OSDN Git Service

Merge branch 'for-4.2/core' of git://git.kernel.dk/linux-block
[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
36 #define CREATE_TRACE_POINTS
37 #include <trace/events/block.h>
38
39 #include "blk.h"
40 #include "blk-cgroup.h"
41 #include "blk-mq.h"
42
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
45 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
46 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
47 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
48
49 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
50
51 /*
52  * For the allocated request tables
53  */
54 struct kmem_cache *request_cachep = NULL;
55
56 /*
57  * For queue allocation
58  */
59 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
60
61 /*
62  * Controlling structure to kblockd
63  */
64 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
65
66 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
67 {
68         int nr;
69
70         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
71         if (nr > q->nr_requests)
72                 nr = q->nr_requests;
73         q->nr_congestion_on = nr;
74
75         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
76         if (nr < 1)
77                 nr = 1;
78         q->nr_congestion_off = nr;
79 }
80
81 /**
82  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
83  * @bdev:       device
84  *
85  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
86  * backing_dev_info.  This function can only be called if @bdev is opened
87  * and the return value is never NULL.
88  */
89 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
90 {
91         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
92
93         return &q->backing_dev_info;
94 }
95 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
96
97 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
98 {
99         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
100
101         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
102         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
103         rq->cpu = -1;
104         rq->q = q;
105         rq->__sector = (sector_t) -1;
106         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
107         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
108         rq->cmd = rq->__cmd;
109         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
110         rq->tag = -1;
111         rq->start_time = jiffies;
112         set_start_time_ns(rq);
113         rq->part = NULL;
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
116
117 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
118                           unsigned int nbytes, int error)
119 {
120         if (error && !(rq->cmd_flags & REQ_CLONE))
121                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
122         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
123                 error = -EIO;
124
125         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
126                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
127
128         bio_advance(bio, nbytes);
129
130         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
131         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 &&
132             !(rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH_SEQ|REQ_CLONE)))
133                 bio_endio(bio, error);
134 }
135
136 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
137 {
138         int bit;
139
140         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%llx\n", msg,
141                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
142                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
143
144         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
145                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
146                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
147         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
148                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
149
150         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
151                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
152                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
153                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
154                 printk("\n");
155         }
156 }
157 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
158
159 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
160 {
161         struct request_queue *q;
162
163         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
164         spin_lock_irq(q->queue_lock);
165         __blk_run_queue(q);
166         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
167 }
168
169 /**
170  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
171  * @q:          The &struct request_queue in question
172  * @msecs:      Delay in msecs
173  *
174  * Description:
175  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
176  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
177  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
178  */
179 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
180 {
181         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
182                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
183                                    msecs_to_jiffies(msecs));
184 }
185 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
186
187 /**
188  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
189  * @q:    The &struct request_queue in question
190  *
191  * Description:
192  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
193  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
194  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
195  **/
196 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
197 {
198         WARN_ON(!irqs_disabled());
199
200         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
201         __blk_run_queue(q);
202 }
203 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
204
205 /**
206  * blk_stop_queue - stop a queue
207  * @q:    The &struct request_queue in question
208  *
209  * Description:
210  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
211  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
212  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
213  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
214  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
215  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
216  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
217  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
218  **/
219 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
220 {
221         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
222         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
223 }
224 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
225
226 /**
227  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
228  * @q: the queue
229  *
230  * Description:
231  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
232  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
233  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
234  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
235  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
236  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
237  *     this function.
238  *
239  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
240  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
241  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
242  *
243  */
244 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
245 {
246         del_timer_sync(&q->timeout);
247
248         if (q->mq_ops) {
249                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
250                 int i;
251
252                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
253                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
254                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->delay_work);
255                 }
256         } else {
257                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
258         }
259 }
260 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
261
262 /**
263  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
264  * @q:  The queue to run
265  *
266  * Description:
267  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
268  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
269  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
270  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
271  *    disabled. See also @blk_run_queue.
272  */
273 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
274 {
275         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
276                 return;
277
278         /*
279          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
280          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
281          * running such a request function concurrently. Keep track of the
282          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
283          * can wait until all these request_fn calls have finished.
284          */
285         q->request_fn_active++;
286         q->request_fn(q);
287         q->request_fn_active--;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
290
291 /**
292  * __blk_run_queue - run a single device queue
293  * @q:  The queue to run
294  *
295  * Description:
296  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
297  *    held and interrupts disabled.
298  */
299 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
300 {
301         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
302                 return;
303
304         __blk_run_queue_uncond(q);
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
307
308 /**
309  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
310  * @q:  The queue to run
311  *
312  * Description:
313  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
314  *    of us. The caller must hold the queue lock.
315  */
316 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
317 {
318         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
319                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
320 }
321 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
322
323 /**
324  * blk_run_queue - run a single device queue
325  * @q: The queue to run
326  *
327  * Description:
328  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
329  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
330  */
331 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
332 {
333         unsigned long flags;
334
335         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
336         __blk_run_queue(q);
337         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
340
341 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
342 {
343         kobject_put(&q->kobj);
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
346
347 /**
348  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
349  * @q: queue to drain
350  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
351  *
352  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
353  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
354  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
355  */
356 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
357         __releases(q->queue_lock)
358         __acquires(q->queue_lock)
359 {
360         int i;
361
362         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
363
364         while (true) {
365                 bool drain = false;
366
367                 /*
368                  * The caller might be trying to drain @q before its
369                  * elevator is initialized.
370                  */
371                 if (q->elevator)
372                         elv_drain_elevator(q);
373
374                 blkcg_drain_queue(q);
375
376                 /*
377                  * This function might be called on a queue which failed
378                  * driver init after queue creation or is not yet fully
379                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
380                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
381                  * something on it and @q has request_fn set.
382                  */
383                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
384                         __blk_run_queue(q);
385
386                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
387                 drain |= q->request_fn_active;
388
389                 /*
390                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
391                  * multiple places and there's no single counter which can
392                  * be drained.  Check all the queues and counters.
393                  */
394                 if (drain_all) {
395                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
396                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
397                         for (i = 0; i < 2; i++) {
398                                 drain |= q->nr_rqs[i];
399                                 drain |= q->in_flight[i];
400                                 if (fq)
401                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
402                         }
403                 }
404
405                 if (!drain)
406                         break;
407
408                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
409
410                 msleep(10);
411
412                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
413         }
414
415         /*
416          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
417          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
418          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
419          */
420         if (q->request_fn) {
421                 struct request_list *rl;
422
423                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
424                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
425                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
426         }
427 }
428
429 /**
430  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
431  * @q: queue of interest
432  *
433  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
434  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
435  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
436  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
437  * inside queue or RCU read lock.
438  */
439 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
440 {
441         spin_lock_irq(q->queue_lock);
442         q->bypass_depth++;
443         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
444         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
445
446         /*
447          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
448          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
449          * can happen many times during boot.
450          */
451         if (blk_queue_init_done(q)) {
452                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
453                 __blk_drain_queue(q, false);
454                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
455
456                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
457                 synchronize_rcu();
458         }
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
461
462 /**
463  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
464  * @q: queue of interest
465  *
466  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
467  */
468 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
469 {
470         spin_lock_irq(q->queue_lock);
471         if (!--q->bypass_depth)
472                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
473         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
474         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
475 }
476 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
477
478 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
479 {
480         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
481
482         if (q->mq_ops)
483                 blk_mq_wake_waiters(q);
484         else {
485                 struct request_list *rl;
486
487                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
488                         if (rl->rq_pool) {
489                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
490                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
491                         }
492                 }
493         }
494 }
495 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
496
497 /**
498  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
499  * @q: request queue to shutdown
500  *
501  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
502  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
503  */
504 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
505 {
506         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
507
508         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
509         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
510         blk_set_queue_dying(q);
511         spin_lock_irq(lock);
512
513         /*
514          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
515          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
516          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
517          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
518          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
519          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
520          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
521          */
522         q->bypass_depth++;
523         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
524
525         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
526         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
527         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
528         spin_unlock_irq(lock);
529         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
530
531         /*
532          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
533          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
534          */
535         if (q->mq_ops) {
536                 blk_mq_freeze_queue(q);
537                 spin_lock_irq(lock);
538         } else {
539                 spin_lock_irq(lock);
540                 __blk_drain_queue(q, true);
541         }
542         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
543         spin_unlock_irq(lock);
544
545         /* @q won't process any more request, flush async actions */
546         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
547         blk_sync_queue(q);
548
549         if (q->mq_ops)
550                 blk_mq_free_queue(q);
551
552         spin_lock_irq(lock);
553         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
554                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
555         spin_unlock_irq(lock);
556
557         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
558
559         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
560         blk_put_queue(q);
561 }
562 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
563
564 /* Allocate memory local to the request queue */
565 static void *alloc_request_struct(gfp_t gfp_mask, void *data)
566 {
567         int nid = (int)(long)data;
568         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, nid);
569 }
570
571 static void free_request_struct(void *element, void *unused)
572 {
573         kmem_cache_free(request_cachep, element);
574 }
575
576 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
577                 gfp_t gfp_mask)
578 {
579         if (unlikely(rl->rq_pool))
580                 return 0;
581
582         rl->q = q;
583         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
584         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
585         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
586         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
587
588         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, alloc_request_struct,
589                                           free_request_struct,
590                                           (void *)(long)q->node, gfp_mask,
591                                           q->node);
592         if (!rl->rq_pool)
593                 return -ENOMEM;
594
595         return 0;
596 }
597
598 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
599 {
600         if (rl->rq_pool)
601                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
602 }
603
604 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
605 {
606         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
607 }
608 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
609
610 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
611 {
612         struct request_queue *q;
613         int err;
614
615         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
616                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
617         if (!q)
618                 return NULL;
619
620         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
621         if (q->id < 0)
622                 goto fail_q;
623
624         q->backing_dev_info.ra_pages =
625                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
626         q->backing_dev_info.state = 0;
627         q->backing_dev_info.capabilities = 0;
628         q->backing_dev_info.name = "block";
629         q->node = node_id;
630
631         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
632         if (err)
633                 goto fail_id;
634
635         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
636                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
637         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
638         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
639         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
640         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
641 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
642         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
643 #endif
644         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
645
646         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
647
648         mutex_init(&q->sysfs_lock);
649         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
650
651         /*
652          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
653          * override it later if need be.
654          */
655         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
656
657         /*
658          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
659          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
660          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
661          * registered by blk_register_queue().
662          */
663         q->bypass_depth = 1;
664         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
665
666         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
667
668         if (blkcg_init_queue(q))
669                 goto fail_bdi;
670
671         return q;
672
673 fail_bdi:
674         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
675 fail_id:
676         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
677 fail_q:
678         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
679         return NULL;
680 }
681 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
682
683 /**
684  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
685  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
686  *        placed on the queue.
687  * @lock: Request queue spin lock
688  *
689  * Description:
690  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
691  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
692  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
693  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
694  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
695  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
696  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
697  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
698  *
699  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
700  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
701  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
702  *    get dealt with eventually.
703  *
704  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
705  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
706  *    disabling is needed for it.
707  *
708  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
709  *    it didn't succeed.
710  *
711  * Note:
712  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
713  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
714  **/
715
716 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
717 {
718         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
719 }
720 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
721
722 struct request_queue *
723 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
724 {
725         struct request_queue *uninit_q, *q;
726
727         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
728         if (!uninit_q)
729                 return NULL;
730
731         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
732         if (!q)
733                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
734
735         return q;
736 }
737 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
738
739 static void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
740
741 struct request_queue *
742 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
743                          spinlock_t *lock)
744 {
745         if (!q)
746                 return NULL;
747
748         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, 0);
749         if (!q->fq)
750                 return NULL;
751
752         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
753                 goto fail;
754
755         q->request_fn           = rfn;
756         q->prep_rq_fn           = NULL;
757         q->unprep_rq_fn         = NULL;
758         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
759
760         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
761         if (lock)
762                 q->queue_lock           = lock;
763
764         /*
765          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
766          */
767         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
768
769         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
770
771         /* Protect q->elevator from elevator_change */
772         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
773
774         /* init elevator */
775         if (elevator_init(q, NULL)) {
776                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
777                 goto fail;
778         }
779
780         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
781
782         return q;
783
784 fail:
785         blk_free_flush_queue(q->fq);
786         return NULL;
787 }
788 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
789
790 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
791 {
792         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
793                 __blk_get_queue(q);
794                 return true;
795         }
796
797         return false;
798 }
799 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
800
801 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
802 {
803         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
804                 elv_put_request(rl->q, rq);
805                 if (rq->elv.icq)
806                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
807         }
808
809         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
810 }
811
812 /*
813  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
814  * should be given priority access to a request.
815  */
816 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
817 {
818         if (!ioc)
819                 return 0;
820
821         /*
822          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
823          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
824          * lose wakeups.
825          */
826         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
827                 (ioc->nr_batch_requests > 0
828                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
829 }
830
831 /*
832  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
833  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
834  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
835  * a nice run.
836  */
837 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
838 {
839         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
840                 return;
841
842         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
843         ioc->last_waited = jiffies;
844 }
845
846 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
847 {
848         struct request_queue *q = rl->q;
849
850         /*
851          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
852          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
853          */
854         if (rl == &q->root_rl &&
855             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
856                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
857
858         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
859                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
860                         wake_up(&rl->wait[sync]);
861
862                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
863         }
864 }
865
866 /*
867  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
868  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
869  */
870 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
871 {
872         struct request_queue *q = rl->q;
873         int sync = rw_is_sync(flags);
874
875         q->nr_rqs[sync]--;
876         rl->count[sync]--;
877         if (flags & REQ_ELVPRIV)
878                 q->nr_rqs_elvpriv--;
879
880         __freed_request(rl, sync);
881
882         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
883                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
884 }
885
886 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
887 {
888         struct request_list *rl;
889
890         spin_lock_irq(q->queue_lock);
891         q->nr_requests = nr;
892         blk_queue_congestion_threshold(q);
893
894         /* congestion isn't cgroup aware and follows root blkcg for now */
895         rl = &q->root_rl;
896
897         if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= queue_congestion_on_threshold(q))
898                 blk_set_queue_congested(q, BLK_RW_SYNC);
899         else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < queue_congestion_off_threshold(q))
900                 blk_clear_queue_congested(q, BLK_RW_SYNC);
901
902         if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= queue_congestion_on_threshold(q))
903                 blk_set_queue_congested(q, BLK_RW_ASYNC);
904         else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < queue_congestion_off_threshold(q))
905                 blk_clear_queue_congested(q, BLK_RW_ASYNC);
906
907         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
908                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
909                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
910                 } else {
911                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
912                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
913                 }
914
915                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
916                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
917                 } else {
918                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
919                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
920                 }
921         }
922
923         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
924         return 0;
925 }
926
927 /*
928  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
929  * request associated with @bio.
930  */
931 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
932 {
933         if (!bio)
934                 return true;
935
936         /*
937          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
938          * This allows a request to share the flush and elevator data.
939          */
940         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
941                 return false;
942
943         return true;
944 }
945
946 /**
947  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
948  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
949  *
950  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
951  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
952  */
953 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
954 {
955 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
956         if (bio && bio->bi_ioc)
957                 return bio->bi_ioc;
958 #endif
959         return current->io_context;
960 }
961
962 /**
963  * __get_request - get a free request
964  * @rl: request list to allocate from
965  * @rw_flags: RW and SYNC flags
966  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
967  * @gfp_mask: allocation mask
968  *
969  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
970  * pressure or if @q is dead.
971  *
972  * Must be called with @q->queue_lock held and,
973  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
974  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
975  */
976 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
977                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
978 {
979         struct request_queue *q = rl->q;
980         struct request *rq;
981         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
982         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
983         struct io_cq *icq = NULL;
984         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
985         int may_queue;
986
987         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
988                 return ERR_PTR(-ENODEV);
989
990         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
991         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
992                 goto rq_starved;
993
994         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
995                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
996                         /*
997                          * The queue will fill after this allocation, so set
998                          * it as full, and mark this process as "batching".
999                          * This process will be allowed to complete a batch of
1000                          * requests, others will be blocked.
1001                          */
1002                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1003                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1004                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1005                         } else {
1006                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1007                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1008                                         /*
1009                                          * The queue is full and the allocating
1010                                          * process is not a "batcher", and not
1011                                          * exempted by the IO scheduler
1012                                          */
1013                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1014                                 }
1015                         }
1016                 }
1017                 /*
1018                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
1019                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
1020                  */
1021                 if (rl == &q->root_rl)
1022                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
1023         }
1024
1025         /*
1026          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1027          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1028          * allocated with any setting of ->nr_requests
1029          */
1030         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1031                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1032
1033         q->nr_rqs[is_sync]++;
1034         rl->count[is_sync]++;
1035         rl->starved[is_sync] = 0;
1036
1037         /*
1038          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1039          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1040          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1041          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1042          * makes creating new ones safe.
1043          *
1044          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1045          * it will be created after releasing queue_lock.
1046          */
1047         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
1048                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
1049                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1050                 if (et->icq_cache && ioc)
1051                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1052         }
1053
1054         if (blk_queue_io_stat(q))
1055                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
1056         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1057
1058         /* allocate and init request */
1059         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1060         if (!rq)
1061                 goto fail_alloc;
1062
1063         blk_rq_init(q, rq);
1064         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1065         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
1066
1067         /* init elvpriv */
1068         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
1069                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1070                         if (ioc)
1071                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1072                         if (!icq)
1073                                 goto fail_elvpriv;
1074                 }
1075
1076                 rq->elv.icq = icq;
1077                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1078                         goto fail_elvpriv;
1079
1080                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1081                 if (icq)
1082                         get_io_context(icq->ioc);
1083         }
1084 out:
1085         /*
1086          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1087          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1088          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1089          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1090          */
1091         if (ioc_batching(q, ioc))
1092                 ioc->nr_batch_requests--;
1093
1094         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1095         return rq;
1096
1097 fail_elvpriv:
1098         /*
1099          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1100          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1101          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1102          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1103          */
1104         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1105                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1106
1107         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1108         rq->elv.icq = NULL;
1109
1110         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1111         q->nr_rqs_elvpriv--;
1112         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1113         goto out;
1114
1115 fail_alloc:
1116         /*
1117          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1118          * might have messed up.
1119          *
1120          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1121          * queue, but this is pretty rare.
1122          */
1123         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1124         freed_request(rl, rw_flags);
1125
1126         /*
1127          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1128          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1129          * freeing of a request in the other direction will notice
1130          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1131          * READ and WRITE
1132          */
1133 rq_starved:
1134         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1135                 rl->starved[is_sync] = 1;
1136         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1137 }
1138
1139 /**
1140  * get_request - get a free request
1141  * @q: request_queue to allocate request from
1142  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1143  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1144  * @gfp_mask: allocation mask
1145  *
1146  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1147  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1148  *
1149  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1150  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1151  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1152  */
1153 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1154                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1155 {
1156         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1157         DEFINE_WAIT(wait);
1158         struct request_list *rl;
1159         struct request *rq;
1160
1161         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1162 retry:
1163         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1164         if (!IS_ERR(rq))
1165                 return rq;
1166
1167         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1168                 blk_put_rl(rl);
1169                 return rq;
1170         }
1171
1172         /* wait on @rl and retry */
1173         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1174                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1175
1176         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1177
1178         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1179         io_schedule();
1180
1181         /*
1182          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1183          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1184          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1185          */
1186         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1187
1188         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1189         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1190
1191         goto retry;
1192 }
1193
1194 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q, int rw,
1195                 gfp_t gfp_mask)
1196 {
1197         struct request *rq;
1198
1199         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1200
1201         /* create ioc upfront */
1202         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1203
1204         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1205         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1206         if (IS_ERR(rq))
1207                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1208         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1209
1210         return rq;
1211 }
1212
1213 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1214 {
1215         if (q->mq_ops)
1216                 return blk_mq_alloc_request(q, rw, gfp_mask, false);
1217         else
1218                 return blk_old_get_request(q, rw, gfp_mask);
1219 }
1220 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1221
1222 /**
1223  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1224  * @q: target request queue
1225  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1226  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1227  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1228  *
1229  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1230  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1231  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1232  * the I/O transfer.
1233  *
1234  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1235  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1236  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1237  * are properly set accordingly)
1238  *
1239  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1240  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1241  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1242  * BUG.
1243  *
1244  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1245  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1246  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1247  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1248  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1249  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1250  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1251  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1252  */
1253 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1254                                  gfp_t gfp_mask)
1255 {
1256         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1257
1258         if (IS_ERR(rq))
1259                 return rq;
1260
1261         blk_rq_set_block_pc(rq);
1262
1263         for_each_bio(bio) {
1264                 struct bio *bounce_bio = bio;
1265                 int ret;
1266
1267                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1268                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1269                 if (unlikely(ret)) {
1270                         blk_put_request(rq);
1271                         return ERR_PTR(ret);
1272                 }
1273         }
1274
1275         return rq;
1276 }
1277 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1278
1279 /**
1280  * blk_rq_set_block_pc - initialize a request to type BLOCK_PC
1281  * @rq:         request to be initialized
1282  *
1283  */
1284 void blk_rq_set_block_pc(struct request *rq)
1285 {
1286         rq->cmd_type = REQ_TYPE_BLOCK_PC;
1287         rq->__data_len = 0;
1288         rq->__sector = (sector_t) -1;
1289         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1290         memset(rq->__cmd, 0, sizeof(rq->__cmd));
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_set_block_pc);
1293
1294 /**
1295  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1296  * @q:          request queue where request should be inserted
1297  * @rq:         request to be inserted
1298  *
1299  * Description:
1300  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1301  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1302  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1303  */
1304 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1305 {
1306         blk_delete_timer(rq);
1307         blk_clear_rq_complete(rq);
1308         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1309
1310         if (rq->cmd_flags & REQ_QUEUED)
1311                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1312
1313         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1314
1315         elv_requeue_request(q, rq);
1316 }
1317 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1318
1319 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1320                              int where)
1321 {
1322         blk_account_io_start(rq, true);
1323         __elv_add_request(q, rq, where);
1324 }
1325
1326 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1327                                     unsigned long now)
1328 {
1329         int inflight;
1330
1331         if (now == part->stamp)
1332                 return;
1333
1334         inflight = part_in_flight(part);
1335         if (inflight) {
1336                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1337                                 inflight * (now - part->stamp));
1338                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1339         }
1340         part->stamp = now;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1345  * @cpu: cpu number for stats access
1346  * @part: target partition
1347  *
1348  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1349  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1350  * time it has been in this state for.
1351  *
1352  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1353  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1354  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1355  * function to do a round-off before returning the results when reading
1356  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1357  * the current jiffies and restarts the counters again.
1358  */
1359 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1360 {
1361         unsigned long now = jiffies;
1362
1363         if (part->partno)
1364                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1365         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1366 }
1367 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1368
1369 #ifdef CONFIG_PM
1370 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1371 {
1372         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1373                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1374 }
1375 #else
1376 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1377 #endif
1378
1379 /*
1380  * queue lock must be held
1381  */
1382 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1383 {
1384         if (unlikely(!q))
1385                 return;
1386
1387         if (q->mq_ops) {
1388                 blk_mq_free_request(req);
1389                 return;
1390         }
1391
1392         blk_pm_put_request(req);
1393
1394         elv_completed_request(q, req);
1395
1396         /* this is a bio leak */
1397         WARN_ON(req->bio != NULL);
1398
1399         /*
1400          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1401          * it didn't come out of our reserved rq pools
1402          */
1403         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1404                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1405                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1406
1407                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1408                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1409
1410                 blk_free_request(rl, req);
1411                 freed_request(rl, flags);
1412                 blk_put_rl(rl);
1413         }
1414 }
1415 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1416
1417 void blk_put_request(struct request *req)
1418 {
1419         struct request_queue *q = req->q;
1420
1421         if (q->mq_ops)
1422                 blk_mq_free_request(req);
1423         else {
1424                 unsigned long flags;
1425
1426                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1427                 __blk_put_request(q, req);
1428                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1429         }
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1432
1433 /**
1434  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1435  * @rq: request to update
1436  * @page: page backing the payload
1437  * @len: length of the payload.
1438  *
1439  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1440  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1441  * itself.
1442  *
1443  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1444  * discard requests should ever use it.
1445  */
1446 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1447                 unsigned int len)
1448 {
1449         struct bio *bio = rq->bio;
1450
1451         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1452         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1453         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1454
1455         bio->bi_iter.bi_size = len;
1456         bio->bi_vcnt = 1;
1457         bio->bi_phys_segments = 1;
1458
1459         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1460         rq->nr_phys_segments = 1;
1461 }
1462 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1463
1464 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1465                             struct bio *bio)
1466 {
1467         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1468
1469         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1470                 return false;
1471
1472         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1473
1474         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1475                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1476
1477         req->biotail->bi_next = bio;
1478         req->biotail = bio;
1479         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1480         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1481
1482         blk_account_io_start(req, false);
1483         return true;
1484 }
1485
1486 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1487                              struct bio *bio)
1488 {
1489         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1490
1491         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1492                 return false;
1493
1494         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1495
1496         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1497                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1498
1499         bio->bi_next = req->bio;
1500         req->bio = bio;
1501
1502         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1503         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1504         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1505
1506         blk_account_io_start(req, false);
1507         return true;
1508 }
1509
1510 /**
1511  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1512  * @q: request_queue new bio is being queued at
1513  * @bio: new bio being queued
1514  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1515  *
1516  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1517  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1518  * otherwise %false.
1519  *
1520  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1521  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1522  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1523  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1524  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1525  * merging parameters without querying the elevator.
1526  *
1527  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1528  */
1529 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1530                             unsigned int *request_count,
1531                             struct request **same_queue_rq)
1532 {
1533         struct blk_plug *plug;
1534         struct request *rq;
1535         bool ret = false;
1536         struct list_head *plug_list;
1537
1538         plug = current->plug;
1539         if (!plug)
1540                 goto out;
1541         *request_count = 0;
1542
1543         if (q->mq_ops)
1544                 plug_list = &plug->mq_list;
1545         else
1546                 plug_list = &plug->list;
1547
1548         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1549                 int el_ret;
1550
1551                 if (rq->q == q) {
1552                         (*request_count)++;
1553                         /*
1554                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1555                          * rq in the same queue, there should be only one such
1556                          * rq in a queue
1557                          **/
1558                         if (same_queue_rq)
1559                                 *same_queue_rq = rq;
1560                 }
1561
1562                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1563                         continue;
1564
1565                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1566                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1567                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1568                         if (ret)
1569                                 break;
1570                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1571                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1572                         if (ret)
1573                                 break;
1574                 }
1575         }
1576 out:
1577         return ret;
1578 }
1579
1580 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1581 {
1582         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1583
1584         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1585         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1586                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1587
1588         req->errors = 0;
1589         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1590         req->ioprio = bio_prio(bio);
1591         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1592 }
1593
1594 static void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1595 {
1596         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1597         struct blk_plug *plug;
1598         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1599         struct request *req;
1600         unsigned int request_count = 0;
1601
1602         /*
1603          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1604          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1605          * ISA dma in theory)
1606          */
1607         blk_queue_bounce(q, &bio);
1608
1609         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1610                 bio_endio(bio, -EIO);
1611                 return;
1612         }
1613
1614         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1615                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1616                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1617                 goto get_rq;
1618         }
1619
1620         /*
1621          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1622          * any locks.
1623          */
1624         if (!blk_queue_nomerges(q) &&
1625             blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1626                 return;
1627
1628         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1629
1630         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1631         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1632                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1633                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1634                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1635                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1636                         goto out_unlock;
1637                 }
1638         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1639                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1640                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1641                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1642                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1643                         goto out_unlock;
1644                 }
1645         }
1646
1647 get_rq:
1648         /*
1649          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1650          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1651          * rq allocator and io schedulers.
1652          */
1653         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1654         if (sync)
1655                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1656
1657         /*
1658          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1659          * Returns with the queue unlocked.
1660          */
1661         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1662         if (IS_ERR(req)) {
1663                 bio_endio(bio, PTR_ERR(req));   /* @q is dead */
1664                 goto out_unlock;
1665         }
1666
1667         /*
1668          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1669          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1670          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1671          * often, and the elevators are able to handle it.
1672          */
1673         init_request_from_bio(req, bio);
1674
1675         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1676                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1677
1678         plug = current->plug;
1679         if (plug) {
1680                 /*
1681                  * If this is the first request added after a plug, fire
1682                  * of a plug trace.
1683                  */
1684                 if (!request_count)
1685                         trace_block_plug(q);
1686                 else {
1687                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1688                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1689                                 trace_block_plug(q);
1690                         }
1691                 }
1692                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1693                 blk_account_io_start(req, true);
1694         } else {
1695                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1696                 add_acct_request(q, req, where);
1697                 __blk_run_queue(q);
1698 out_unlock:
1699                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1700         }
1701 }
1702
1703 /*
1704  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1705  */
1706 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1707 {
1708         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1709
1710         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1711                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1712
1713                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
1714                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1715
1716                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1717                                       bdev->bd_dev,
1718                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
1719         }
1720 }
1721
1722 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1723 {
1724         char b[BDEVNAME_SIZE];
1725
1726         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1727         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1728                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1729                         bio->bi_rw,
1730                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1731                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1732 }
1733
1734 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1735
1736 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1737
1738 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1739 {
1740         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1741 }
1742 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1743
1744 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1745 {
1746         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1747 }
1748
1749 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1750 {
1751         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1752                                                 NULL, &fail_make_request);
1753
1754         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
1755 }
1756
1757 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1758
1759 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1760
1761 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1762                                         unsigned int bytes)
1763 {
1764         return false;
1765 }
1766
1767 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1768
1769 /*
1770  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1771  */
1772 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1773 {
1774         sector_t maxsector;
1775
1776         if (!nr_sectors)
1777                 return 0;
1778
1779         /* Test device or partition size, when known. */
1780         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1781         if (maxsector) {
1782                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1783
1784                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1785                         /*
1786                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1787                          * without checking the size of the device, e.g., when
1788                          * mounting a device.
1789                          */
1790                         handle_bad_sector(bio);
1791                         return 1;
1792                 }
1793         }
1794
1795         return 0;
1796 }
1797
1798 static noinline_for_stack bool
1799 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1800 {
1801         struct request_queue *q;
1802         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1803         int err = -EIO;
1804         char b[BDEVNAME_SIZE];
1805         struct hd_struct *part;
1806
1807         might_sleep();
1808
1809         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1810                 goto end_io;
1811
1812         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1813         if (unlikely(!q)) {
1814                 printk(KERN_ERR
1815                        "generic_make_request: Trying to access "
1816                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1817                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1818                         (long long) bio->bi_iter.bi_sector);
1819                 goto end_io;
1820         }
1821
1822         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1823                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1824                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1825                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1826                        bio_sectors(bio),
1827                        queue_max_hw_sectors(q));
1828                 goto end_io;
1829         }
1830
1831         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1832         if (should_fail_request(part, bio->bi_iter.bi_size) ||
1833             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1834                                 bio->bi_iter.bi_size))
1835                 goto end_io;
1836
1837         /*
1838          * If this device has partitions, remap block n
1839          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1840          */
1841         blk_partition_remap(bio);
1842
1843         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1844                 goto end_io;
1845
1846         /*
1847          * Filter flush bio's early so that make_request based
1848          * drivers without flush support don't have to worry
1849          * about them.
1850          */
1851         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1852                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1853                 if (!nr_sectors) {
1854                         err = 0;
1855                         goto end_io;
1856                 }
1857         }
1858
1859         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1860             (!blk_queue_discard(q) ||
1861              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1862                 err = -EOPNOTSUPP;
1863                 goto end_io;
1864         }
1865
1866         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1867                 err = -EOPNOTSUPP;
1868                 goto end_io;
1869         }
1870
1871         /*
1872          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1873          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1874          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1875          * layer knows how to live with it.
1876          */
1877         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1878
1879         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1880                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1881
1882         trace_block_bio_queue(q, bio);
1883         return true;
1884
1885 end_io:
1886         bio_endio(bio, err);
1887         return false;
1888 }
1889
1890 /**
1891  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1892  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1893  *
1894  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1895  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1896  * to be done.
1897  *
1898  * generic_make_request() does not return any status.  The
1899  * success/failure status of the request, along with notification of
1900  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1901  * function described (one day) else where.
1902  *
1903  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1904  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1905  * set to describe the device address, and the
1906  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1907  * completion notification should be signaled.
1908  *
1909  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1910  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1911  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1912  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1913  */
1914 void generic_make_request(struct bio *bio)
1915 {
1916         struct bio_list bio_list_on_stack;
1917
1918         if (!generic_make_request_checks(bio))
1919                 return;
1920
1921         /*
1922          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1923          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1924          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1925          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1926          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1927          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1928          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1929          * should be added at the tail
1930          */
1931         if (current->bio_list) {
1932                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1933                 return;
1934         }
1935
1936         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1937          * explanation.
1938          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1939          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1940          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1941          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1942          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1943          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1944          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1945          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1946          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1947          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1948          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1949          */
1950         BUG_ON(bio->bi_next);
1951         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1952         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1953         do {
1954                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1955
1956                 q->make_request_fn(q, bio);
1957
1958                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1959         } while (bio);
1960         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1963
1964 /**
1965  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1966  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1967  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1968  *
1969  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1970  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1971  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1972  *
1973  */
1974 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1975 {
1976         bio->bi_rw |= rw;
1977
1978         /*
1979          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1980          * go through the normal accounting stuff before submission.
1981          */
1982         if (bio_has_data(bio)) {
1983                 unsigned int count;
1984
1985                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1986                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1987                 else
1988                         count = bio_sectors(bio);
1989
1990                 if (rw & WRITE) {
1991                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1992                 } else {
1993                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1994                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1995                 }
1996
1997                 if (unlikely(block_dump)) {
1998                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1999                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2000                         current->comm, task_pid_nr(current),
2001                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
2002                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2003                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
2004                                 count);
2005                 }
2006         }
2007
2008         generic_make_request(bio);
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2011
2012 /**
2013  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
2014  * @q:  the queue
2015  * @rq: the request being checked
2016  *
2017  * Description:
2018  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2019  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2020  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2021  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2022  *    the insertion using this generic function.
2023  *
2024  *    This function should also be useful for request stacking drivers
2025  *    in some cases below, so export this function.
2026  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2027  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
2028  *    Such request stacking drivers should check those requests against
2029  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
2030  *    although such checkings are also done against the old queue limits
2031  *    when submitting requests.
2032  */
2033 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
2034 {
2035         if (!rq_mergeable(rq))
2036                 return 0;
2037
2038         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
2039                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2040                 return -EIO;
2041         }
2042
2043         /*
2044          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2045          * may differ from that of other stacking queues.
2046          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2047          * limitation.
2048          */
2049         blk_recalc_rq_segments(rq);
2050         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2051                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2052                 return -EIO;
2053         }
2054
2055         return 0;
2056 }
2057 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
2058
2059 /**
2060  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2061  * @q:  the queue to submit the request
2062  * @rq: the request being queued
2063  */
2064 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2065 {
2066         unsigned long flags;
2067         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2068
2069         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
2070                 return -EIO;
2071
2072         if (rq->rq_disk &&
2073             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2074                 return -EIO;
2075
2076         if (q->mq_ops) {
2077                 if (blk_queue_io_stat(q))
2078                         blk_account_io_start(rq, true);
2079                 blk_mq_insert_request(rq, false, true, true);
2080                 return 0;
2081         }
2082
2083         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2084         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2085                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2086                 return -ENODEV;
2087         }
2088
2089         /*
2090          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2091          * because it will be linked to another request_queue
2092          */
2093         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2094
2095         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
2096                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2097
2098         add_acct_request(q, rq, where);
2099         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2100                 __blk_run_queue(q);
2101         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2102
2103         return 0;
2104 }
2105 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2106
2107 /**
2108  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2109  * @rq: request to examine
2110  *
2111  * Description:
2112  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2113  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2114  *     can be failed from the beginning of the request without
2115  *     crossing into area which need to be retried further.
2116  *
2117  * Return:
2118  *     The number of bytes to fail.
2119  *
2120  * Context:
2121  *     queue_lock must be held.
2122  */
2123 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2124 {
2125         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2126         unsigned int bytes = 0;
2127         struct bio *bio;
2128
2129         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
2130                 return blk_rq_bytes(rq);
2131
2132         /*
2133          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2134          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2135          * which have all the failfast bits that the first one has -
2136          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2137          * one.
2138          */
2139         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2140                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2141                         break;
2142                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2143         }
2144
2145         /* this could lead to infinite loop */
2146         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2147         return bytes;
2148 }
2149 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2150
2151 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2152 {
2153         if (blk_do_io_stat(req)) {
2154                 const int rw = rq_data_dir(req);
2155                 struct hd_struct *part;
2156                 int cpu;
2157
2158                 cpu = part_stat_lock();
2159                 part = req->part;
2160                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2161                 part_stat_unlock();
2162         }
2163 }
2164
2165 void blk_account_io_done(struct request *req)
2166 {
2167         /*
2168          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2169          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2170          * containing request is enough.
2171          */
2172         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2173                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2174                 const int rw = rq_data_dir(req);
2175                 struct hd_struct *part;
2176                 int cpu;
2177
2178                 cpu = part_stat_lock();
2179                 part = req->part;
2180
2181                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2182                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2183                 part_round_stats(cpu, part);
2184                 part_dec_in_flight(part, rw);
2185
2186                 hd_struct_put(part);
2187                 part_stat_unlock();
2188         }
2189 }
2190
2191 #ifdef CONFIG_PM
2192 /*
2193  * Don't process normal requests when queue is suspended
2194  * or in the process of suspending/resuming
2195  */
2196 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2197                                            struct request *rq)
2198 {
2199         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2200             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2201                 return NULL;
2202         else
2203                 return rq;
2204 }
2205 #else
2206 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2207                                                   struct request *rq)
2208 {
2209         return rq;
2210 }
2211 #endif
2212
2213 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2214 {
2215         struct hd_struct *part;
2216         int rw = rq_data_dir(rq);
2217         int cpu;
2218
2219         if (!blk_do_io_stat(rq))
2220                 return;
2221
2222         cpu = part_stat_lock();
2223
2224         if (!new_io) {
2225                 part = rq->part;
2226                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2227         } else {
2228                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2229                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2230                         /*
2231                          * The partition is already being removed,
2232                          * the request will be accounted on the disk only
2233                          *
2234                          * We take a reference on disk->part0 although that
2235                          * partition will never be deleted, so we can treat
2236                          * it as any other partition.
2237                          */
2238                         part = &rq->rq_disk->part0;
2239                         hd_struct_get(part);
2240                 }
2241                 part_round_stats(cpu, part);
2242                 part_inc_in_flight(part, rw);
2243                 rq->part = part;
2244         }
2245
2246         part_stat_unlock();
2247 }
2248
2249 /**
2250  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2251  * @q: request queue to peek at
2252  *
2253  * Description:
2254  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2255  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2256  *     processing it.
2257  *
2258  * Return:
2259  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2260  *     otherwise.
2261  *
2262  * Context:
2263  *     queue_lock must be held.
2264  */
2265 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2266 {
2267         struct request *rq;
2268         int ret;
2269
2270         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2271
2272                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2273                 if (!rq)
2274                         break;
2275
2276                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2277                         /*
2278                          * This is the first time the device driver
2279                          * sees this request (possibly after
2280                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2281                          */
2282                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2283                                 elv_activate_rq(q, rq);
2284
2285                         /*
2286                          * just mark as started even if we don't start
2287                          * it, a request that has been delayed should
2288                          * not be passed by new incoming requests
2289                          */
2290                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2291                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2292                 }
2293
2294                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2295                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2296                         q->boundary_rq = NULL;
2297                 }
2298
2299                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2300                         break;
2301
2302                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2303                         /*
2304                          * make sure space for the drain appears we
2305                          * know we can do this because max_hw_segments
2306                          * has been adjusted to be one fewer than the
2307                          * device can handle
2308                          */
2309                         rq->nr_phys_segments++;
2310                 }
2311
2312                 if (!q->prep_rq_fn)
2313                         break;
2314
2315                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2316                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2317                         break;
2318                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2319                         /*
2320                          * the request may have been (partially) prepped.
2321                          * we need to keep this request in the front to
2322                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2323                          * prevent other fs requests from passing this one.
2324                          */
2325                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2326                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2327                                 /*
2328                                  * remove the space for the drain we added
2329                                  * so that we don't add it again
2330                                  */
2331                                 --rq->nr_phys_segments;
2332                         }
2333
2334                         rq = NULL;
2335                         break;
2336                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2337                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2338                         /*
2339                          * Mark this request as started so we don't trigger
2340                          * any debug logic in the end I/O path.
2341                          */
2342                         blk_start_request(rq);
2343                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2344                 } else {
2345                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2346                         break;
2347                 }
2348         }
2349
2350         return rq;
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2353
2354 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2355 {
2356         struct request_queue *q = rq->q;
2357
2358         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2359         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2360
2361         list_del_init(&rq->queuelist);
2362
2363         /*
2364          * the time frame between a request being removed from the lists
2365          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2366          * the driver side.
2367          */
2368         if (blk_account_rq(rq)) {
2369                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2370                 set_io_start_time_ns(rq);
2371         }
2372 }
2373
2374 /**
2375  * blk_start_request - start request processing on the driver
2376  * @req: request to dequeue
2377  *
2378  * Description:
2379  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2380  *     request to the driver.
2381  *
2382  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2383  *     call blk_dequeue_request().
2384  *
2385  * Context:
2386  *     queue_lock must be held.
2387  */
2388 void blk_start_request(struct request *req)
2389 {
2390         blk_dequeue_request(req);
2391
2392         /*
2393          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2394          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2395          */
2396         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2397         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2398                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2399
2400         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2401         blk_add_timer(req);
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2404
2405 /**
2406  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2407  * @q: request queue to fetch a request from
2408  *
2409  * Description:
2410  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2411  *     return and LLD can start processing it immediately.
2412  *
2413  * Return:
2414  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2415  *     otherwise.
2416  *
2417  * Context:
2418  *     queue_lock must be held.
2419  */
2420 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2421 {
2422         struct request *rq;
2423
2424         rq = blk_peek_request(q);
2425         if (rq)
2426                 blk_start_request(rq);
2427         return rq;
2428 }
2429 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2430
2431 /**
2432  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2433  * @req:      the request being processed
2434  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2435  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2436  *
2437  * Description:
2438  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2439  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2440  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2441  *
2442  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2443  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2444  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2445  *
2446  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2447  *     %false return from this function.
2448  *
2449  * Return:
2450  *     %false - this request doesn't have any more data
2451  *     %true  - this request has more data
2452  **/
2453 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2454 {
2455         int total_bytes;
2456
2457         trace_block_rq_complete(req->q, req, nr_bytes);
2458
2459         if (!req->bio)
2460                 return false;
2461
2462         /*
2463          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2464          * and each partial completion should be handled separately.
2465          * Reset per-request error on each partial completion.
2466          *
2467          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2468          * low level drivers do what they see fit.
2469          */
2470         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2471                 req->errors = 0;
2472
2473         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2474             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2475                 char *error_type;
2476
2477                 switch (error) {
2478                 case -ENOLINK:
2479                         error_type = "recoverable transport";
2480                         break;
2481                 case -EREMOTEIO:
2482                         error_type = "critical target";
2483                         break;
2484                 case -EBADE:
2485                         error_type = "critical nexus";
2486                         break;
2487                 case -ETIMEDOUT:
2488                         error_type = "timeout";
2489                         break;
2490                 case -ENOSPC:
2491                         error_type = "critical space allocation";
2492                         break;
2493                 case -ENODATA:
2494                         error_type = "critical medium";
2495                         break;
2496                 case -EIO:
2497                 default:
2498                         error_type = "I/O";
2499                         break;
2500                 }
2501                 printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2502                                    __func__, error_type, req->rq_disk ?
2503                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2504                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2505
2506         }
2507
2508         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2509
2510         total_bytes = 0;
2511         while (req->bio) {
2512                 struct bio *bio = req->bio;
2513                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2514
2515                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2516                         req->bio = bio->bi_next;
2517
2518                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2519
2520                 total_bytes += bio_bytes;
2521                 nr_bytes -= bio_bytes;
2522
2523                 if (!nr_bytes)
2524                         break;
2525         }
2526
2527         /*
2528          * completely done
2529          */
2530         if (!req->bio) {
2531                 /*
2532                  * Reset counters so that the request stacking driver
2533                  * can find how many bytes remain in the request
2534                  * later.
2535                  */
2536                 req->__data_len = 0;
2537                 return false;
2538         }
2539
2540         req->__data_len -= total_bytes;
2541
2542         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2543         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2544                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2545
2546         /* mixed attributes always follow the first bio */
2547         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2548                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2549                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2550         }
2551
2552         /*
2553          * If total number of sectors is less than the first segment
2554          * size, something has gone terribly wrong.
2555          */
2556         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2557                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2558                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2559         }
2560
2561         /* recalculate the number of segments */
2562         blk_recalc_rq_segments(req);
2563
2564         return true;
2565 }
2566 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2567
2568 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2569                                     unsigned int nr_bytes,
2570                                     unsigned int bidi_bytes)
2571 {
2572         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2573                 return true;
2574
2575         /* Bidi request must be completed as a whole */
2576         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2577             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2578                 return true;
2579
2580         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2581                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2582
2583         return false;
2584 }
2585
2586 /**
2587  * blk_unprep_request - unprepare a request
2588  * @req:        the request
2589  *
2590  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2591  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2592  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2593  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2594  * lock is held when calling this.
2595  */
2596 void blk_unprep_request(struct request *req)
2597 {
2598         struct request_queue *q = req->q;
2599
2600         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2601         if (q->unprep_rq_fn)
2602                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2603 }
2604 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2605
2606 /*
2607  * queue lock must be held
2608  */
2609 void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2610 {
2611         if (req->cmd_flags & REQ_QUEUED)
2612                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2613
2614         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2615
2616         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2617                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2618
2619         blk_delete_timer(req);
2620
2621         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2622                 blk_unprep_request(req);
2623
2624         blk_account_io_done(req);
2625
2626         if (req->end_io)
2627                 req->end_io(req, error);
2628         else {
2629                 if (blk_bidi_rq(req))
2630                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2631
2632                 __blk_put_request(req->q, req);
2633         }
2634 }
2635 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
2636
2637 /**
2638  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2639  * @rq:         the request to complete
2640  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2641  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2642  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2643  *
2644  * Description:
2645  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2646  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2647  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2648  *     just ignored.
2649  *
2650  * Return:
2651  *     %false - we are done with this request
2652  *     %true  - still buffers pending for this request
2653  **/
2654 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2655                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2656 {
2657         struct request_queue *q = rq->q;
2658         unsigned long flags;
2659
2660         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2661                 return true;
2662
2663         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2664         blk_finish_request(rq, error);
2665         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2666
2667         return false;
2668 }
2669
2670 /**
2671  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2672  * @rq:         the request to complete
2673  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2674  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2675  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2676  *
2677  * Description:
2678  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2679  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2680  *
2681  * Return:
2682  *     %false - we are done with this request
2683  *     %true  - still buffers pending for this request
2684  **/
2685 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2686                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2687 {
2688         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2689                 return true;
2690
2691         blk_finish_request(rq, error);
2692
2693         return false;
2694 }
2695
2696 /**
2697  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2698  * @rq:       the request being processed
2699  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2700  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2701  *
2702  * Description:
2703  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2704  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2705  *
2706  * Return:
2707  *     %false - we are done with this request
2708  *     %true  - still buffers pending for this request
2709  **/
2710 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2711 {
2712         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2713 }
2714 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2715
2716 /**
2717  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2718  * @rq: the request to finish
2719  * @error: %0 for success, < %0 for error
2720  *
2721  * Description:
2722  *     Completely finish @rq.
2723  */
2724 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2725 {
2726         bool pending;
2727         unsigned int bidi_bytes = 0;
2728
2729         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2730                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2731
2732         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2733         BUG_ON(pending);
2734 }
2735 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2736
2737 /**
2738  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2739  * @rq: the request to finish the current chunk for
2740  * @error: %0 for success, < %0 for error
2741  *
2742  * Description:
2743  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2744  *
2745  * Return:
2746  *     %false - we are done with this request
2747  *     %true  - still buffers pending for this request
2748  */
2749 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2750 {
2751         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2752 }
2753 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2754
2755 /**
2756  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2757  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2758  * @error: must be negative errno
2759  *
2760  * Description:
2761  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2762  *
2763  * Return:
2764  *     %false - we are done with this request
2765  *     %true  - still buffers pending for this request
2766  */
2767 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2768 {
2769         WARN_ON(error >= 0);
2770         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2771 }
2772 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2773
2774 /**
2775  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2776  * @rq:       the request being processed
2777  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2778  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2779  *
2780  * Description:
2781  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2782  *
2783  * Return:
2784  *     %false - we are done with this request
2785  *     %true  - still buffers pending for this request
2786  **/
2787 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2788 {
2789         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2790 }
2791 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2792
2793 /**
2794  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2795  * @rq: the request to finish
2796  * @error: %0 for success, < %0 for error
2797  *
2798  * Description:
2799  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2800  */
2801 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2802 {
2803         bool pending;
2804         unsigned int bidi_bytes = 0;
2805
2806         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2807                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2808
2809         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2810         BUG_ON(pending);
2811 }
2812 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2813
2814 /**
2815  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2816  * @rq: the request to finish the current chunk for
2817  * @error: %0 for success, < %0 for error
2818  *
2819  * Description:
2820  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2821  *     be called with queue lock held.
2822  *
2823  * Return:
2824  *     %false - we are done with this request
2825  *     %true  - still buffers pending for this request
2826  */
2827 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2828 {
2829         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2830 }
2831 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2832
2833 /**
2834  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2835  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2836  * @error: must be negative errno
2837  *
2838  * Description:
2839  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2840  *     with queue lock held.
2841  *
2842  * Return:
2843  *     %false - we are done with this request
2844  *     %true  - still buffers pending for this request
2845  */
2846 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2847 {
2848         WARN_ON(error >= 0);
2849         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2850 }
2851 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2852
2853 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2854                      struct bio *bio)
2855 {
2856         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2857         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2858
2859         if (bio_has_data(bio))
2860                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2861
2862         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
2863         rq->bio = rq->biotail = bio;
2864
2865         if (bio->bi_bdev)
2866                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2867 }
2868
2869 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2870 /**
2871  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2872  * @rq: the request to be flushed
2873  *
2874  * Description:
2875  *     Flush all pages in @rq.
2876  */
2877 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2878 {
2879         struct req_iterator iter;
2880         struct bio_vec bvec;
2881
2882         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2883                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
2884 }
2885 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2886 #endif
2887
2888 /**
2889  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2890  * @q : the queue of the device being checked
2891  *
2892  * Description:
2893  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2894  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2895  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2896  *
2897  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2898  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2899  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2900  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2901  *    on burst I/O load.
2902  *
2903  * Return:
2904  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2905  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2906  */
2907 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2908 {
2909         if (q->lld_busy_fn)
2910                 return q->lld_busy_fn(q);
2911
2912         return 0;
2913 }
2914 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2915
2916 void blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2917 {
2918         dst->cpu = src->cpu;
2919         dst->cmd_flags |= (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK);
2920         dst->cmd_flags |= REQ_NOMERGE | REQ_CLONE;
2921         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2922         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2923         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2924         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2925         dst->ioprio = src->ioprio;
2926         dst->extra_len = src->extra_len;
2927         dst->bio = src->bio;
2928         dst->biotail = src->biotail;
2929         dst->cmd = src->cmd;
2930         dst->cmd_len = src->cmd_len;
2931         dst->sense = src->sense;
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2934
2935 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2936 {
2937         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2938 }
2939 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2940
2941 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
2942                                   unsigned long delay)
2943 {
2944         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2945 }
2946 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2947
2948 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
2949                                      unsigned long delay)
2950 {
2951         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
2954
2955 /**
2956  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2957  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2958  *
2959  * Description:
2960  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2961  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2962  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2963  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2964  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2965  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2966  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2967  *   this kind of deadlock.
2968  */
2969 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2970 {
2971         struct task_struct *tsk = current;
2972
2973         /*
2974          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
2975          */
2976         if (tsk->plug)
2977                 return;
2978
2979         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2980         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
2981         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2982         /*
2983          * Store ordering should not be needed here, since a potential
2984          * preempt will imply a full memory barrier
2985          */
2986         tsk->plug = plug;
2987 }
2988 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2989
2990 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2991 {
2992         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2993         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2994
2995         return !(rqa->q < rqb->q ||
2996                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2997 }
2998
2999 /*
3000  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3001  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3002  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3003  * plugger did not intend it.
3004  */
3005 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3006                             bool from_schedule)
3007         __releases(q->queue_lock)
3008 {
3009         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3010
3011         if (from_schedule)
3012                 blk_run_queue_async(q);
3013         else
3014                 __blk_run_queue(q);
3015         spin_unlock(q->queue_lock);
3016 }
3017
3018 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3019 {
3020         LIST_HEAD(callbacks);
3021
3022         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3023                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3024
3025                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3026                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3027                                                           struct blk_plug_cb,
3028                                                           list);
3029                         list_del(&cb->list);
3030                         cb->callback(cb, from_schedule);
3031                 }
3032         }
3033 }
3034
3035 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3036                                       int size)
3037 {
3038         struct blk_plug *plug = current->plug;
3039         struct blk_plug_cb *cb;
3040
3041         if (!plug)
3042                 return NULL;
3043
3044         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3045                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3046                         return cb;
3047
3048         /* Not currently on the callback list */
3049         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3050         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3051         if (cb) {
3052                 cb->data = data;
3053                 cb->callback = unplug;
3054                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3055         }
3056         return cb;
3057 }
3058 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3059
3060 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3061 {
3062         struct request_queue *q;
3063         unsigned long flags;
3064         struct request *rq;
3065         LIST_HEAD(list);
3066         unsigned int depth;
3067
3068         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3069
3070         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3071                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3072
3073         if (list_empty(&plug->list))
3074                 return;
3075
3076         list_splice_init(&plug->list, &list);
3077
3078         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3079
3080         q = NULL;
3081         depth = 0;
3082
3083         /*
3084          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3085          * queue lock we have to take.
3086          */
3087         local_irq_save(flags);
3088         while (!list_empty(&list)) {
3089                 rq = list_entry_rq(list.next);
3090                 list_del_init(&rq->queuelist);
3091                 BUG_ON(!rq->q);
3092                 if (rq->q != q) {
3093                         /*
3094                          * This drops the queue lock
3095                          */
3096                         if (q)
3097                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3098                         q = rq->q;
3099                         depth = 0;
3100                         spin_lock(q->queue_lock);
3101                 }
3102
3103                 /*
3104                  * Short-circuit if @q is dead
3105                  */
3106                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3107                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3108                         continue;
3109                 }
3110
3111                 /*
3112                  * rq is already accounted, so use raw insert
3113                  */
3114                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3115                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3116                 else
3117                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3118
3119                 depth++;
3120         }
3121
3122         /*
3123          * This drops the queue lock
3124          */
3125         if (q)
3126                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3127
3128         local_irq_restore(flags);
3129 }
3130
3131 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3132 {
3133         if (plug != current->plug)
3134                 return;
3135         blk_flush_plug_list(plug, false);
3136
3137         current->plug = NULL;
3138 }
3139 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3140
3141 #ifdef CONFIG_PM
3142 /**
3143  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3144  * @q: the queue of the device
3145  * @dev: the device the queue belongs to
3146  *
3147  * Description:
3148  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3149  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3150  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3151  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3152  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3153  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3154  *
3155  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3156  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3157  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3158  *    not need to touch other autosuspend settings.
3159  *
3160  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3161  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3162  */
3163 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3164 {
3165         q->dev = dev;
3166         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3167         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3168         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3169 }
3170 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3171
3172 /**
3173  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3174  * @q: the queue of the device
3175  *
3176  * Description:
3177  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3178  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3179  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3180  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3181  *    proceed to suspend the device.
3182  *
3183  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3184  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3185  *
3186  *    This function should be called near the start of the device's
3187  *    runtime_suspend callback.
3188  *
3189  * Return:
3190  *    0         - OK to runtime suspend the device
3191  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3192  */
3193 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3194 {
3195         int ret = 0;
3196
3197         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3198         if (q->nr_pending) {
3199                 ret = -EBUSY;
3200                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3201         } else {
3202                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3203         }
3204         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3205         return ret;
3206 }
3207 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3208
3209 /**
3210  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3211  * @q: the queue of the device
3212  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3213  *
3214  * Description:
3215  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3216  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3217  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3218  *
3219  *    This function should be called near the end of the device's
3220  *    runtime_suspend callback.
3221  */
3222 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3223 {
3224         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3225         if (!err) {
3226                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3227         } else {
3228                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3229                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3230         }
3231         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3232 }
3233 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3234
3235 /**
3236  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3237  * @q: the queue of the device
3238  *
3239  * Description:
3240  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3241  *    runtime resume of the device.
3242  *
3243  *    This function should be called near the start of the device's
3244  *    runtime_resume callback.
3245  */
3246 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3247 {
3248         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3249         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3250         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3251 }
3252 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3253
3254 /**
3255  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3256  * @q: the queue of the device
3257  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3258  *
3259  * Description:
3260  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3261  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3262  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3263  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3264  *
3265  *    This function should be called near the end of the device's
3266  *    runtime_resume callback.
3267  */
3268 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3269 {
3270         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3271         if (!err) {
3272                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3273                 __blk_run_queue(q);
3274                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3275                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3276         } else {
3277                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3278         }
3279         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3280 }
3281 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3282 #endif
3283
3284 int __init blk_dev_init(void)
3285 {
3286         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3287                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3288
3289         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3290         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3291                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3292         if (!kblockd_workqueue)
3293                 panic("Failed to create kblockd\n");
3294
3295         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3296                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3297
3298         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3299                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3300
3301         return 0;
3302 }