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
1043         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
1044 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1045         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1046 #endif
1047         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
1048
1049         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
1050
1051 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
1052         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
1053 #endif
1054         mutex_init(&q->sysfs_lock);
1055         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
1056
1057         q->queue_lock = lock ? : &q->__queue_lock;
1058
1059         /*
1060          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
1061          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
1062          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
1063          * registered by blk_register_queue().
1064          */
1065         q->bypass_depth = 1;
1066         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
1067
1068         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
1069
1070         /*
1071          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
1072          * See blk_register_queue() for details.
1073          */
1074         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
1075                                 blk_queue_usage_counter_release,
1076                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
1077                 goto fail_bdi;
1078
1079         if (blkcg_init_queue(q))
1080                 goto fail_ref;
1081
1082         return q;
1083
1084 fail_ref:
1085         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
1086 fail_bdi:
1087         blk_free_queue_stats(q->stats);
1088 fail_stats:
1089         bdi_put(q->backing_dev_info);
1090 fail_split:
1091         bioset_exit(&q->bio_split);
1092 fail_id:
1093         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
1094 fail_q:
1095         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
1096         return NULL;
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
1099
1100 /**
1101  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
1102  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
1103  *        placed on the queue.
1104  * @lock: Request queue spin lock
1105  *
1106  * Description:
1107  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
1108  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
1109  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
1110  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
1111  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
1112  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
1113  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
1114  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
1115  *
1116  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
1117  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1118  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1119  *    get dealt with eventually.
1120  *
1121  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1122  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1123  *    disabling is needed for it.
1124  *
1125  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1126  *    it didn't succeed.
1127  *
1128  * Note:
1129  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1130  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1131  **/
1132
1133 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1134 {
1135         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1136 }
1137 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1138
1139 struct request_queue *
1140 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1141 {
1142         struct request_queue *q;
1143
1144         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id, lock);
1145         if (!q)
1146                 return NULL;
1147
1148         q->request_fn = rfn;
1149         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1150                 blk_cleanup_queue(q);
1151                 return NULL;
1152         }
1153
1154         return q;
1155 }
1156 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1157
1158 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1159
1160
1161 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1162 {
1163         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1164
1165         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size, GFP_KERNEL);
1166         if (!q->fq)
1167                 return -ENOMEM;
1168
1169         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1170                 goto out_free_flush_queue;
1171
1172         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1173                 goto out_exit_flush_rq;
1174
1175         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1176         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1177
1178         /*
1179          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1180          */
1181         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1182
1183         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1184
1185         if (elevator_init(q))
1186                 goto out_exit_flush_rq;
1187         return 0;
1188
1189 out_exit_flush_rq:
1190         if (q->exit_rq_fn)
1191                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1192 out_free_flush_queue:
1193         blk_free_flush_queue(q->fq);
1194         q->fq = NULL;
1195         return -ENOMEM;
1196 }
1197 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1198
1199 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1200 {
1201         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1202                 __blk_get_queue(q);
1203                 return true;
1204         }
1205
1206         return false;
1207 }
1208 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1209
1210 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1211 {
1212         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1213                 elv_put_request(rl->q, rq);
1214                 if (rq->elv.icq)
1215                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1216         }
1217
1218         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1219 }
1220
1221 /*
1222  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1223  * should be given priority access to a request.
1224  */
1225 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1226 {
1227         if (!ioc)
1228                 return 0;
1229
1230         /*
1231          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1232          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1233          * lose wakeups.
1234          */
1235         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1236                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1237                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1238 }
1239
1240 /*
1241  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1242  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1243  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1244  * a nice run.
1245  */
1246 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1247 {
1248         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1249                 return;
1250
1251         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1252         ioc->last_waited = jiffies;
1253 }
1254
1255 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1256 {
1257         struct request_queue *q = rl->q;
1258
1259         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1260                 blk_clear_congested(rl, sync);
1261
1262         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1263                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1264                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1265
1266                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1267         }
1268 }
1269
1270 /*
1271  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1272  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1273  */
1274 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1275                 req_flags_t rq_flags)
1276 {
1277         struct request_queue *q = rl->q;
1278
1279         q->nr_rqs[sync]--;
1280         rl->count[sync]--;
1281         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1282                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1283
1284         __freed_request(rl, sync);
1285
1286         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1287                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1288 }
1289
1290 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1291 {
1292         struct request_list *rl;
1293         int on_thresh, off_thresh;
1294
1295         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1296
1297         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1298         q->nr_requests = nr;
1299         blk_queue_congestion_threshold(q);
1300         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1301         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1302
1303         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1304                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1305                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1306                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1307                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1308
1309                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1310                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1311                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1312                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1313
1314                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1315                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1316                 } else {
1317                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1318                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1319                 }
1320
1321                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1322                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1323                 } else {
1324                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1325                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1326                 }
1327         }
1328
1329         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1330         return 0;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * __get_request - get a free request
1335  * @rl: request list to allocate from
1336  * @op: operation and flags
1337  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1338  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1339  * @gfp_mask: allocator flags
1340  *
1341  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1342  * pressure or if @q is dead.
1343  *
1344  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1345  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1346  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1347  */
1348 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1349                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp_mask)
1350 {
1351         struct request_queue *q = rl->q;
1352         struct request *rq;
1353         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1354         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1355         struct io_cq *icq = NULL;
1356         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1357         int may_queue;
1358         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1359
1360         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1361
1362         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1363                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1364
1365         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1366         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1367                 goto rq_starved;
1368
1369         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1370                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1371                         /*
1372                          * The queue will fill after this allocation, so set
1373                          * it as full, and mark this process as "batching".
1374                          * This process will be allowed to complete a batch of
1375                          * requests, others will be blocked.
1376                          */
1377                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1378                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1379                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1380                         } else {
1381                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1382                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1383                                         /*
1384                                          * The queue is full and the allocating
1385                                          * process is not a "batcher", and not
1386                                          * exempted by the IO scheduler
1387                                          */
1388                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1389                                 }
1390                         }
1391                 }
1392                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1393         }
1394
1395         /*
1396          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1397          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1398          * allocated with any setting of ->nr_requests
1399          */
1400         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1401                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1402
1403         q->nr_rqs[is_sync]++;
1404         rl->count[is_sync]++;
1405         rl->starved[is_sync] = 0;
1406
1407         /*
1408          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1409          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1410          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1411          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1412          * makes creating new ones safe.
1413          *
1414          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1415          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1416          *
1417          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1418          * it will be created after releasing queue_lock.
1419          */
1420         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1421                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1422                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1423                 if (et->icq_cache && ioc)
1424                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1425         }
1426
1427         if (blk_queue_io_stat(q))
1428                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1429         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1430
1431         /* allocate and init request */
1432         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1433         if (!rq)
1434                 goto fail_alloc;
1435
1436         blk_rq_init(q, rq);
1437         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1438         rq->cmd_flags = op;
1439         rq->rq_flags = rq_flags;
1440         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1441                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1442
1443         /* init elvpriv */
1444         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1445                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1446                         if (ioc)
1447                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1448                         if (!icq)
1449                                 goto fail_elvpriv;
1450                 }
1451
1452                 rq->elv.icq = icq;
1453                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1454                         goto fail_elvpriv;
1455
1456                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1457                 if (icq)
1458                         get_io_context(icq->ioc);
1459         }
1460 out:
1461         /*
1462          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1463          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1464          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1465          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1466          */
1467         if (ioc_batching(q, ioc))
1468                 ioc->nr_batch_requests--;
1469
1470         trace_block_getrq(q, bio, op);
1471         return rq;
1472
1473 fail_elvpriv:
1474         /*
1475          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1476          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1477          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1478          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1479          */
1480         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1481                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1482
1483         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1484         rq->elv.icq = NULL;
1485
1486         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1487         q->nr_rqs_elvpriv--;
1488         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1489         goto out;
1490
1491 fail_alloc:
1492         /*
1493          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1494          * might have messed up.
1495          *
1496          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1497          * queue, but this is pretty rare.
1498          */
1499         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1500         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1501
1502         /*
1503          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1504          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1505          * freeing of a request in the other direction will notice
1506          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1507          * READ and WRITE
1508          */
1509 rq_starved:
1510         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1511                 rl->starved[is_sync] = 1;
1512         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1513 }
1514
1515 /**
1516  * get_request - get a free request
1517  * @q: request_queue to allocate request from
1518  * @op: operation and flags
1519  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1520  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1521  * @gfp: allocator flags
1522  *
1523  * Get a free request from @q.  If %BLK_MQ_REQ_NOWAIT is set in @flags,
1524  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1525  *
1526  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1527  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1528  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1529  */
1530 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1531                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp)
1532 {
1533         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1534         DEFINE_WAIT(wait);
1535         struct request_list *rl;
1536         struct request *rq;
1537
1538         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1539         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1540
1541         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1542 retry:
1543         rq = __get_request(rl, op, bio, flags, gfp);
1544         if (!IS_ERR(rq))
1545                 return rq;
1546
1547         if (op & REQ_NOWAIT) {
1548                 blk_put_rl(rl);
1549                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1550         }
1551
1552         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1553                 blk_put_rl(rl);
1554                 return rq;
1555         }
1556
1557         /* wait on @rl and retry */
1558         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1559                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1560
1561         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1562
1563         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1564         io_schedule();
1565
1566         /*
1567          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1568          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1569          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1570          */
1571         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1572
1573         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1574         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1575
1576         goto retry;
1577 }
1578
1579 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1580 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1581                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1582 {
1583         struct request *rq;
1584         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC : GFP_NOIO;
1585         int ret = 0;
1586
1587         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1588
1589         /* create ioc upfront */
1590         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1591
1592         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1593         if (ret)
1594                 return ERR_PTR(ret);
1595         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1596         rq = get_request(q, op, NULL, flags, gfp_mask);
1597         if (IS_ERR(rq)) {
1598                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1599                 blk_queue_exit(q);
1600                 return rq;
1601         }
1602
1603         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1604         rq->__data_len = 0;
1605         rq->__sector = (sector_t) -1;
1606         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1607         return rq;
1608 }
1609
1610 /**
1611  * blk_get_request - allocate a request
1612  * @q: request queue to allocate a request for
1613  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1614  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1615  */
1616 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1617                                 blk_mq_req_flags_t flags)
1618 {
1619         struct request *req;
1620
1621         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1622         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1623
1624         if (q->mq_ops) {
1625                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1626                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1627                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1628         } else {
1629                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1630                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1631                         q->initialize_rq_fn(req);
1632         }
1633
1634         return req;
1635 }
1636 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1637
1638 /**
1639  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1640  * @q:          request queue where request should be inserted
1641  * @rq:         request to be inserted
1642  *
1643  * Description:
1644  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1645  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1646  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1647  */
1648 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1649 {
1650         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1651         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1652
1653         blk_delete_timer(rq);
1654         blk_clear_rq_complete(rq);
1655         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1656         rq_qos_requeue(q, rq);
1657
1658         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1659                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1660
1661         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1662
1663         elv_requeue_request(q, rq);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1666
1667 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1668                              int where)
1669 {
1670         blk_account_io_start(rq, true);
1671         __elv_add_request(q, rq, where);
1672 }
1673
1674 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1675                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1676                                     unsigned int inflight)
1677 {
1678         if (inflight) {
1679                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1680                                 inflight * (now - part->stamp));
1681                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1682         }
1683         part->stamp = now;
1684 }
1685
1686 /**
1687  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1688  * @q: target block queue
1689  * @cpu: cpu number for stats access
1690  * @part: target partition
1691  *
1692  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1693  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1694  * time it has been in this state for.
1695  *
1696  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1697  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1698  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1699  * function to do a round-off before returning the results when reading
1700  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1701  * the current jiffies and restarts the counters again.
1702  */
1703 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1704 {
1705         struct hd_struct *part2 = NULL;
1706         unsigned long now = jiffies;
1707         unsigned int inflight[2];
1708         int stats = 0;
1709
1710         if (part->stamp != now)
1711                 stats |= 1;
1712
1713         if (part->partno) {
1714                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1715                 if (part2->stamp != now)
1716                         stats |= 2;
1717         }
1718
1719         if (!stats)
1720                 return;
1721
1722         part_in_flight(q, part, inflight);
1723
1724         if (stats & 2)
1725                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1726         if (stats & 1)
1727                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1728 }
1729 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1730
1731 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1732 {
1733         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1734
1735         if (unlikely(!q))
1736                 return;
1737
1738         if (q->mq_ops) {
1739                 blk_mq_free_request(req);
1740                 return;
1741         }
1742
1743         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1744
1745         blk_req_zone_write_unlock(req);
1746         blk_pm_put_request(req);
1747         blk_pm_mark_last_busy(req);
1748
1749         elv_completed_request(q, req);
1750
1751         /* this is a bio leak */
1752         WARN_ON(req->bio != NULL);
1753
1754         rq_qos_done(q, req);
1755
1756         /*
1757          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1758          * it didn't come out of our reserved rq pools
1759          */
1760         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1761                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1762                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1763
1764                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1765                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1766
1767                 blk_free_request(rl, req);
1768                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1769                 blk_put_rl(rl);
1770                 blk_queue_exit(q);
1771         }
1772 }
1773 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1774
1775 void blk_put_request(struct request *req)
1776 {
1777         struct request_queue *q = req->q;
1778
1779         if (q->mq_ops)
1780                 blk_mq_free_request(req);
1781         else {
1782                 unsigned long flags;
1783
1784                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1785                 __blk_put_request(q, req);
1786                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1787         }
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1790
1791 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1792                             struct bio *bio)
1793 {
1794         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1795
1796         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1797                 return false;
1798
1799         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1800
1801         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1802                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1803
1804         req->biotail->bi_next = bio;
1805         req->biotail = bio;
1806         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1807         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1808
1809         blk_account_io_start(req, false);
1810         return true;
1811 }
1812
1813 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1814                              struct bio *bio)
1815 {
1816         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1817
1818         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1819                 return false;
1820
1821         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1822
1823         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1824                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1825
1826         bio->bi_next = req->bio;
1827         req->bio = bio;
1828
1829         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1830         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1831         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1832
1833         blk_account_io_start(req, false);
1834         return true;
1835 }
1836
1837 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1838                 struct bio *bio)
1839 {
1840         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1841
1842         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1843                 goto no_merge;
1844         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1845             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1846                 goto no_merge;
1847
1848         req->biotail->bi_next = bio;
1849         req->biotail = bio;
1850         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1851         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1852         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1853
1854         blk_account_io_start(req, false);
1855         return true;
1856 no_merge:
1857         req_set_nomerge(q, req);
1858         return false;
1859 }
1860
1861 /**
1862  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1863  * @q: request_queue new bio is being queued at
1864  * @bio: new bio being queued
1865  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1866  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1867  * another request associated with @q is found on the plug list
1868  * (optional, may be %NULL)
1869  *
1870  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1871  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1872  * otherwise %false.
1873  *
1874  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1875  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1876  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1877  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1878  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1879  * merging parameters without querying the elevator.
1880  *
1881  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1882  */
1883 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1884                             unsigned int *request_count,
1885                             struct request **same_queue_rq)
1886 {
1887         struct blk_plug *plug;
1888         struct request *rq;
1889         struct list_head *plug_list;
1890
1891         plug = current->plug;
1892         if (!plug)
1893                 return false;
1894         *request_count = 0;
1895
1896         if (q->mq_ops)
1897                 plug_list = &plug->mq_list;
1898         else
1899                 plug_list = &plug->list;
1900
1901         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1902                 bool merged = false;
1903
1904                 if (rq->q == q) {
1905                         (*request_count)++;
1906                         /*
1907                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1908                          * rq in the same queue, there should be only one such
1909                          * rq in a queue
1910                          **/
1911                         if (same_queue_rq)
1912                                 *same_queue_rq = rq;
1913                 }
1914
1915                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1916                         continue;
1917
1918                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1919                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1920                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1921                         break;
1922                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1923                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1924                         break;
1925                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1926                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1927                         break;
1928                 default:
1929                         break;
1930                 }
1931
1932                 if (merged)
1933                         return true;
1934         }
1935
1936         return false;
1937 }
1938
1939 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1940 {
1941         struct blk_plug *plug;
1942         struct request *rq;
1943         struct list_head *plug_list;
1944         unsigned int ret = 0;
1945
1946         plug = current->plug;
1947         if (!plug)
1948                 goto out;
1949
1950         if (q->mq_ops)
1951                 plug_list = &plug->mq_list;
1952         else
1953                 plug_list = &plug->list;
1954
1955         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1956                 if (rq->q == q)
1957                         ret++;
1958         }
1959 out:
1960         return ret;
1961 }
1962
1963 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1964 {
1965         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1966
1967         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1968                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1969
1970         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1971         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1972                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1973         else if (ioc)
1974                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1975         else
1976                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1977         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1978         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1981
1982 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1983 {
1984         struct blk_plug *plug;
1985         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1986         struct request *req, *free;
1987         unsigned int request_count = 0;
1988
1989         /*
1990          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1991          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1992          * ISA dma in theory)
1993          */
1994         blk_queue_bounce(q, &bio);
1995
1996         blk_queue_split(q, &bio);
1997
1998         if (!bio_integrity_prep(bio))
1999                 return BLK_QC_T_NONE;
2000
2001         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
2002                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2003                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2004                 goto get_rq;
2005         }
2006
2007         /*
2008          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
2009          * any locks.
2010          */
2011         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
2012                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
2013                         return BLK_QC_T_NONE;
2014         } else
2015                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
2016
2017         spin_lock_irq(q->queue_lock);
2018
2019         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
2020         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
2021                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
2022                         break;
2023                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2024                 free = attempt_back_merge(q, req);
2025                 if (free)
2026                         __blk_put_request(q, free);
2027                 else
2028                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
2029                 goto out_unlock;
2030         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
2031                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
2032                         break;
2033                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2034                 free = attempt_front_merge(q, req);
2035                 if (free)
2036                         __blk_put_request(q, free);
2037                 else
2038                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
2039                 goto out_unlock;
2040         default:
2041                 break;
2042         }
2043
2044 get_rq:
2045         rq_qos_throttle(q, bio, q->queue_lock);
2046
2047         /*
2048          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
2049          * Returns with the queue unlocked.
2050          */
2051         blk_queue_enter_live(q);
2052         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0, GFP_NOIO);
2053         if (IS_ERR(req)) {
2054                 blk_queue_exit(q);
2055                 rq_qos_cleanup(q, bio);
2056                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
2057                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
2058                 else
2059                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2060                 bio_endio(bio);
2061                 goto out_unlock;
2062         }
2063
2064         rq_qos_track(q, req, bio);
2065
2066         /*
2067          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
2068          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
2069          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
2070          * often, and the elevators are able to handle it.
2071          */
2072         blk_init_request_from_bio(req, bio);
2073
2074         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
2075                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
2076
2077         plug = current->plug;
2078         if (plug) {
2079                 /*
2080                  * If this is the first request added after a plug, fire
2081                  * of a plug trace.
2082                  *
2083                  * @request_count may become stale because of schedule
2084                  * out, so check plug list again.
2085                  */
2086                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
2087                         trace_block_plug(q);
2088                 else {
2089                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2090                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2091                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2092                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2093                                 trace_block_plug(q);
2094                         }
2095                 }
2096                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2097                 blk_account_io_start(req, true);
2098         } else {
2099                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2100                 add_acct_request(q, req, where);
2101                 __blk_run_queue(q);
2102 out_unlock:
2103                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2104         }
2105
2106         return BLK_QC_T_NONE;
2107 }
2108
2109 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2110 {
2111         char b[BDEVNAME_SIZE];
2112
2113         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2114         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2115                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2116                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2117                         (long long)maxsector);
2118 }
2119
2120 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2121
2122 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2123
2124 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2125 {
2126         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2127 }
2128 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2129
2130 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2131 {
2132         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2133 }
2134
2135 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2136 {
2137         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2138                                                 NULL, &fail_make_request);
2139
2140         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2141 }
2142
2143 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2144
2145 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2146
2147 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2148                                         unsigned int bytes)
2149 {
2150         return false;
2151 }
2152
2153 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2154
2155 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
2156 {
2157         const int op = bio_op(bio);
2158
2159         if (part->policy && op_is_write(op)) {
2160                 char b[BDEVNAME_SIZE];
2161
2162                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
2163                         return false;
2164
2165                 WARN_ONCE(1,
2166                        "generic_make_request: Trying to write "
2167                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
2168                         bio_devname(bio, b), part->partno);
2169                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
2170                 return false;
2171         }
2172
2173         return false;
2174 }
2175
2176 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
2177 {
2178         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2179                 return -EIO;
2180         return 0;
2181 }
2182 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
2183
2184 /*
2185  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
2186  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
2187  * the device, e.g., when mounting a file system.
2188  */
2189 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2190 {
2191         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2192
2193         if (nr_sectors && maxsector &&
2194             (nr_sectors > maxsector ||
2195              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
2196                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
2197                 return -EIO;
2198         }
2199         return 0;
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2204  */
2205 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2206 {
2207         struct hd_struct *p;
2208         int ret = -EIO;
2209
2210         rcu_read_lock();
2211         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2212         if (unlikely(!p))
2213                 goto out;
2214         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
2215                 goto out;
2216         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
2217                 goto out;
2218
2219         /*
2220          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2221          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2222          */
2223         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
2224                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
2225                         goto out;
2226                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2227                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2228                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2229         }
2230         bio->bi_partno = 0;
2231         ret = 0;
2232 out:
2233         rcu_read_unlock();
2234         return ret;
2235 }
2236
2237 static noinline_for_stack bool
2238 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2239 {
2240         struct request_queue *q;
2241         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2242         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2243         char b[BDEVNAME_SIZE];
2244
2245         might_sleep();
2246
2247         q = bio->bi_disk->queue;
2248         if (unlikely(!q)) {
2249                 printk(KERN_ERR
2250                        "generic_make_request: Trying to access "
2251                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2252                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2253                 goto end_io;
2254         }
2255
2256         /*
2257          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2258          * if queue is not a request based queue.
2259          */
2260         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2261                 goto not_supported;
2262
2263         if (should_fail_bio(bio))
2264                 goto end_io;
2265
2266         if (bio->bi_partno) {
2267                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
2268                         goto end_io;
2269         } else {
2270                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
2271                         goto end_io;
2272                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
2273                         goto end_io;
2274         }
2275
2276         /*
2277          * Filter flush bio's early so that make_request based
2278          * drivers without flush support don't have to worry
2279          * about them.
2280          */
2281         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2282             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2283                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2284                 if (!nr_sectors) {
2285                         status = BLK_STS_OK;
2286                         goto end_io;
2287                 }
2288         }
2289
2290         switch (bio_op(bio)) {
2291         case REQ_OP_DISCARD:
2292                 if (!blk_queue_discard(q))
2293                         goto not_supported;
2294                 break;
2295         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2296                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2297                         goto not_supported;
2298                 break;
2299         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2300                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2301                         goto not_supported;
2302                 break;
2303         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2304                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2305                         goto not_supported;
2306                 break;
2307         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2308                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2309                         goto not_supported;
2310                 break;
2311         default:
2312                 break;
2313         }
2314
2315         /*
2316          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2317          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2318          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2319          * layer knows how to live with it.
2320          */
2321         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2322
2323         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2324                 return false;
2325
2326         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2327                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2328                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2329                  * completion as well.
2330                  */
2331                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2332         }
2333         return true;
2334
2335 not_supported:
2336         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2337 end_io:
2338         bio->bi_status = status;
2339         bio_endio(bio);
2340         return false;
2341 }
2342
2343 /**
2344  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2345  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2346  *
2347  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2348  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2349  * to be done.
2350  *
2351  * generic_make_request() does not return any status.  The
2352  * success/failure status of the request, along with notification of
2353  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2354  * function described (one day) else where.
2355  *
2356  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2357  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2358  * set to describe the device address, and the
2359  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2360  * completion notification should be signaled.
2361  *
2362  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2363  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2364  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2365  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2366  */
2367 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2368 {
2369         /*
2370          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2371          * make_request_fn.
2372          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2373          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2374          * yet.
2375          */
2376         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2377         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
2378         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2379         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2380
2381         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2382                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2383         if (bio_flagged(bio, BIO_QUEUE_ENTERED))
2384                 blk_queue_enter_live(q);
2385         else if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2386                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
2387                         bio_wouldblock_error(bio);
2388                 else
2389                         bio_io_error(bio);
2390                 return ret;
2391         }
2392
2393         if (!generic_make_request_checks(bio))
2394                 goto out;
2395
2396         /*
2397          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2398          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2399          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2400          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2401          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2402          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2403          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2404          * should be added at the tail
2405          */
2406         if (current->bio_list) {
2407                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2408                 goto out;
2409         }
2410
2411         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2412          * explanation.
2413          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2414          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2415          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2416          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2417          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2418          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2419          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2420          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2421          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2422          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2423          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2424          */
2425         BUG_ON(bio->bi_next);
2426         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2427         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2428         do {
2429                 bool enter_succeeded = true;
2430
2431                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
2432                         if (q)
2433                                 blk_queue_exit(q);
2434                         q = bio->bi_disk->queue;
2435                         bio_reassociate_blkg(q, bio);
2436                         flags = 0;
2437                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2438                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2439                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2440                                 enter_succeeded = false;
2441                                 q = NULL;
2442                         }
2443                 }
2444
2445                 if (enter_succeeded) {
2446                         struct bio_list lower, same;
2447
2448                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2449                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2450                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2451                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2452
2453                         /* sort new bios into those for a lower level
2454                          * and those for the same level
2455                          */
2456                         bio_list_init(&lower);
2457                         bio_list_init(&same);
2458                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2459                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2460                                         bio_list_add(&same, bio);
2461                                 else
2462                                         bio_list_add(&lower, bio);
2463                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2464                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2465                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2466                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2467                 } else {
2468                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2469                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2470                                 bio_wouldblock_error(bio);
2471                         else
2472                                 bio_io_error(bio);
2473                 }
2474                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2475         } while (bio);
2476         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2477
2478 out:
2479         if (q)
2480                 blk_queue_exit(q);
2481         return ret;
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2484
2485 /**
2486  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2487  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2488  *
2489  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2490  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2491  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2492  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2493  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2494  */
2495 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2496 {
2497         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2498         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2499         blk_qc_t ret;
2500
2501         if (!generic_make_request_checks(bio))
2502                 return BLK_QC_T_NONE;
2503
2504         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2505                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2506                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2507                 else
2508                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2509                 bio_endio(bio);
2510                 return BLK_QC_T_NONE;
2511         }
2512
2513         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2514         blk_queue_exit(q);
2515         return ret;
2516 }
2517 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2518
2519 /**
2520  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2521  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2522  *
2523  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2524  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2525  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2526  *
2527  */
2528 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2529 {
2530         /*
2531          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2532          * go through the normal accounting stuff before submission.
2533          */
2534         if (bio_has_data(bio)) {
2535                 unsigned int count;
2536
2537                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2538                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
2539                 else
2540                         count = bio_sectors(bio);
2541
2542                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2543                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2544                 } else {
2545                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2546                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2547                 }
2548
2549                 if (unlikely(block_dump)) {
2550                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2551                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2552                         current->comm, task_pid_nr(current),
2553                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2554                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2555                                 bio_devname(bio, b), count);
2556                 }
2557         }
2558
2559         return generic_make_request(bio);
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2562
2563 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2564 {
2565         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2566                 return false;
2567
2568         if (current->plug)
2569                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2570         return q->poll_fn(q, cookie);
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2573
2574 /**
2575  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2576  *                              for new the queue limits
2577  * @q:  the queue
2578  * @rq: the request being checked
2579  *
2580  * Description:
2581  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2582  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2583  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2584  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2585  *    the insertion using this generic function.
2586  *
2587  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2588  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2589  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2590  */
2591 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2592                                       struct request *rq)
2593 {
2594         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2595                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2596                 return -EIO;
2597         }
2598
2599         /*
2600          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2601          * may differ from that of other stacking queues.
2602          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2603          * limitation.
2604          */
2605         blk_recalc_rq_segments(rq);
2606         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2607                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2608                 return -EIO;
2609         }
2610
2611         return 0;
2612 }
2613
2614 /**
2615  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2616  * @q:  the queue to submit the request
2617  * @rq: the request being queued
2618  */
2619 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2620 {
2621         unsigned long flags;
2622         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2623
2624         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2625                 return BLK_STS_IOERR;
2626
2627         if (rq->rq_disk &&
2628             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2629                 return BLK_STS_IOERR;
2630
2631         if (q->mq_ops) {
2632                 if (blk_queue_io_stat(q))
2633                         blk_account_io_start(rq, true);
2634                 /*
2635                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2636                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2637                  * insert.
2638                  */
2639                 return blk_mq_request_issue_directly(rq);
2640         }
2641
2642         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2643         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2644                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2645                 return BLK_STS_IOERR;
2646         }
2647
2648         /*
2649          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2650          * because it will be linked to another request_queue
2651          */
2652         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2653
2654         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2655                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2656
2657         add_acct_request(q, rq, where);
2658         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2659                 __blk_run_queue(q);
2660         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2661
2662         return BLK_STS_OK;
2663 }
2664 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2665
2666 /**
2667  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2668  * @rq: request to examine
2669  *
2670  * Description:
2671  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2672  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2673  *     can be failed from the beginning of the request without
2674  *     crossing into area which need to be retried further.
2675  *
2676  * Return:
2677  *     The number of bytes to fail.
2678  */
2679 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2680 {
2681         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2682         unsigned int bytes = 0;
2683         struct bio *bio;
2684
2685         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2686                 return blk_rq_bytes(rq);
2687
2688         /*
2689          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2690          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2691          * which have all the failfast bits that the first one has -
2692          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2693          * one.
2694          */
2695         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2696                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2697                         break;
2698                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2699         }
2700
2701         /* this could lead to infinite loop */
2702         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2703         return bytes;
2704 }
2705 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2706
2707 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2708 {
2709         if (blk_do_io_stat(req)) {
2710                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
2711                 struct hd_struct *part;
2712                 int cpu;
2713
2714                 cpu = part_stat_lock();
2715                 part = req->part;
2716                 part_stat_add(cpu, part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
2717                 part_stat_unlock();
2718         }
2719 }
2720
2721 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
2722 {
2723         /*
2724          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2725          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2726          * containing request is enough.
2727          */
2728         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2729                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
2730                 struct hd_struct *part;
2731                 int cpu;
2732
2733                 cpu = part_stat_lock();
2734                 part = req->part;
2735
2736                 part_stat_inc(cpu, part, ios[sgrp]);
2737                 part_stat_add(cpu, part, nsecs[sgrp], now - req->start_time_ns);
2738                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2739                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
2740
2741                 hd_struct_put(part);
2742                 part_stat_unlock();
2743         }
2744 }
2745
2746 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2747 {
2748         struct hd_struct *part;
2749         int rw = rq_data_dir(rq);
2750         int cpu;
2751
2752         if (!blk_do_io_stat(rq))
2753                 return;
2754
2755         cpu = part_stat_lock();
2756
2757         if (!new_io) {
2758                 part = rq->part;
2759                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2760         } else {
2761                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2762                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2763                         /*
2764                          * The partition is already being removed,
2765                          * the request will be accounted on the disk only
2766                          *
2767                          * We take a reference on disk->part0 although that
2768                          * partition will never be deleted, so we can treat
2769                          * it as any other partition.
2770                          */
2771                         part = &rq->rq_disk->part0;
2772                         hd_struct_get(part);
2773                 }
2774                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2775                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2776                 rq->part = part;
2777         }
2778
2779         part_stat_unlock();
2780 }
2781
2782 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2783 {
2784         struct request *rq;
2785         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2786
2787         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2788
2789         while (1) {
2790                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2791 #ifdef CONFIG_PM
2792                         /*
2793                          * If a request gets queued in state RPM_SUSPENDED
2794                          * then that's a kernel bug.
2795                          */
2796                         WARN_ON_ONCE(q->rpm_status == RPM_SUSPENDED);
2797 #endif
2798                         return rq;
2799                 }
2800
2801                 /*
2802                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2803                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2804                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2805                  * requests and will requeue them. And this can improve
2806                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2807                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2808                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2809                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2810                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2811                  * folded to flush1.
2812                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2813                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2814                  * details.
2815                  */
2816                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2817                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2818                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2819                         return NULL;
2820                 }
2821                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2822                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2823                         return NULL;
2824         }
2825 }
2826
2827 /**
2828  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2829  * @q: request queue to peek at
2830  *
2831  * Description:
2832  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2833  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2834  *     processing it.
2835  *
2836  * Return:
2837  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2838  *     otherwise.
2839  */
2840 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2841 {
2842         struct request *rq;
2843         int ret;
2844
2845         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2846         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2847
2848         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2849                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2850                         /*
2851                          * This is the first time the device driver
2852                          * sees this request (possibly after
2853                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2854                          */
2855                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2856                                 elv_activate_rq(q, rq);
2857
2858                         /*
2859                          * just mark as started even if we don't start
2860                          * it, a request that has been delayed should
2861                          * not be passed by new incoming requests
2862                          */
2863                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2864                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2865                 }
2866
2867                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2868                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2869                         q->boundary_rq = NULL;
2870                 }
2871
2872                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2873                         break;
2874
2875                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2876                         /*
2877                          * make sure space for the drain appears we
2878                          * know we can do this because max_hw_segments
2879                          * has been adjusted to be one fewer than the
2880                          * device can handle
2881                          */
2882                         rq->nr_phys_segments++;
2883                 }
2884
2885                 if (!q->prep_rq_fn)
2886                         break;
2887
2888                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2889                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2890                         break;
2891                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2892                         /*
2893                          * the request may have been (partially) prepped.
2894                          * we need to keep this request in the front to
2895                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2896                          * prevent other fs requests from passing this one.
2897                          */
2898                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2899                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2900                                 /*
2901                                  * remove the space for the drain we added
2902                                  * so that we don't add it again
2903                                  */
2904                                 --rq->nr_phys_segments;
2905                         }
2906
2907                         rq = NULL;
2908                         break;
2909                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2910                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2911                         /*
2912                          * Mark this request as started so we don't trigger
2913                          * any debug logic in the end I/O path.
2914                          */
2915                         blk_start_request(rq);
2916                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2917                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2918                 } else {
2919                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2920                         break;
2921                 }
2922         }
2923
2924         return rq;
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2927
2928 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2929 {
2930         struct request_queue *q = rq->q;
2931
2932         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2933         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2934
2935         list_del_init(&rq->queuelist);
2936
2937         /*
2938          * the time frame between a request being removed from the lists
2939          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2940          * the driver side.
2941          */
2942         if (blk_account_rq(rq))
2943                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2944 }
2945
2946 /**
2947  * blk_start_request - start request processing on the driver
2948  * @req: request to dequeue
2949  *
2950  * Description:
2951  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2952  *     request to the driver.
2953  */
2954 void blk_start_request(struct request *req)
2955 {
2956         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2957         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2958
2959         blk_dequeue_request(req);
2960
2961         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2962                 req->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
2963 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING_LOW
2964                 req->throtl_size = blk_rq_sectors(req);
2965 #endif
2966                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2967                 rq_qos_issue(req->q, req);
2968         }
2969
2970         BUG_ON(blk_rq_is_complete(req));
2971         blk_add_timer(req);
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2974
2975 /**
2976  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2977  * @q: request queue to fetch a request from
2978  *
2979  * Description:
2980  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2981  *     return and LLD can start processing it immediately.
2982  *
2983  * Return:
2984  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2985  *     otherwise.
2986  */
2987 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2988 {
2989         struct request *rq;
2990
2991         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2992         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2993
2994         rq = blk_peek_request(q);
2995         if (rq)
2996                 blk_start_request(rq);
2997         return rq;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
3000
3001 /*
3002  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
3003  * The request must not have been partially completed before.
3004  */
3005 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
3006 {
3007         if (rq->bio) {
3008                 if (list->tail)
3009                         list->tail->bi_next = rq->bio;
3010                 else
3011                         list->head = rq->bio;
3012                 list->tail = rq->biotail;
3013
3014                 rq->bio = NULL;
3015                 rq->biotail = NULL;
3016         }
3017
3018         rq->__data_len = 0;
3019 }
3020 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
3021
3022 /**
3023  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
3024  * @req:      the request being processed
3025  * @error:    block status code
3026  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
3027  *
3028  * Description:
3029  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
3030  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
3031  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
3032  *
3033  *     This special helper function is only for request stacking drivers
3034  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
3035  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
3036  *
3037  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
3038  *     %false return from this function.
3039  *
3040  * Note:
3041  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
3042  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
3043  *
3044  * Return:
3045  *     %false - this request doesn't have any more data
3046  *     %true  - this request has more data
3047  **/
3048 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
3049                 unsigned int nr_bytes)
3050 {
3051         int total_bytes;
3052
3053         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
3054
3055         if (!req->bio)
3056                 return false;
3057
3058         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
3059                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
3060                 print_req_error(req, error);
3061
3062         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
3063
3064         total_bytes = 0;
3065         while (req->bio) {
3066                 struct bio *bio = req->bio;
3067                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
3068
3069                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
3070                         req->bio = bio->bi_next;
3071
3072                 /* Completion has already been traced */
3073                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
3074                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
3075
3076                 total_bytes += bio_bytes;
3077                 nr_bytes -= bio_bytes;
3078
3079                 if (!nr_bytes)
3080                         break;
3081         }
3082
3083         /*
3084          * completely done
3085          */
3086         if (!req->bio) {
3087                 /*
3088                  * Reset counters so that the request stacking driver
3089                  * can find how many bytes remain in the request
3090                  * later.
3091                  */
3092                 req->__data_len = 0;
3093                 return false;
3094         }
3095
3096         req->__data_len -= total_bytes;
3097
3098         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
3099         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
3100                 req->__sector += total_bytes >> 9;
3101
3102         /* mixed attributes always follow the first bio */
3103         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
3104                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
3105                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
3106         }
3107
3108         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
3109                 /*
3110                  * If total number of sectors is less than the first segment
3111                  * size, something has gone terribly wrong.
3112                  */
3113                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
3114                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
3115                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
3116                 }
3117
3118                 /* recalculate the number of segments */
3119                 blk_recalc_rq_segments(req);
3120         }
3121
3122         return true;
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3125
3126 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3127                                     unsigned int nr_bytes,
3128                                     unsigned int bidi_bytes)
3129 {
3130         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3131                 return true;
3132
3133         /* Bidi request must be completed as a whole */
3134         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3135             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3136                 return true;
3137
3138         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3139                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3140
3141         return false;
3142 }
3143
3144 /**
3145  * blk_unprep_request - unprepare a request
3146  * @req:        the request
3147  *
3148  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3149  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3150  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3151  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3152  * lock is held when calling this.
3153  */
3154 void blk_unprep_request(struct request *req)
3155 {
3156         struct request_queue *q = req->q;
3157
3158         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3159         if (q->unprep_rq_fn)
3160                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3161 }
3162 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3163
3164 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3165 {
3166         struct request_queue *q = req->q;
3167         u64 now = ktime_get_ns();
3168
3169         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3170         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3171
3172         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3173                 blk_stat_add(req, now);
3174
3175         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3176                 blk_queue_end_tag(q, req);
3177
3178         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3179
3180         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3181                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3182
3183         blk_delete_timer(req);
3184
3185         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3186                 blk_unprep_request(req);
3187
3188         blk_account_io_done(req, now);
3189
3190         if (req->end_io) {
3191                 rq_qos_done(q, req);
3192                 req->end_io(req, error);
3193         } else {
3194                 if (blk_bidi_rq(req))
3195                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3196
3197                 __blk_put_request(q, req);
3198         }
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3201
3202 /**
3203  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3204  * @rq:         the request to complete
3205  * @error:      block status code
3206  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3207  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3208  *
3209  * Description:
3210  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3211  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3212  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3213  *     just ignored.
3214  *
3215  * Return:
3216  *     %false - we are done with this request
3217  *     %true  - still buffers pending for this request
3218  **/
3219 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3220                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3221 {
3222         struct request_queue *q = rq->q;
3223         unsigned long flags;
3224
3225         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3226
3227         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3228                 return true;
3229
3230         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3231         blk_finish_request(rq, error);
3232         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3233
3234         return false;
3235 }
3236
3237 /**
3238  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3239  * @rq:         the request to complete
3240  * @error:      block status code
3241  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3242  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3243  *
3244  * Description:
3245  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3246  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3247  *
3248  * Return:
3249  *     %false - we are done with this request
3250  *     %true  - still buffers pending for this request
3251  **/
3252 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3253                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3254 {
3255         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3256         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3257
3258         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3259                 return true;
3260
3261         blk_finish_request(rq, error);
3262
3263         return false;
3264 }
3265
3266 /**
3267  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3268  * @rq:       the request being processed
3269  * @error:    block status code
3270  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3271  *
3272  * Description:
3273  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3274  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3275  *
3276  * Return:
3277  *     %false - we are done with this request
3278  *     %true  - still buffers pending for this request
3279  **/
3280 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3281                 unsigned int nr_bytes)
3282 {
3283         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3284         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3287
3288 /**
3289  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3290  * @rq: the request to finish
3291  * @error: block status code
3292  *
3293  * Description:
3294  *     Completely finish @rq.
3295  */
3296 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3297 {
3298         bool pending;
3299         unsigned int bidi_bytes = 0;
3300
3301         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3302                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3303
3304         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3305         BUG_ON(pending);
3306 }
3307 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3308
3309 /**
3310  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3311  * @rq:       the request being processed
3312  * @error:    block status code
3313  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3314  *
3315  * Description:
3316  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3317  *
3318  * Return:
3319  *     %false - we are done with this request
3320  *     %true  - still buffers pending for this request
3321  **/
3322 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3323                 unsigned int nr_bytes)
3324 {
3325         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3326         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3327
3328         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3331
3332 /**
3333  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3334  * @rq: the request to finish
3335  * @error:    block status code
3336  *
3337  * Description:
3338  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3339  */
3340 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3341 {
3342         bool pending;
3343         unsigned int bidi_bytes = 0;
3344
3345         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3346         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3347
3348         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3349                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3350
3351         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3352         BUG_ON(pending);
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3355
3356 /**
3357  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3358  * @rq: the request to finish the current chunk for
3359  * @error:    block status code
3360  *
3361  * Description:
3362  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3363  *     be called with queue lock held.
3364  *
3365  * Return:
3366  *     %false - we are done with this request
3367  *     %true  - still buffers pending for this request
3368  */
3369 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3370 {
3371         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3372 }
3373 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3374
3375 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3376                      struct bio *bio)
3377 {
3378         if (bio_has_data(bio))
3379                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3380         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
3381                 rq->nr_phys_segments = 1;
3382
3383         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3384         rq->bio = rq->biotail = bio;
3385
3386         if (bio->bi_disk)
3387                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3388 }
3389
3390 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3391 /**
3392  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3393  * @rq: the request to be flushed
3394  *
3395  * Description:
3396  *     Flush all pages in @rq.
3397  */
3398 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3399 {
3400         struct req_iterator iter;
3401         struct bio_vec bvec;
3402
3403         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3404                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3405 }
3406 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3407 #endif
3408
3409 /**
3410  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3411  * @q : the queue of the device being checked
3412  *
3413  * Description:
3414  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3415  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3416  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3417  *
3418  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3419  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3420  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3421  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3422  *    on burst I/O load.
3423  *
3424  * Return:
3425  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3426  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3427  */
3428 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3429 {
3430         if (q->lld_busy_fn)
3431                 return q->lld_busy_fn(q);
3432
3433         return 0;
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3436
3437 /**
3438  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3439  * @rq: the clone request to be cleaned up
3440  *
3441  * Description:
3442  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3443  */
3444 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3445 {
3446         struct bio *bio;
3447
3448         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3449                 rq->bio = bio->bi_next;
3450
3451                 bio_put(bio);
3452         }
3453 }
3454 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3455
3456 /*
3457  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3458  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3459  */
3460 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3461 {
3462         dst->cpu = src->cpu;
3463         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3464         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3465         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
3466                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
3467                 dst->special_vec = src->special_vec;
3468         }
3469         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3470         dst->ioprio = src->ioprio;
3471         dst->extra_len = src->extra_len;
3472 }
3473
3474 /**
3475  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3476  * @rq: the request to be setup
3477  * @rq_src: original request to be cloned
3478  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3479  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3480  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3481  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3482  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3483  *
3484  * Description:
3485  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3486  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3487  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3488  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3489  *     and the cloned bios just point same pages.
3490  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3491  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3492  */
3493 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3494                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3495                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3496                       void *data)
3497 {
3498         struct bio *bio, *bio_src;
3499
3500         if (!bs)
3501                 bs = &fs_bio_set;
3502
3503         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3504                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3505                 if (!bio)
3506                         goto free_and_out;
3507
3508                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3509                         goto free_and_out;
3510
3511                 if (rq->bio) {
3512                         rq->biotail->bi_next = bio;
3513                         rq->biotail = bio;
3514                 } else
3515                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3516         }
3517
3518         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3519
3520         return 0;
3521
3522 free_and_out:
3523         if (bio)
3524                 bio_put(bio);
3525         blk_rq_unprep_clone(rq);
3526
3527         return -ENOMEM;
3528 }
3529 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3530
3531 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3532 {
3533         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3534 }
3535 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3536
3537 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3538 {
3539         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3542
3543 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3544                                 unsigned long delay)
3545 {
3546         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3549
3550 /**
3551  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3552  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3553  *
3554  * Description:
3555  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3556  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3557  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3558  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3559  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3560  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3561  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3562  *   this kind of deadlock.
3563  */
3564 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3565 {
3566         struct task_struct *tsk = current;
3567
3568         /*
3569          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3570          */
3571         if (tsk->plug)
3572                 return;
3573
3574         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3575         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3576         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3577         /*
3578          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3579          * preempt will imply a full memory barrier
3580          */
3581         tsk->plug = plug;
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3584
3585 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3586 {
3587         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3588         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3589
3590         return !(rqa->q < rqb->q ||
3591                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3592 }
3593
3594 /*
3595  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3596  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3597  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3598  * plugger did not intend it.
3599  */
3600 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3601                             bool from_schedule)
3602         __releases(q->queue_lock)
3603 {
3604         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3605
3606         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3607
3608         if (from_schedule)
3609                 blk_run_queue_async(q);
3610         else
3611                 __blk_run_queue(q);
3612         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3613 }
3614
3615 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3616 {
3617         LIST_HEAD(callbacks);
3618
3619         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3620                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3621
3622                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3623                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3624                                                           struct blk_plug_cb,
3625                                                           list);
3626                         list_del(&cb->list);
3627                         cb->callback(cb, from_schedule);
3628                 }
3629         }
3630 }
3631
3632 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3633                                       int size)
3634 {
3635         struct blk_plug *plug = current->plug;
3636         struct blk_plug_cb *cb;
3637
3638         if (!plug)
3639                 return NULL;
3640
3641         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3642                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3643                         return cb;
3644
3645         /* Not currently on the callback list */
3646         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3647         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3648         if (cb) {
3649                 cb->data = data;
3650                 cb->callback = unplug;
3651                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3652         }
3653         return cb;
3654 }
3655 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3656
3657 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3658 {
3659         struct request_queue *q;
3660         struct request *rq;
3661         LIST_HEAD(list);
3662         unsigned int depth;
3663
3664         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3665
3666         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3667                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3668
3669         if (list_empty(&plug->list))
3670                 return;
3671
3672         list_splice_init(&plug->list, &list);
3673
3674         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3675
3676         q = NULL;
3677         depth = 0;
3678
3679         while (!list_empty(&list)) {
3680                 rq = list_entry_rq(list.next);
3681                 list_del_init(&rq->queuelist);
3682                 BUG_ON(!rq->q);
3683                 if (rq->q != q) {
3684                         /*
3685                          * This drops the queue lock
3686                          */
3687                         if (q)
3688                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3689                         q = rq->q;
3690                         depth = 0;
3691                         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3692                 }
3693
3694                 /*
3695                  * Short-circuit if @q is dead
3696                  */
3697                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3698                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3699                         continue;
3700                 }
3701
3702                 /*
3703                  * rq is already accounted, so use raw insert
3704                  */
3705                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3706                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3707                 else
3708                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3709
3710                 depth++;
3711         }
3712
3713         /*
3714          * This drops the queue lock
3715          */
3716         if (q)
3717                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3718 }
3719
3720 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3721 {
3722         if (plug != current->plug)
3723                 return;
3724         blk_flush_plug_list(plug, false);
3725
3726         current->plug = NULL;
3727 }
3728 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3729
3730 int __init blk_dev_init(void)
3731 {
3732         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3733         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3734                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3735         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3736                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3737
3738         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3739         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3740                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3741         if (!kblockd_workqueue)
3742                 panic("Failed to create kblockd\n");
3743
3744         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3745                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3746
3747         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3748                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3749
3750 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3751         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3752 #endif
3753
3754         return 0;
3755 }