OSDN Git Service

block: remove the always unused name argument to elevator_init
[uclinux-h8/linux.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37 #include <linux/bpf.h>
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/block.h>
41
42 #include "blk.h"
43 #include "blk-mq.h"
44 #include "blk-mq-sched.h"
45 #include "blk-wbt.h"
46
47 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
48 struct dentry *blk_debugfs_root;
49 #endif
50
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
56
57 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
58
59 /*
60  * For the allocated request tables
61  */
62 struct kmem_cache *request_cachep;
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         unsigned long flags;
82
83         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
84         queue_flag_set(flag, q);
85         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
86 }
87 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
88
89 /**
90  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
91  * @flag: flag to be cleared
92  * @q: request queue
93  */
94 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
95 {
96         unsigned long flags;
97
98         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
99         queue_flag_clear(flag, q);
100         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
103
104 /**
105  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
106  * @flag: flag to be set
107  * @q: request queue
108  *
109  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
110  * the flag was already set.
111  */
112 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
113 {
114         unsigned long flags;
115         bool res;
116
117         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
118         res = queue_flag_test_and_set(flag, q);
119         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
120
121         return res;
122 }
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
124
125 /**
126  * blk_queue_flag_test_and_clear - atomically test and clear a queue flag
127  * @flag: flag to be cleared
128  * @q: request queue
129  *
130  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
131  * the flag was set.
132  */
133 bool blk_queue_flag_test_and_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
134 {
135         unsigned long flags;
136         bool res;
137
138         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
139         res = queue_flag_test_and_clear(flag, q);
140         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
141
142         return res;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_clear);
145
146 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
147 {
148 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
149         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
150 #else
151         /*
152          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
153          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
154          */
155         if (rl == &rl->q->root_rl)
156                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
157 #endif
158 }
159
160 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
161 {
162 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
163         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
164 #else
165         /* see blk_clear_congested() */
166         if (rl == &rl->q->root_rl)
167                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
168 #endif
169 }
170
171 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
172 {
173         int nr;
174
175         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
176         if (nr > q->nr_requests)
177                 nr = q->nr_requests;
178         q->nr_congestion_on = nr;
179
180         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
181         if (nr < 1)
182                 nr = 1;
183         q->nr_congestion_off = nr;
184 }
185
186 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
187 {
188         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
189
190         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
191         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
192         rq->cpu = -1;
193         rq->q = q;
194         rq->__sector = (sector_t) -1;
195         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
196         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
197         rq->tag = -1;
198         rq->internal_tag = -1;
199         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
200         rq->part = NULL;
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
203
204 static const struct {
205         int             errno;
206         const char      *name;
207 } blk_errors[] = {
208         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
209         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
210         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
211         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
212         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
213         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
214         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
215         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
216         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
217         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
218         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
219         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
220
221         /* device mapper special case, should not leak out: */
222         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
223
224         /* everything else not covered above: */
225         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
226 };
227
228 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
229 {
230         int i;
231
232         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
233                 if (blk_errors[i].errno == errno)
234                         return (__force blk_status_t)i;
235         }
236
237         return BLK_STS_IOERR;
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
240
241 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
242 {
243         int idx = (__force int)status;
244
245         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
246                 return -EIO;
247         return blk_errors[idx].errno;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
250
251 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
252 {
253         int idx = (__force int)status;
254
255         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
256                 return;
257
258         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
259                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
260                            req->rq_disk->disk_name : "?",
261                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
262 }
263
264 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
265                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
266 {
267         if (error)
268                 bio->bi_status = error;
269
270         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
271                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
272
273         bio_advance(bio, nbytes);
274
275         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
276         /*
277          * XXX this code looks suspicious - it's not consistent with advancing
278          * req->bio in caller
279          */
280         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
281                 bio_endio(bio);
282 }
283
284 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
285 {
286         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
287                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
288                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
289
290         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
291                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
292                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
293         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
294                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
295 }
296 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
297
298 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
299 {
300         struct request_queue *q;
301
302         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
303         spin_lock_irq(q->queue_lock);
304         __blk_run_queue(q);
305         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
306 }
307
308 /**
309  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
310  * @q:          The &struct request_queue in question
311  * @msecs:      Delay in msecs
312  *
313  * Description:
314  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
315  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
316  *   restarted around the specified time.
317  */
318 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
319 {
320         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
321         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
322
323         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
324                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
325                                    msecs_to_jiffies(msecs));
326 }
327 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
328
329 /**
330  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
331  * @q:    The &struct request_queue in question
332  *
333  * Description:
334  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
335  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
336  *   context.
337  **/
338 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
339 {
340         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
341         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
342
343         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
344         blk_run_queue_async(q);
345 }
346 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
347
348 /**
349  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
350  * @q:    The &struct request_queue in question
351  *
352  * Description:
353  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
354  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
355  *   entered. Also see blk_stop_queue().
356  **/
357 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
358 {
359         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
360         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
361
362         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
363         __blk_run_queue(q);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
366
367 /**
368  * blk_stop_queue - stop a queue
369  * @q:    The &struct request_queue in question
370  *
371  * Description:
372  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
373  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
374  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
375  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
376  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
377  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
378  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
379  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
380  **/
381 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
382 {
383         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
384         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
385
386         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
387         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
390
391 /**
392  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
393  * @q: the queue
394  *
395  * Description:
396  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
397  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
398  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
399  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
400  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
401  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
402  *     this function.
403  *
404  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
405  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
406  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
407  *
408  */
409 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
410 {
411         del_timer_sync(&q->timeout);
412         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
413
414         if (q->mq_ops) {
415                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
416                 int i;
417
418                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
419                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
420                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
421         } else {
422                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
423         }
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
426
427 /**
428  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
429  * @q: request queue pointer
430  *
431  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
432  * set and 1 if the flag was already set.
433  */
434 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
435 {
436         return blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
439
440 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
441 {
442         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
443         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
444 }
445 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
446
447 /**
448  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
449  * @q:  The queue to run
450  *
451  * Description:
452  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
453  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
454  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
455  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
456  *    disabled. See also @blk_run_queue.
457  */
458 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
459 {
460         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
461         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
462
463         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
464                 return;
465
466         /*
467          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
468          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
469          * running such a request function concurrently. Keep track of the
470          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
471          * can wait until all these request_fn calls have finished.
472          */
473         q->request_fn_active++;
474         q->request_fn(q);
475         q->request_fn_active--;
476 }
477 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
478
479 /**
480  * __blk_run_queue - run a single device queue
481  * @q:  The queue to run
482  *
483  * Description:
484  *    See @blk_run_queue.
485  */
486 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
487 {
488         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
489         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
490
491         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
492                 return;
493
494         __blk_run_queue_uncond(q);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
497
498 /**
499  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
500  * @q:  The queue to run
501  *
502  * Description:
503  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
504  *    of us.
505  *
506  * Note:
507  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
508  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
509  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
510  */
511 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
512 {
513         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
514         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
515
516         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
517                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
520
521 /**
522  * blk_run_queue - run a single device queue
523  * @q: The queue to run
524  *
525  * Description:
526  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
527  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
528  */
529 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
530 {
531         unsigned long flags;
532
533         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
534
535         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
536         __blk_run_queue(q);
537         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
540
541 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
542 {
543         kobject_put(&q->kobj);
544 }
545 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
546
547 /**
548  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
549  * @q: queue to drain
550  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
551  *
552  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
553  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
554  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
555  */
556 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
557         __releases(q->queue_lock)
558         __acquires(q->queue_lock)
559 {
560         int i;
561
562         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
563         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
564
565         while (true) {
566                 bool drain = false;
567
568                 /*
569                  * The caller might be trying to drain @q before its
570                  * elevator is initialized.
571                  */
572                 if (q->elevator)
573                         elv_drain_elevator(q);
574
575                 blkcg_drain_queue(q);
576
577                 /*
578                  * This function might be called on a queue which failed
579                  * driver init after queue creation or is not yet fully
580                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
581                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
582                  * something on it and @q has request_fn set.
583                  */
584                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
585                         __blk_run_queue(q);
586
587                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
588                 drain |= q->request_fn_active;
589
590                 /*
591                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
592                  * multiple places and there's no single counter which can
593                  * be drained.  Check all the queues and counters.
594                  */
595                 if (drain_all) {
596                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
597                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
598                         for (i = 0; i < 2; i++) {
599                                 drain |= q->nr_rqs[i];
600                                 drain |= q->in_flight[i];
601                                 if (fq)
602                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
603                         }
604                 }
605
606                 if (!drain)
607                         break;
608
609                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
610
611                 msleep(10);
612
613                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
614         }
615
616         /*
617          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
618          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
619          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
620          */
621         if (q->request_fn) {
622                 struct request_list *rl;
623
624                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
625                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
626                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
627         }
628 }
629
630 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
631 {
632         spin_lock_irq(q->queue_lock);
633         __blk_drain_queue(q, true);
634         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
635 }
636
637 /**
638  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
639  * @q: queue of interest
640  *
641  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
642  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
643  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
644  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
645  * inside queue or RCU read lock.
646  */
647 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
648 {
649         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
650
651         spin_lock_irq(q->queue_lock);
652         q->bypass_depth++;
653         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
654         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
655
656         /*
657          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
658          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
659          * can happen many times during boot.
660          */
661         if (blk_queue_init_done(q)) {
662                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
663                 __blk_drain_queue(q, false);
664                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
665
666                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
667                 synchronize_rcu();
668         }
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
671
672 /**
673  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
674  * @q: queue of interest
675  *
676  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
677  *
678  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
679  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
680  */
681 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
682 {
683         spin_lock_irq(q->queue_lock);
684         if (!--q->bypass_depth)
685                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
686         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
687         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
690
691 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
692 {
693         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
694
695         /*
696          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
697          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
698          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
699          */
700         blk_freeze_queue_start(q);
701
702         if (q->mq_ops)
703                 blk_mq_wake_waiters(q);
704         else {
705                 struct request_list *rl;
706
707                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
708                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
709                         if (rl->rq_pool) {
710                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
711                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
712                         }
713                 }
714                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
715         }
716
717         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
718         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
719 }
720 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
721
722 /**
723  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
724  * @q: request queue to shutdown
725  *
726  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
727  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
728  */
729 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
730 {
731         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
732
733         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
734         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
735         blk_set_queue_dying(q);
736         spin_lock_irq(lock);
737
738         /*
739          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
740          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
741          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
742          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
743          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
744          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
745          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
746          */
747         q->bypass_depth++;
748         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
749
750         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
751         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
752         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
753         spin_unlock_irq(lock);
754         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
755
756         /*
757          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
758          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
759          */
760         blk_freeze_queue(q);
761         spin_lock_irq(lock);
762         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
763         spin_unlock_irq(lock);
764
765         /*
766          * make sure all in-progress dispatch are completed because
767          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
768          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
769          * from more than one contexts
770          */
771         if (q->mq_ops)
772                 blk_mq_quiesce_queue(q);
773
774         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
775         blk_flush_integrity();
776
777         /* @q won't process any more request, flush async actions */
778         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
779         blk_sync_queue(q);
780
781         /*
782          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
783          * has been removed.
784          */
785         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
786
787         /*
788          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
789          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
790          * cgroup controller.
791          */
792         if (q->elevator) {
793                 ioc_clear_queue(q);
794                 elevator_exit(q, q->elevator);
795                 q->elevator = NULL;
796         }
797
798         /*
799          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
800          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
801          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
802          */
803         blkcg_exit_queue(q);
804
805         /*
806          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
807          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
808          * association with the block cgroup controller.
809          */
810         bdi_put(q->backing_dev_info);
811
812         if (q->mq_ops)
813                 blk_mq_free_queue(q);
814         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
815
816         spin_lock_irq(lock);
817         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
818                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
819         spin_unlock_irq(lock);
820
821         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
822         blk_put_queue(q);
823 }
824 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
825
826 /* Allocate memory local to the request queue */
827 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
828 {
829         struct request_queue *q = data;
830
831         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
832 }
833
834 static void free_request_simple(void *element, void *data)
835 {
836         kmem_cache_free(request_cachep, element);
837 }
838
839 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
840 {
841         struct request_queue *q = data;
842         struct request *rq;
843
844         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
845                         q->node);
846         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
847                 kfree(rq);
848                 rq = NULL;
849         }
850         return rq;
851 }
852
853 static void free_request_size(void *element, void *data)
854 {
855         struct request_queue *q = data;
856
857         if (q->exit_rq_fn)
858                 q->exit_rq_fn(q, element);
859         kfree(element);
860 }
861
862 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
863                 gfp_t gfp_mask)
864 {
865         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
866                 return 0;
867
868         rl->q = q;
869         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
870         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
871         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
872         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
873
874         if (q->cmd_size) {
875                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
876                                 alloc_request_size, free_request_size,
877                                 q, gfp_mask, q->node);
878         } else {
879                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
880                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
881                                 q, gfp_mask, q->node);
882         }
883         if (!rl->rq_pool)
884                 return -ENOMEM;
885
886         if (rl != &q->root_rl)
887                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
888
889         return 0;
890 }
891
892 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
893 {
894         if (rl->rq_pool) {
895                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
896                 if (rl != &q->root_rl)
897                         blk_put_queue(q);
898         }
899 }
900
901 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
902 {
903         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE, NULL);
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
906
907 /**
908  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
909  * @q: request queue pointer
910  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
911  */
912 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
913 {
914         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
915
916         while (true) {
917                 bool success = false;
918
919                 rcu_read_lock();
920                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
921                         /*
922                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
923                          * responsible for ensuring that that flag is globally
924                          * visible before the queue is unfrozen.
925                          */
926                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
927                                 success = true;
928                         } else {
929                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
930                         }
931                 }
932                 rcu_read_unlock();
933
934                 if (success)
935                         return 0;
936
937                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
938                         return -EBUSY;
939
940                 /*
941                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
942                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
943                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
944                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
945                  * never return if the two reads are reordered.
946                  */
947                 smp_rmb();
948
949                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
950                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
951                             (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
952                            blk_queue_dying(q));
953                 if (blk_queue_dying(q))
954                         return -ENODEV;
955         }
956 }
957
958 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
959 {
960         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
961 }
962
963 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
964 {
965         struct request_queue *q =
966                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
967
968         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
969 }
970
971 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
972 {
973         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
974
975         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
976 }
977
978 /**
979  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
980  * @gfp_mask: memory allocation flags
981  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
982  * @lock: For legacy queues, pointer to a spinlock that will be used to e.g.
983  *        serialize calls to the legacy .request_fn() callback. Ignored for
984  *        blk-mq request queues.
985  *
986  * Note: pass the queue lock as the third argument to this function instead of
987  * setting the queue lock pointer explicitly to avoid triggering a sporadic
988  * crash in the blkcg code. This function namely calls blkcg_init_queue() and
989  * the queue lock pointer must be set before blkcg_init_queue() is called.
990  */
991 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id,
992                                            spinlock_t *lock)
993 {
994         struct request_queue *q;
995         int ret;
996
997         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
998                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
999         if (!q)
1000                 return NULL;
1001
1002         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1003         q->last_merge = NULL;
1004         q->end_sector = 0;
1005         q->boundary_rq = NULL;
1006
1007         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
1008         if (q->id < 0)
1009                 goto fail_q;
1010
1011         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
1012         if (ret)
1013                 goto fail_id;
1014
1015         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
1016         if (!q->backing_dev_info)
1017                 goto fail_split;
1018
1019         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
1020         if (!q->stats)
1021                 goto fail_stats;
1022
1023         q->backing_dev_info->ra_pages =
1024                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
1025         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
1026         q->backing_dev_info->name = "block";
1027         q->node = node_id;
1028
1029         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
1030                     laptop_mode_timer_fn, 0);
1031         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
1032         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
1033         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1034         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
1035         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
1036 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1037         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1038 #endif
1039         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
1040
1041         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
1042
1043 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
1044         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
1045 #endif
1046         mutex_init(&q->sysfs_lock);
1047         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
1048
1049         if (!q->mq_ops)
1050                 q->queue_lock = lock ? : &q->__queue_lock;
1051
1052         /*
1053          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
1054          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
1055          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
1056          * registered by blk_register_queue().
1057          */
1058         q->bypass_depth = 1;
1059         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
1060
1061         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
1062
1063         /*
1064          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
1065          * See blk_register_queue() for details.
1066          */
1067         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
1068                                 blk_queue_usage_counter_release,
1069                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
1070                 goto fail_bdi;
1071
1072         if (blkcg_init_queue(q))
1073                 goto fail_ref;
1074
1075         return q;
1076
1077 fail_ref:
1078         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
1079 fail_bdi:
1080         blk_free_queue_stats(q->stats);
1081 fail_stats:
1082         bdi_put(q->backing_dev_info);
1083 fail_split:
1084         bioset_exit(&q->bio_split);
1085 fail_id:
1086         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
1087 fail_q:
1088         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
1089         return NULL;
1090 }
1091 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
1092
1093 /**
1094  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
1095  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
1096  *        placed on the queue.
1097  * @lock: Request queue spin lock
1098  *
1099  * Description:
1100  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
1101  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
1102  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
1103  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
1104  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
1105  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
1106  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
1107  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
1108  *
1109  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
1110  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1111  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1112  *    get dealt with eventually.
1113  *
1114  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1115  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1116  *    disabling is needed for it.
1117  *
1118  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1119  *    it didn't succeed.
1120  *
1121  * Note:
1122  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1123  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1124  **/
1125
1126 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1127 {
1128         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1131
1132 struct request_queue *
1133 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1134 {
1135         struct request_queue *q;
1136
1137         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id, lock);
1138         if (!q)
1139                 return NULL;
1140
1141         q->request_fn = rfn;
1142         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1143                 blk_cleanup_queue(q);
1144                 return NULL;
1145         }
1146
1147         return q;
1148 }
1149 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1150
1151 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1152
1153
1154 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1155 {
1156         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1157
1158         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1159         if (!q->fq)
1160                 return -ENOMEM;
1161
1162         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1163                 goto out_free_flush_queue;
1164
1165         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1166                 goto out_exit_flush_rq;
1167
1168         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1169         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1170
1171         /*
1172          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1173          */
1174         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1175
1176         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1177
1178         /* Protect q->elevator from elevator_change */
1179         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1180
1181         /* init elevator */
1182         if (elevator_init(q)) {
1183                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1184                 goto out_exit_flush_rq;
1185         }
1186
1187         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1188         return 0;
1189
1190 out_exit_flush_rq:
1191         if (q->exit_rq_fn)
1192                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1193 out_free_flush_queue:
1194         blk_free_flush_queue(q->fq);
1195         return -ENOMEM;
1196 }
1197 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1198
1199 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1200 {
1201         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1202                 __blk_get_queue(q);
1203                 return true;
1204         }
1205
1206         return false;
1207 }
1208 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1209
1210 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1211 {
1212         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1213                 elv_put_request(rl->q, rq);
1214                 if (rq->elv.icq)
1215                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1216         }
1217
1218         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1219 }
1220
1221 /*
1222  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1223  * should be given priority access to a request.
1224  */
1225 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1226 {
1227         if (!ioc)
1228                 return 0;
1229
1230         /*
1231          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1232          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1233          * lose wakeups.
1234          */
1235         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1236                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1237                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1238 }
1239
1240 /*
1241  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1242  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1243  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1244  * a nice run.
1245  */
1246 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1247 {
1248         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1249                 return;
1250
1251         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1252         ioc->last_waited = jiffies;
1253 }
1254
1255 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1256 {
1257         struct request_queue *q = rl->q;
1258
1259         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1260                 blk_clear_congested(rl, sync);
1261
1262         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1263                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1264                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1265
1266                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1267         }
1268 }
1269
1270 /*
1271  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1272  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1273  */
1274 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1275                 req_flags_t rq_flags)
1276 {
1277         struct request_queue *q = rl->q;
1278
1279         q->nr_rqs[sync]--;
1280         rl->count[sync]--;
1281         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1282                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1283
1284         __freed_request(rl, sync);
1285
1286         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1287                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1288 }
1289
1290 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1291 {
1292         struct request_list *rl;
1293         int on_thresh, off_thresh;
1294
1295         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1296
1297         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1298         q->nr_requests = nr;
1299         blk_queue_congestion_threshold(q);
1300         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1301         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1302
1303         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1304                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1305                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1306                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1307                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1308
1309                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1310                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1311                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1312                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1313
1314                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1315                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1316                 } else {
1317                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1318                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1319                 }
1320
1321                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1322                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1323                 } else {
1324                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1325                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1326                 }
1327         }
1328
1329         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1330         return 0;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * __get_request - get a free request
1335  * @rl: request list to allocate from
1336  * @op: operation and flags
1337  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1338  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1339  * @gfp_mask: allocator flags
1340  *
1341  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1342  * pressure or if @q is dead.
1343  *
1344  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1345  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1346  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1347  */
1348 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1349                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp_mask)
1350 {
1351         struct request_queue *q = rl->q;
1352         struct request *rq;
1353         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1354         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1355         struct io_cq *icq = NULL;
1356         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1357         int may_queue;
1358         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1359
1360         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1361
1362         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1363                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1364
1365         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1366         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1367                 goto rq_starved;
1368
1369         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1370                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1371                         /*
1372                          * The queue will fill after this allocation, so set
1373                          * it as full, and mark this process as "batching".
1374                          * This process will be allowed to complete a batch of
1375                          * requests, others will be blocked.
1376                          */
1377                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1378                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1379                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1380                         } else {
1381                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1382                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1383                                         /*
1384                                          * The queue is full and the allocating
1385                                          * process is not a "batcher", and not
1386                                          * exempted by the IO scheduler
1387                                          */
1388                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1389                                 }
1390                         }
1391                 }
1392                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1393         }
1394
1395         /*
1396          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1397          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1398          * allocated with any setting of ->nr_requests
1399          */
1400         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1401                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1402
1403         q->nr_rqs[is_sync]++;
1404         rl->count[is_sync]++;
1405         rl->starved[is_sync] = 0;
1406
1407         /*
1408          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1409          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1410          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1411          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1412          * makes creating new ones safe.
1413          *
1414          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1415          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1416          *
1417          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1418          * it will be created after releasing queue_lock.
1419          */
1420         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1421                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1422                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1423                 if (et->icq_cache && ioc)
1424                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1425         }
1426
1427         if (blk_queue_io_stat(q))
1428                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1429         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1430
1431         /* allocate and init request */
1432         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1433         if (!rq)
1434                 goto fail_alloc;
1435
1436         blk_rq_init(q, rq);
1437         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1438         rq->cmd_flags = op;
1439         rq->rq_flags = rq_flags;
1440         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1441                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1442
1443         /* init elvpriv */
1444         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1445                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1446                         if (ioc)
1447                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1448                         if (!icq)
1449                                 goto fail_elvpriv;
1450                 }
1451
1452                 rq->elv.icq = icq;
1453                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1454                         goto fail_elvpriv;
1455
1456                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1457                 if (icq)
1458                         get_io_context(icq->ioc);
1459         }
1460 out:
1461         /*
1462          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1463          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1464          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1465          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1466          */
1467         if (ioc_batching(q, ioc))
1468                 ioc->nr_batch_requests--;
1469
1470         trace_block_getrq(q, bio, op);
1471         return rq;
1472
1473 fail_elvpriv:
1474         /*
1475          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1476          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1477          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1478          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1479          */
1480         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1481                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1482
1483         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1484         rq->elv.icq = NULL;
1485
1486         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1487         q->nr_rqs_elvpriv--;
1488         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1489         goto out;
1490
1491 fail_alloc:
1492         /*
1493          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1494          * might have messed up.
1495          *
1496          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1497          * queue, but this is pretty rare.
1498          */
1499         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1500         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1501
1502         /*
1503          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1504          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1505          * freeing of a request in the other direction will notice
1506          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1507          * READ and WRITE
1508          */
1509 rq_starved:
1510         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1511                 rl->starved[is_sync] = 1;
1512         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1513 }
1514
1515 /**
1516  * get_request - get a free request
1517  * @q: request_queue to allocate request from
1518  * @op: operation and flags
1519  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1520  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1521  * @gfp: allocator flags
1522  *
1523  * Get a free request from @q.  If %BLK_MQ_REQ_NOWAIT is set in @flags,
1524  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1525  *
1526  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1527  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1528  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1529  */
1530 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1531                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp)
1532 {
1533         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1534         DEFINE_WAIT(wait);
1535         struct request_list *rl;
1536         struct request *rq;
1537
1538         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1539         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1540
1541         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1542 retry:
1543         rq = __get_request(rl, op, bio, flags, gfp);
1544         if (!IS_ERR(rq))
1545                 return rq;
1546
1547         if (op & REQ_NOWAIT) {
1548                 blk_put_rl(rl);
1549                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1550         }
1551
1552         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1553                 blk_put_rl(rl);
1554                 return rq;
1555         }
1556
1557         /* wait on @rl and retry */
1558         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1559                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1560
1561         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1562
1563         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1564         io_schedule();
1565
1566         /*
1567          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1568          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1569          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1570          */
1571         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1572
1573         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1574         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1575
1576         goto retry;
1577 }
1578
1579 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1580 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1581                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1582 {
1583         struct request *rq;
1584         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC : GFP_NOIO;
1585         int ret = 0;
1586
1587         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1588
1589         /* create ioc upfront */
1590         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1591
1592         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1593         if (ret)
1594                 return ERR_PTR(ret);
1595         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1596         rq = get_request(q, op, NULL, flags, gfp_mask);
1597         if (IS_ERR(rq)) {
1598                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1599                 blk_queue_exit(q);
1600                 return rq;
1601         }
1602
1603         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1604         rq->__data_len = 0;
1605         rq->__sector = (sector_t) -1;
1606         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1607         return rq;
1608 }
1609
1610 /**
1611  * blk_get_request - allocate a request
1612  * @q: request queue to allocate a request for
1613  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1614  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1615  */
1616 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1617                                 blk_mq_req_flags_t flags)
1618 {
1619         struct request *req;
1620
1621         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1622         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1623
1624         if (q->mq_ops) {
1625                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1626                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1627                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1628         } else {
1629                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1630                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1631                         q->initialize_rq_fn(req);
1632         }
1633
1634         return req;
1635 }
1636 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1637
1638 /**
1639  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1640  * @q:          request queue where request should be inserted
1641  * @rq:         request to be inserted
1642  *
1643  * Description:
1644  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1645  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1646  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1647  */
1648 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1649 {
1650         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1651         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1652
1653         blk_delete_timer(rq);
1654         blk_clear_rq_complete(rq);
1655         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1656         wbt_requeue(q->rq_wb, rq);
1657
1658         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1659                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1660
1661         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1662
1663         elv_requeue_request(q, rq);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1666
1667 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1668                              int where)
1669 {
1670         blk_account_io_start(rq, true);
1671         __elv_add_request(q, rq, where);
1672 }
1673
1674 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1675                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1676                                     unsigned int inflight)
1677 {
1678         if (inflight) {
1679                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1680                                 inflight * (now - part->stamp));
1681                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1682         }
1683         part->stamp = now;
1684 }
1685
1686 /**
1687  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1688  * @q: target block queue
1689  * @cpu: cpu number for stats access
1690  * @part: target partition
1691  *
1692  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1693  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1694  * time it has been in this state for.
1695  *
1696  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1697  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1698  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1699  * function to do a round-off before returning the results when reading
1700  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1701  * the current jiffies and restarts the counters again.
1702  */
1703 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1704 {
1705         struct hd_struct *part2 = NULL;
1706         unsigned long now = jiffies;
1707         unsigned int inflight[2];
1708         int stats = 0;
1709
1710         if (part->stamp != now)
1711                 stats |= 1;
1712
1713         if (part->partno) {
1714                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1715                 if (part2->stamp != now)
1716                         stats |= 2;
1717         }
1718
1719         if (!stats)
1720                 return;
1721
1722         part_in_flight(q, part, inflight);
1723
1724         if (stats & 2)
1725                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1726         if (stats & 1)
1727                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1728 }
1729 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1730
1731 #ifdef CONFIG_PM
1732 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1733 {
1734         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1735                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1736 }
1737 #else
1738 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1739 #endif
1740
1741 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1742 {
1743         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1744
1745         if (unlikely(!q))
1746                 return;
1747
1748         if (q->mq_ops) {
1749                 blk_mq_free_request(req);
1750                 return;
1751         }
1752
1753         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1754
1755         blk_req_zone_write_unlock(req);
1756         blk_pm_put_request(req);
1757
1758         elv_completed_request(q, req);
1759
1760         /* this is a bio leak */
1761         WARN_ON(req->bio != NULL);
1762
1763         wbt_done(q->rq_wb, req);
1764
1765         /*
1766          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1767          * it didn't come out of our reserved rq pools
1768          */
1769         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1770                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1771                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1772
1773                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1774                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1775
1776                 blk_free_request(rl, req);
1777                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1778                 blk_put_rl(rl);
1779                 blk_queue_exit(q);
1780         }
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1783
1784 void blk_put_request(struct request *req)
1785 {
1786         struct request_queue *q = req->q;
1787
1788         if (q->mq_ops)
1789                 blk_mq_free_request(req);
1790         else {
1791                 unsigned long flags;
1792
1793                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1794                 __blk_put_request(q, req);
1795                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1796         }
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1799
1800 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1801                             struct bio *bio)
1802 {
1803         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1804
1805         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1806                 return false;
1807
1808         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1809
1810         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1811                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1812
1813         req->biotail->bi_next = bio;
1814         req->biotail = bio;
1815         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1816         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1817
1818         blk_account_io_start(req, false);
1819         return true;
1820 }
1821
1822 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1823                              struct bio *bio)
1824 {
1825         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1826
1827         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1828                 return false;
1829
1830         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1831
1832         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1833                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1834
1835         bio->bi_next = req->bio;
1836         req->bio = bio;
1837
1838         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1839         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1840         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1841
1842         blk_account_io_start(req, false);
1843         return true;
1844 }
1845
1846 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1847                 struct bio *bio)
1848 {
1849         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1850
1851         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1852                 goto no_merge;
1853         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1854             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1855                 goto no_merge;
1856
1857         req->biotail->bi_next = bio;
1858         req->biotail = bio;
1859         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1860         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1861         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1862
1863         blk_account_io_start(req, false);
1864         return true;
1865 no_merge:
1866         req_set_nomerge(q, req);
1867         return false;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1872  * @q: request_queue new bio is being queued at
1873  * @bio: new bio being queued
1874  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1875  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1876  * another request associated with @q is found on the plug list
1877  * (optional, may be %NULL)
1878  *
1879  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1880  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1881  * otherwise %false.
1882  *
1883  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1884  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1885  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1886  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1887  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1888  * merging parameters without querying the elevator.
1889  *
1890  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1891  */
1892 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1893                             unsigned int *request_count,
1894                             struct request **same_queue_rq)
1895 {
1896         struct blk_plug *plug;
1897         struct request *rq;
1898         struct list_head *plug_list;
1899
1900         plug = current->plug;
1901         if (!plug)
1902                 return false;
1903         *request_count = 0;
1904
1905         if (q->mq_ops)
1906                 plug_list = &plug->mq_list;
1907         else
1908                 plug_list = &plug->list;
1909
1910         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1911                 bool merged = false;
1912
1913                 if (rq->q == q) {
1914                         (*request_count)++;
1915                         /*
1916                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1917                          * rq in the same queue, there should be only one such
1918                          * rq in a queue
1919                          **/
1920                         if (same_queue_rq)
1921                                 *same_queue_rq = rq;
1922                 }
1923
1924                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1925                         continue;
1926
1927                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1928                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1929                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1930                         break;
1931                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1932                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1933                         break;
1934                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1935                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1936                         break;
1937                 default:
1938                         break;
1939                 }
1940
1941                 if (merged)
1942                         return true;
1943         }
1944
1945         return false;
1946 }
1947
1948 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1949 {
1950         struct blk_plug *plug;
1951         struct request *rq;
1952         struct list_head *plug_list;
1953         unsigned int ret = 0;
1954
1955         plug = current->plug;
1956         if (!plug)
1957                 goto out;
1958
1959         if (q->mq_ops)
1960                 plug_list = &plug->mq_list;
1961         else
1962                 plug_list = &plug->list;
1963
1964         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1965                 if (rq->q == q)
1966                         ret++;
1967         }
1968 out:
1969         return ret;
1970 }
1971
1972 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1973 {
1974         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1975
1976         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1977                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1978
1979         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1980         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1981                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1982         else if (ioc)
1983                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1984         else
1985                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1986         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1987         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1990
1991 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1992 {
1993         struct blk_plug *plug;
1994         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1995         struct request *req, *free;
1996         unsigned int request_count = 0;
1997         unsigned int wb_acct;
1998
1999         /*
2000          * low level driver can indicate that it wants pages above a
2001          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
2002          * ISA dma in theory)
2003          */
2004         blk_queue_bounce(q, &bio);
2005
2006         blk_queue_split(q, &bio);
2007
2008         if (!bio_integrity_prep(bio))
2009                 return BLK_QC_T_NONE;
2010
2011         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
2012                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2013                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2014                 goto get_rq;
2015         }
2016
2017         /*
2018          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
2019          * any locks.
2020          */
2021         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
2022                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
2023                         return BLK_QC_T_NONE;
2024         } else
2025                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
2026
2027         spin_lock_irq(q->queue_lock);
2028
2029         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
2030         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
2031                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
2032                         break;
2033                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2034                 free = attempt_back_merge(q, req);
2035                 if (free)
2036                         __blk_put_request(q, free);
2037                 else
2038                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
2039                 goto out_unlock;
2040         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
2041                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
2042                         break;
2043                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2044                 free = attempt_front_merge(q, req);
2045                 if (free)
2046                         __blk_put_request(q, free);
2047                 else
2048                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
2049                 goto out_unlock;
2050         default:
2051                 break;
2052         }
2053
2054 get_rq:
2055         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
2056
2057         /*
2058          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
2059          * Returns with the queue unlocked.
2060          */
2061         blk_queue_enter_live(q);
2062         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0, GFP_NOIO);
2063         if (IS_ERR(req)) {
2064                 blk_queue_exit(q);
2065                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
2066                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
2067                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
2068                 else
2069                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2070                 bio_endio(bio);
2071                 goto out_unlock;
2072         }
2073
2074         wbt_track(req, wb_acct);
2075
2076         /*
2077          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
2078          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
2079          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
2080          * often, and the elevators are able to handle it.
2081          */
2082         blk_init_request_from_bio(req, bio);
2083
2084         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
2085                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
2086
2087         plug = current->plug;
2088         if (plug) {
2089                 /*
2090                  * If this is the first request added after a plug, fire
2091                  * of a plug trace.
2092                  *
2093                  * @request_count may become stale because of schedule
2094                  * out, so check plug list again.
2095                  */
2096                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
2097                         trace_block_plug(q);
2098                 else {
2099                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2100                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2101                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2102                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2103                                 trace_block_plug(q);
2104                         }
2105                 }
2106                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2107                 blk_account_io_start(req, true);
2108         } else {
2109                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2110                 add_acct_request(q, req, where);
2111                 __blk_run_queue(q);
2112 out_unlock:
2113                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2114         }
2115
2116         return BLK_QC_T_NONE;
2117 }
2118
2119 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2120 {
2121         char b[BDEVNAME_SIZE];
2122
2123         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2124         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2125                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2126                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2127                         (long long)maxsector);
2128 }
2129
2130 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2131
2132 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2133
2134 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2135 {
2136         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2137 }
2138 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2139
2140 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2141 {
2142         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2143 }
2144
2145 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2146 {
2147         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2148                                                 NULL, &fail_make_request);
2149
2150         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2151 }
2152
2153 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2154
2155 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2156
2157 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2158                                         unsigned int bytes)
2159 {
2160         return false;
2161 }
2162
2163 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2164
2165 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
2166 {
2167         if (part->policy && op_is_write(bio_op(bio))) {
2168                 char b[BDEVNAME_SIZE];
2169
2170                 printk(KERN_ERR
2171                        "generic_make_request: Trying to write "
2172                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
2173                         bio_devname(bio, b), part->partno);
2174                 return true;
2175         }
2176
2177         return false;
2178 }
2179
2180 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
2181 {
2182         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2183                 return -EIO;
2184         return 0;
2185 }
2186 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
2187
2188 /*
2189  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
2190  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
2191  * the device, e.g., when mounting a file system.
2192  */
2193 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2194 {
2195         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2196
2197         if (nr_sectors && maxsector &&
2198             (nr_sectors > maxsector ||
2199              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
2200                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
2201                 return -EIO;
2202         }
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2208  */
2209 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2210 {
2211         struct hd_struct *p;
2212         int ret = -EIO;
2213
2214         rcu_read_lock();
2215         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2216         if (unlikely(!p))
2217                 goto out;
2218         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
2219                 goto out;
2220         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
2221                 goto out;
2222
2223         /*
2224          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2225          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2226          */
2227         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
2228                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
2229                         goto out;
2230                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2231                 bio->bi_partno = 0;
2232                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2233                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2234         }
2235         ret = 0;
2236 out:
2237         rcu_read_unlock();
2238         return ret;
2239 }
2240
2241 static noinline_for_stack bool
2242 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2243 {
2244         struct request_queue *q;
2245         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2246         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2247         char b[BDEVNAME_SIZE];
2248
2249         might_sleep();
2250
2251         q = bio->bi_disk->queue;
2252         if (unlikely(!q)) {
2253                 printk(KERN_ERR
2254                        "generic_make_request: Trying to access "
2255                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2256                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2257                 goto end_io;
2258         }
2259
2260         /*
2261          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2262          * if queue is not a request based queue.
2263          */
2264         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2265                 goto not_supported;
2266
2267         if (should_fail_bio(bio))
2268                 goto end_io;
2269
2270         if (bio->bi_partno) {
2271                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
2272                         goto end_io;
2273         } else {
2274                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
2275                         goto end_io;
2276                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
2277                         goto end_io;
2278         }
2279
2280         /*
2281          * Filter flush bio's early so that make_request based
2282          * drivers without flush support don't have to worry
2283          * about them.
2284          */
2285         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2286             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2287                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2288                 if (!nr_sectors) {
2289                         status = BLK_STS_OK;
2290                         goto end_io;
2291                 }
2292         }
2293
2294         switch (bio_op(bio)) {
2295         case REQ_OP_DISCARD:
2296                 if (!blk_queue_discard(q))
2297                         goto not_supported;
2298                 break;
2299         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2300                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2301                         goto not_supported;
2302                 break;
2303         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2304                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2305                         goto not_supported;
2306                 break;
2307         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2308         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2309                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2310                         goto not_supported;
2311                 break;
2312         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2313                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2314                         goto not_supported;
2315                 break;
2316         default:
2317                 break;
2318         }
2319
2320         /*
2321          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2322          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2323          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2324          * layer knows how to live with it.
2325          */
2326         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2327
2328         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2329                 return false;
2330
2331         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2332                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2333                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2334                  * completion as well.
2335                  */
2336                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2337         }
2338         return true;
2339
2340 not_supported:
2341         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2342 end_io:
2343         bio->bi_status = status;
2344         bio_endio(bio);
2345         return false;
2346 }
2347
2348 /**
2349  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2350  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2351  *
2352  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2353  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2354  * to be done.
2355  *
2356  * generic_make_request() does not return any status.  The
2357  * success/failure status of the request, along with notification of
2358  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2359  * function described (one day) else where.
2360  *
2361  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2362  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2363  * set to describe the device address, and the
2364  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2365  * completion notification should be signaled.
2366  *
2367  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2368  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2369  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2370  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2371  */
2372 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2373 {
2374         /*
2375          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2376          * make_request_fn.
2377          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2378          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2379          * yet.
2380          */
2381         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2382         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
2383         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2384         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2385
2386         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2387                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2388         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2389                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
2390                         bio_wouldblock_error(bio);
2391                 else
2392                         bio_io_error(bio);
2393                 return ret;
2394         }
2395
2396         if (!generic_make_request_checks(bio))
2397                 goto out;
2398
2399         /*
2400          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2401          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2402          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2403          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2404          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2405          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2406          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2407          * should be added at the tail
2408          */
2409         if (current->bio_list) {
2410                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2411                 goto out;
2412         }
2413
2414         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2415          * explanation.
2416          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2417          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2418          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2419          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2420          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2421          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2422          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2423          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2424          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2425          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2426          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2427          */
2428         BUG_ON(bio->bi_next);
2429         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2430         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2431         do {
2432                 bool enter_succeeded = true;
2433
2434                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
2435                         if (q)
2436                                 blk_queue_exit(q);
2437                         q = bio->bi_disk->queue;
2438                         flags = 0;
2439                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2440                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2441                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2442                                 enter_succeeded = false;
2443                                 q = NULL;
2444                         }
2445                 }
2446
2447                 if (enter_succeeded) {
2448                         struct bio_list lower, same;
2449
2450                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2451                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2452                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2453                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2454
2455                         /* sort new bios into those for a lower level
2456                          * and those for the same level
2457                          */
2458                         bio_list_init(&lower);
2459                         bio_list_init(&same);
2460                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2461                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2462                                         bio_list_add(&same, bio);
2463                                 else
2464                                         bio_list_add(&lower, bio);
2465                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2466                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2467                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2468                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2469                 } else {
2470                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2471                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2472                                 bio_wouldblock_error(bio);
2473                         else
2474                                 bio_io_error(bio);
2475                 }
2476                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2477         } while (bio);
2478         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2479
2480 out:
2481         if (q)
2482                 blk_queue_exit(q);
2483         return ret;
2484 }
2485 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2486
2487 /**
2488  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2489  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2490  *
2491  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2492  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2493  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2494  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2495  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2496  */
2497 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2498 {
2499         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2500         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2501         blk_qc_t ret;
2502
2503         if (!generic_make_request_checks(bio))
2504                 return BLK_QC_T_NONE;
2505
2506         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2507                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2508                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2509                 else
2510                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2511                 bio_endio(bio);
2512                 return BLK_QC_T_NONE;
2513         }
2514
2515         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2516         blk_queue_exit(q);
2517         return ret;
2518 }
2519 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2520
2521 /**
2522  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2523  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2524  *
2525  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2526  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2527  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2528  *
2529  */
2530 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2531 {
2532         /*
2533          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2534          * go through the normal accounting stuff before submission.
2535          */
2536         if (bio_has_data(bio)) {
2537                 unsigned int count;
2538
2539                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2540                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
2541                 else
2542                         count = bio_sectors(bio);
2543
2544                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2545                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2546                 } else {
2547                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2548                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2549                 }
2550
2551                 if (unlikely(block_dump)) {
2552                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2553                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2554                         current->comm, task_pid_nr(current),
2555                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2556                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2557                                 bio_devname(bio, b), count);
2558                 }
2559         }
2560
2561         return generic_make_request(bio);
2562 }
2563 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2564
2565 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2566 {
2567         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2568                 return false;
2569
2570         if (current->plug)
2571                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2572         return q->poll_fn(q, cookie);
2573 }
2574 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2575
2576 /**
2577  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2578  *                              for new the queue limits
2579  * @q:  the queue
2580  * @rq: the request being checked
2581  *
2582  * Description:
2583  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2584  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2585  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2586  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2587  *    the insertion using this generic function.
2588  *
2589  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2590  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2591  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2592  */
2593 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2594                                       struct request *rq)
2595 {
2596         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2597                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2598                 return -EIO;
2599         }
2600
2601         /*
2602          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2603          * may differ from that of other stacking queues.
2604          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2605          * limitation.
2606          */
2607         blk_recalc_rq_segments(rq);
2608         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2609                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2610                 return -EIO;
2611         }
2612
2613         return 0;
2614 }
2615
2616 /**
2617  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2618  * @q:  the queue to submit the request
2619  * @rq: the request being queued
2620  */
2621 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2622 {
2623         unsigned long flags;
2624         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2625
2626         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2627                 return BLK_STS_IOERR;
2628
2629         if (rq->rq_disk &&
2630             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2631                 return BLK_STS_IOERR;
2632
2633         if (q->mq_ops) {
2634                 if (blk_queue_io_stat(q))
2635                         blk_account_io_start(rq, true);
2636                 /*
2637                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2638                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2639                  * insert.
2640                  */
2641                 return blk_mq_request_issue_directly(rq);
2642         }
2643
2644         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2645         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2646                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2647                 return BLK_STS_IOERR;
2648         }
2649
2650         /*
2651          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2652          * because it will be linked to another request_queue
2653          */
2654         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2655
2656         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2657                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2658
2659         add_acct_request(q, rq, where);
2660         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2661                 __blk_run_queue(q);
2662         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2663
2664         return BLK_STS_OK;
2665 }
2666 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2667
2668 /**
2669  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2670  * @rq: request to examine
2671  *
2672  * Description:
2673  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2674  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2675  *     can be failed from the beginning of the request without
2676  *     crossing into area which need to be retried further.
2677  *
2678  * Return:
2679  *     The number of bytes to fail.
2680  */
2681 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2682 {
2683         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2684         unsigned int bytes = 0;
2685         struct bio *bio;
2686
2687         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2688                 return blk_rq_bytes(rq);
2689
2690         /*
2691          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2692          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2693          * which have all the failfast bits that the first one has -
2694          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2695          * one.
2696          */
2697         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2698                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2699                         break;
2700                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2701         }
2702
2703         /* this could lead to infinite loop */
2704         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2705         return bytes;
2706 }
2707 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2708
2709 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2710 {
2711         if (blk_do_io_stat(req)) {
2712                 const int rw = rq_data_dir(req);
2713                 struct hd_struct *part;
2714                 int cpu;
2715
2716                 cpu = part_stat_lock();
2717                 part = req->part;
2718                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2719                 part_stat_unlock();
2720         }
2721 }
2722
2723 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
2724 {
2725         /*
2726          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2727          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2728          * containing request is enough.
2729          */
2730         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2731                 unsigned long duration;
2732                 const int rw = rq_data_dir(req);
2733                 struct hd_struct *part;
2734                 int cpu;
2735
2736                 duration = nsecs_to_jiffies(now - req->start_time_ns);
2737                 cpu = part_stat_lock();
2738                 part = req->part;
2739
2740                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2741                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2742                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2743                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2744
2745                 hd_struct_put(part);
2746                 part_stat_unlock();
2747         }
2748 }
2749
2750 #ifdef CONFIG_PM
2751 /*
2752  * Don't process normal requests when queue is suspended
2753  * or in the process of suspending/resuming
2754  */
2755 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2756 {
2757         switch (rq->q->rpm_status) {
2758         case RPM_RESUMING:
2759         case RPM_SUSPENDING:
2760                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2761         case RPM_SUSPENDED:
2762                 return false;
2763         }
2764
2765         return true;
2766 }
2767 #else
2768 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2769 {
2770         return true;
2771 }
2772 #endif
2773
2774 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2775 {
2776         struct hd_struct *part;
2777         int rw = rq_data_dir(rq);
2778         int cpu;
2779
2780         if (!blk_do_io_stat(rq))
2781                 return;
2782
2783         cpu = part_stat_lock();
2784
2785         if (!new_io) {
2786                 part = rq->part;
2787                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2788         } else {
2789                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2790                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2791                         /*
2792                          * The partition is already being removed,
2793                          * the request will be accounted on the disk only
2794                          *
2795                          * We take a reference on disk->part0 although that
2796                          * partition will never be deleted, so we can treat
2797                          * it as any other partition.
2798                          */
2799                         part = &rq->rq_disk->part0;
2800                         hd_struct_get(part);
2801                 }
2802                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2803                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2804                 rq->part = part;
2805         }
2806
2807         part_stat_unlock();
2808 }
2809
2810 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2811 {
2812         struct request *rq;
2813         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2814
2815         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2816
2817         while (1) {
2818                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2819                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2820                                 return rq;
2821
2822                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2823                                 break;
2824                 }
2825
2826                 /*
2827                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2828                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2829                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2830                  * requests and will requeue them. And this can improve
2831                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2832                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2833                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2834                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2835                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2836                  * folded to flush1.
2837                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2838                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2839                  * details.
2840                  */
2841                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2842                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2843                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2844                         return NULL;
2845                 }
2846                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2847                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2848                         return NULL;
2849         }
2850 }
2851
2852 /**
2853  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2854  * @q: request queue to peek at
2855  *
2856  * Description:
2857  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2858  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2859  *     processing it.
2860  *
2861  * Return:
2862  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2863  *     otherwise.
2864  */
2865 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2866 {
2867         struct request *rq;
2868         int ret;
2869
2870         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2871         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2872
2873         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2874                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2875                         /*
2876                          * This is the first time the device driver
2877                          * sees this request (possibly after
2878                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2879                          */
2880                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2881                                 elv_activate_rq(q, rq);
2882
2883                         /*
2884                          * just mark as started even if we don't start
2885                          * it, a request that has been delayed should
2886                          * not be passed by new incoming requests
2887                          */
2888                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2889                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2890                 }
2891
2892                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2893                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2894                         q->boundary_rq = NULL;
2895                 }
2896
2897                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2898                         break;
2899
2900                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2901                         /*
2902                          * make sure space for the drain appears we
2903                          * know we can do this because max_hw_segments
2904                          * has been adjusted to be one fewer than the
2905                          * device can handle
2906                          */
2907                         rq->nr_phys_segments++;
2908                 }
2909
2910                 if (!q->prep_rq_fn)
2911                         break;
2912
2913                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2914                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2915                         break;
2916                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2917                         /*
2918                          * the request may have been (partially) prepped.
2919                          * we need to keep this request in the front to
2920                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2921                          * prevent other fs requests from passing this one.
2922                          */
2923                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2924                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2925                                 /*
2926                                  * remove the space for the drain we added
2927                                  * so that we don't add it again
2928                                  */
2929                                 --rq->nr_phys_segments;
2930                         }
2931
2932                         rq = NULL;
2933                         break;
2934                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2935                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2936                         /*
2937                          * Mark this request as started so we don't trigger
2938                          * any debug logic in the end I/O path.
2939                          */
2940                         blk_start_request(rq);
2941                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2942                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2943                 } else {
2944                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2945                         break;
2946                 }
2947         }
2948
2949         return rq;
2950 }
2951 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2952
2953 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2954 {
2955         struct request_queue *q = rq->q;
2956
2957         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2958         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2959
2960         list_del_init(&rq->queuelist);
2961
2962         /*
2963          * the time frame between a request being removed from the lists
2964          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2965          * the driver side.
2966          */
2967         if (blk_account_rq(rq))
2968                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2969 }
2970
2971 /**
2972  * blk_start_request - start request processing on the driver
2973  * @req: request to dequeue
2974  *
2975  * Description:
2976  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2977  *     request to the driver.
2978  */
2979 void blk_start_request(struct request *req)
2980 {
2981         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2982         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2983
2984         blk_dequeue_request(req);
2985
2986         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2987                 req->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
2988 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING_LOW
2989                 req->throtl_size = blk_rq_sectors(req);
2990 #endif
2991                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2992                 wbt_issue(req->q->rq_wb, req);
2993         }
2994
2995         BUG_ON(blk_rq_is_complete(req));
2996         blk_add_timer(req);
2997 }
2998 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2999
3000 /**
3001  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
3002  * @q: request queue to fetch a request from
3003  *
3004  * Description:
3005  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
3006  *     return and LLD can start processing it immediately.
3007  *
3008  * Return:
3009  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
3010  *     otherwise.
3011  */
3012 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
3013 {
3014         struct request *rq;
3015
3016         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3017         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3018
3019         rq = blk_peek_request(q);
3020         if (rq)
3021                 blk_start_request(rq);
3022         return rq;
3023 }
3024 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
3025
3026 /*
3027  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
3028  * The request must not have been partially completed before.
3029  */
3030 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
3031 {
3032         if (rq->bio) {
3033                 if (list->tail)
3034                         list->tail->bi_next = rq->bio;
3035                 else
3036                         list->head = rq->bio;
3037                 list->tail = rq->biotail;
3038
3039                 rq->bio = NULL;
3040                 rq->biotail = NULL;
3041         }
3042
3043         rq->__data_len = 0;
3044 }
3045 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
3046
3047 /**
3048  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
3049  * @req:      the request being processed
3050  * @error:    block status code
3051  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
3052  *
3053  * Description:
3054  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
3055  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
3056  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
3057  *
3058  *     This special helper function is only for request stacking drivers
3059  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
3060  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
3061  *
3062  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
3063  *     %false return from this function.
3064  *
3065  * Return:
3066  *     %false - this request doesn't have any more data
3067  *     %true  - this request has more data
3068  **/
3069 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
3070                 unsigned int nr_bytes)
3071 {
3072         int total_bytes;
3073
3074         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
3075
3076         if (!req->bio)
3077                 return false;
3078
3079         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
3080                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
3081                 print_req_error(req, error);
3082
3083         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
3084
3085         total_bytes = 0;
3086         while (req->bio) {
3087                 struct bio *bio = req->bio;
3088                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
3089
3090                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size) {
3091                         req->bio = bio->bi_next;
3092                         bio->bi_next = NULL;
3093                 }
3094
3095                 /* Completion has already been traced */
3096                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
3097                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
3098
3099                 total_bytes += bio_bytes;
3100                 nr_bytes -= bio_bytes;
3101
3102                 if (!nr_bytes)
3103                         break;
3104         }
3105
3106         /*
3107          * completely done
3108          */
3109         if (!req->bio) {
3110                 /*
3111                  * Reset counters so that the request stacking driver
3112                  * can find how many bytes remain in the request
3113                  * later.
3114                  */
3115                 req->__data_len = 0;
3116                 return false;
3117         }
3118
3119         req->__data_len -= total_bytes;
3120
3121         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
3122         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
3123                 req->__sector += total_bytes >> 9;
3124
3125         /* mixed attributes always follow the first bio */
3126         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
3127                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
3128                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
3129         }
3130
3131         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
3132                 /*
3133                  * If total number of sectors is less than the first segment
3134                  * size, something has gone terribly wrong.
3135                  */
3136                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
3137                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
3138                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
3139                 }
3140
3141                 /* recalculate the number of segments */
3142                 blk_recalc_rq_segments(req);
3143         }
3144
3145         return true;
3146 }
3147 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3148
3149 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3150                                     unsigned int nr_bytes,
3151                                     unsigned int bidi_bytes)
3152 {
3153         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3154                 return true;
3155
3156         /* Bidi request must be completed as a whole */
3157         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3158             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3159                 return true;
3160
3161         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3162                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3163
3164         return false;
3165 }
3166
3167 /**
3168  * blk_unprep_request - unprepare a request
3169  * @req:        the request
3170  *
3171  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3172  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3173  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3174  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3175  * lock is held when calling this.
3176  */
3177 void blk_unprep_request(struct request *req)
3178 {
3179         struct request_queue *q = req->q;
3180
3181         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3182         if (q->unprep_rq_fn)
3183                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3186
3187 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3188 {
3189         struct request_queue *q = req->q;
3190         u64 now = ktime_get_ns();
3191
3192         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3193         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3194
3195         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3196                 blk_stat_add(req, now);
3197
3198         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3199                 blk_queue_end_tag(q, req);
3200
3201         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3202
3203         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3204                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3205
3206         blk_delete_timer(req);
3207
3208         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3209                 blk_unprep_request(req);
3210
3211         blk_account_io_done(req, now);
3212
3213         if (req->end_io) {
3214                 wbt_done(req->q->rq_wb, req);
3215                 req->end_io(req, error);
3216         } else {
3217                 if (blk_bidi_rq(req))
3218                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3219
3220                 __blk_put_request(q, req);
3221         }
3222 }
3223 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3224
3225 /**
3226  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3227  * @rq:         the request to complete
3228  * @error:      block status code
3229  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3230  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3231  *
3232  * Description:
3233  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3234  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3235  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3236  *     just ignored.
3237  *
3238  * Return:
3239  *     %false - we are done with this request
3240  *     %true  - still buffers pending for this request
3241  **/
3242 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3243                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3244 {
3245         struct request_queue *q = rq->q;
3246         unsigned long flags;
3247
3248         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3249
3250         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3251                 return true;
3252
3253         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3254         blk_finish_request(rq, error);
3255         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3256
3257         return false;
3258 }
3259
3260 /**
3261  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3262  * @rq:         the request to complete
3263  * @error:      block status code
3264  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3265  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3266  *
3267  * Description:
3268  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3269  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3270  *
3271  * Return:
3272  *     %false - we are done with this request
3273  *     %true  - still buffers pending for this request
3274  **/
3275 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3276                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3277 {
3278         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3279         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3280
3281         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3282                 return true;
3283
3284         blk_finish_request(rq, error);
3285
3286         return false;
3287 }
3288
3289 /**
3290  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3291  * @rq:       the request being processed
3292  * @error:    block status code
3293  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3294  *
3295  * Description:
3296  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3297  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3298  *
3299  * Return:
3300  *     %false - we are done with this request
3301  *     %true  - still buffers pending for this request
3302  **/
3303 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3304                 unsigned int nr_bytes)
3305 {
3306         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3307         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3308 }
3309 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3310
3311 /**
3312  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3313  * @rq: the request to finish
3314  * @error: block status code
3315  *
3316  * Description:
3317  *     Completely finish @rq.
3318  */
3319 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3320 {
3321         bool pending;
3322         unsigned int bidi_bytes = 0;
3323
3324         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3325                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3326
3327         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3328         BUG_ON(pending);
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3331
3332 /**
3333  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3334  * @rq:       the request being processed
3335  * @error:    block status code
3336  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3337  *
3338  * Description:
3339  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3340  *
3341  * Return:
3342  *     %false - we are done with this request
3343  *     %true  - still buffers pending for this request
3344  **/
3345 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3346                 unsigned int nr_bytes)
3347 {
3348         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3349         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3350
3351         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3354
3355 /**
3356  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3357  * @rq: the request to finish
3358  * @error:    block status code
3359  *
3360  * Description:
3361  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3362  */
3363 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3364 {
3365         bool pending;
3366         unsigned int bidi_bytes = 0;
3367
3368         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3369         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3370
3371         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3372                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3373
3374         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3375         BUG_ON(pending);
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3378
3379 /**
3380  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3381  * @rq: the request to finish the current chunk for
3382  * @error:    block status code
3383  *
3384  * Description:
3385  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3386  *     be called with queue lock held.
3387  *
3388  * Return:
3389  *     %false - we are done with this request
3390  *     %true  - still buffers pending for this request
3391  */
3392 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3393 {
3394         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3397
3398 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3399                      struct bio *bio)
3400 {
3401         if (bio_has_data(bio))
3402                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3403         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
3404                 rq->nr_phys_segments = 1;
3405
3406         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3407         rq->bio = rq->biotail = bio;
3408
3409         if (bio->bi_disk)
3410                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3411 }
3412
3413 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3414 /**
3415  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3416  * @rq: the request to be flushed
3417  *
3418  * Description:
3419  *     Flush all pages in @rq.
3420  */
3421 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3422 {
3423         struct req_iterator iter;
3424         struct bio_vec bvec;
3425
3426         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3427                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3430 #endif
3431
3432 /**
3433  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3434  * @q : the queue of the device being checked
3435  *
3436  * Description:
3437  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3438  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3439  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3440  *
3441  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3442  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3443  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3444  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3445  *    on burst I/O load.
3446  *
3447  * Return:
3448  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3449  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3450  */
3451 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3452 {
3453         if (q->lld_busy_fn)
3454                 return q->lld_busy_fn(q);
3455
3456         return 0;
3457 }
3458 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3459
3460 /**
3461  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3462  * @rq: the clone request to be cleaned up
3463  *
3464  * Description:
3465  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3466  */
3467 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3468 {
3469         struct bio *bio;
3470
3471         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3472                 rq->bio = bio->bi_next;
3473
3474                 bio_put(bio);
3475         }
3476 }
3477 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3478
3479 /*
3480  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3481  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3482  */
3483 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3484 {
3485         dst->cpu = src->cpu;
3486         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3487         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3488         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3489         dst->ioprio = src->ioprio;
3490         dst->extra_len = src->extra_len;
3491 }
3492
3493 /**
3494  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3495  * @rq: the request to be setup
3496  * @rq_src: original request to be cloned
3497  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3498  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3499  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3500  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3501  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3502  *
3503  * Description:
3504  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3505  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3506  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3507  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3508  *     and the cloned bios just point same pages.
3509  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3510  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3511  */
3512 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3513                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3514                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3515                       void *data)
3516 {
3517         struct bio *bio, *bio_src;
3518
3519         if (!bs)
3520                 bs = &fs_bio_set;
3521
3522         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3523                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3524                 if (!bio)
3525                         goto free_and_out;
3526
3527                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3528                         goto free_and_out;
3529
3530                 if (rq->bio) {
3531                         rq->biotail->bi_next = bio;
3532                         rq->biotail = bio;
3533                 } else
3534                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3535         }
3536
3537         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3538
3539         return 0;
3540
3541 free_and_out:
3542         if (bio)
3543                 bio_put(bio);
3544         blk_rq_unprep_clone(rq);
3545
3546         return -ENOMEM;
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3549
3550 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3551 {
3552         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3555
3556 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3557 {
3558         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3559 }
3560 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3561
3562 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3563                                 unsigned long delay)
3564 {
3565         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3566 }
3567 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3568
3569 /**
3570  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3571  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3572  *
3573  * Description:
3574  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3575  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3576  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3577  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3578  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3579  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3580  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3581  *   this kind of deadlock.
3582  */
3583 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3584 {
3585         struct task_struct *tsk = current;
3586
3587         /*
3588          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3589          */
3590         if (tsk->plug)
3591                 return;
3592
3593         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3594         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3595         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3596         /*
3597          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3598          * preempt will imply a full memory barrier
3599          */
3600         tsk->plug = plug;
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3603
3604 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3605 {
3606         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3607         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3608
3609         return !(rqa->q < rqb->q ||
3610                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3611 }
3612
3613 /*
3614  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3615  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3616  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3617  * plugger did not intend it.
3618  */
3619 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3620                             bool from_schedule)
3621         __releases(q->queue_lock)
3622 {
3623         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3624
3625         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3626
3627         if (from_schedule)
3628                 blk_run_queue_async(q);
3629         else
3630                 __blk_run_queue(q);
3631         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3632 }
3633
3634 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3635 {
3636         LIST_HEAD(callbacks);
3637
3638         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3639                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3640
3641                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3642                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3643                                                           struct blk_plug_cb,
3644                                                           list);
3645                         list_del(&cb->list);
3646                         cb->callback(cb, from_schedule);
3647                 }
3648         }
3649 }
3650
3651 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3652                                       int size)
3653 {
3654         struct blk_plug *plug = current->plug;
3655         struct blk_plug_cb *cb;
3656
3657         if (!plug)
3658                 return NULL;
3659
3660         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3661                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3662                         return cb;
3663
3664         /* Not currently on the callback list */
3665         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3666         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3667         if (cb) {
3668                 cb->data = data;
3669                 cb->callback = unplug;
3670                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3671         }
3672         return cb;
3673 }
3674 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3675
3676 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3677 {
3678         struct request_queue *q;
3679         struct request *rq;
3680         LIST_HEAD(list);
3681         unsigned int depth;
3682
3683         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3684
3685         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3686                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3687
3688         if (list_empty(&plug->list))
3689                 return;
3690
3691         list_splice_init(&plug->list, &list);
3692
3693         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3694
3695         q = NULL;
3696         depth = 0;
3697
3698         while (!list_empty(&list)) {
3699                 rq = list_entry_rq(list.next);
3700                 list_del_init(&rq->queuelist);
3701                 BUG_ON(!rq->q);
3702                 if (rq->q != q) {
3703                         /*
3704                          * This drops the queue lock
3705                          */
3706                         if (q)
3707                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3708                         q = rq->q;
3709                         depth = 0;
3710                         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3711                 }
3712
3713                 /*
3714                  * Short-circuit if @q is dead
3715                  */
3716                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3717                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3718                         continue;
3719                 }
3720
3721                 /*
3722                  * rq is already accounted, so use raw insert
3723                  */
3724                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3725                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3726                 else
3727                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3728
3729                 depth++;
3730         }
3731
3732         /*
3733          * This drops the queue lock
3734          */
3735         if (q)
3736                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3737 }
3738
3739 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3740 {
3741         if (plug != current->plug)
3742                 return;
3743         blk_flush_plug_list(plug, false);
3744
3745         current->plug = NULL;
3746 }
3747 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3748
3749 #ifdef CONFIG_PM
3750 /**
3751  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3752  * @q: the queue of the device
3753  * @dev: the device the queue belongs to
3754  *
3755  * Description:
3756  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3757  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3758  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3759  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3760  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3761  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3762  *
3763  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3764  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3765  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3766  *    not need to touch other autosuspend settings.
3767  *
3768  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3769  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3770  */
3771 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3772 {
3773         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3774         if (q->mq_ops)
3775                 return;
3776
3777         q->dev = dev;
3778         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3779         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3780         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3781 }
3782 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3783
3784 /**
3785  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3786  * @q: the queue of the device
3787  *
3788  * Description:
3789  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3790  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3791  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3792  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3793  *    proceed to suspend the device.
3794  *
3795  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3796  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3797  *
3798  *    This function should be called near the start of the device's
3799  *    runtime_suspend callback.
3800  *
3801  * Return:
3802  *    0         - OK to runtime suspend the device
3803  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3804  */
3805 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3806 {
3807         int ret = 0;
3808
3809         if (!q->dev)
3810                 return ret;
3811
3812         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3813         if (q->nr_pending) {
3814                 ret = -EBUSY;
3815                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3816         } else {
3817                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3818         }
3819         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3820         return ret;
3821 }
3822 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3823
3824 /**
3825  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3826  * @q: the queue of the device
3827  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3828  *
3829  * Description:
3830  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3831  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3832  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3833  *
3834  *    This function should be called near the end of the device's
3835  *    runtime_suspend callback.
3836  */
3837 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3838 {
3839         if (!q->dev)
3840                 return;
3841
3842         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3843         if (!err) {
3844                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3845         } else {
3846                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3847                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3848         }
3849         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3850 }
3851 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3852
3853 /**
3854  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3855  * @q: the queue of the device
3856  *
3857  * Description:
3858  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3859  *    runtime resume of the device.
3860  *
3861  *    This function should be called near the start of the device's
3862  *    runtime_resume callback.
3863  */
3864 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3865 {
3866         if (!q->dev)
3867                 return;
3868
3869         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3870         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3871         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3872 }
3873 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3874
3875 /**
3876  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3877  * @q: the queue of the device
3878  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3879  *
3880  * Description:
3881  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3882  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3883  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3884  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3885  *
3886  *    This function should be called near the end of the device's
3887  *    runtime_resume callback.
3888  */
3889 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3890 {
3891         if (!q->dev)
3892                 return;
3893
3894         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3895         if (!err) {
3896                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3897                 __blk_run_queue(q);
3898                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3899                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3900         } else {
3901                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3902         }
3903         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3904 }
3905 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3906
3907 /**
3908  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3909  * @q: the queue of the device
3910  *
3911  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3912  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3913  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3914  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3915  * queue.
3916  *
3917  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3918  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3919  * should be called before first request is added to the queue.
3920  */
3921 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3922 {
3923         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3924         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3925         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3926         pm_request_autosuspend(q->dev);
3927         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3928 }
3929 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3930 #endif
3931
3932 int __init blk_dev_init(void)
3933 {
3934         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3935         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3936                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3937         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3938                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3939
3940         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3941         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3942                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3943         if (!kblockd_workqueue)
3944                 panic("Failed to create kblockd\n");
3945
3946         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3947                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3948
3949         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3950                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3951
3952 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3953         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3954 #endif
3955
3956         return 0;
3957 }