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