OSDN Git Service

Merge 4.4.187 into android-4.4
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36
37 #define CREATE_TRACE_POINTS
38 #include <trace/events/block.h>
39
40 #include "blk.h"
41 #include "blk-mq.h"
42
43 #include <linux/math64.h>
44
45 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
46 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
47 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
48 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
49 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
50
51 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
52
53 /*
54  * For the allocated request tables
55  */
56 struct kmem_cache *request_cachep = NULL;
57
58 /*
59  * For queue allocation
60  */
61 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
62
63 /*
64  * Controlling structure to kblockd
65  */
66 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
67
68 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
69 {
70 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
71         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
72 #else
73         /*
74          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
75          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
76          */
77         if (rl == &rl->q->root_rl)
78                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info.wb.congested, sync);
79 #endif
80 }
81
82 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
83 {
84 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
85         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
86 #else
87         /* see blk_clear_congested() */
88         if (rl == &rl->q->root_rl)
89                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info.wb.congested, sync);
90 #endif
91 }
92
93 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
94 {
95         int nr;
96
97         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
98         if (nr > q->nr_requests)
99                 nr = q->nr_requests;
100         q->nr_congestion_on = nr;
101
102         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
103         if (nr < 1)
104                 nr = 1;
105         q->nr_congestion_off = nr;
106 }
107
108 /**
109  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
110  * @bdev:       device
111  *
112  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
113  * backing_dev_info.  This function can only be called if @bdev is opened
114  * and the return value is never NULL.
115  */
116 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
117 {
118         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
119
120         return &q->backing_dev_info;
121 }
122 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
123
124 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
125 {
126         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
127
128         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
129         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
130         rq->cpu = -1;
131         rq->q = q;
132         rq->__sector = (sector_t) -1;
133         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
134         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
135         rq->cmd = rq->__cmd;
136         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
137         rq->tag = -1;
138         rq->start_time = jiffies;
139         set_start_time_ns(rq);
140         rq->part = NULL;
141 }
142 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
143
144 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
145                           unsigned int nbytes, int error)
146 {
147         if (error)
148                 bio->bi_error = error;
149
150         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
151                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
152
153         bio_advance(bio, nbytes);
154
155         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
156         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
157                 bio_endio(bio);
158 }
159
160 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
161 {
162         int bit;
163
164         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%llx\n", msg,
165                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
166                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
167
168         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
169                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
170                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
171         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
172                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
173
174         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
175                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
176                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
177                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
178                 printk("\n");
179         }
180 }
181 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
182
183 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
184 {
185         struct request_queue *q;
186
187         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
188         spin_lock_irq(q->queue_lock);
189         __blk_run_queue(q);
190         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
191 }
192
193 /**
194  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
195  * @q:          The &struct request_queue in question
196  * @msecs:      Delay in msecs
197  *
198  * Description:
199  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
200  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
201  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
202  */
203 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
204 {
205         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
206                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
207                                    msecs_to_jiffies(msecs));
208 }
209 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
210
211 /**
212  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
213  * @q:    The &struct request_queue in question
214  *
215  * Description:
216  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
217  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
218  *   context.
219  **/
220 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
221 {
222         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
223         blk_run_queue_async(q);
224 }
225 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
226
227 /**
228  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
229  * @q:    The &struct request_queue in question
230  *
231  * Description:
232  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
233  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
234  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
235  **/
236 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
237 {
238         WARN_ON(!in_interrupt() && !irqs_disabled());
239
240         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
241         __blk_run_queue(q);
242 }
243 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
244
245 /**
246  * blk_stop_queue - stop a queue
247  * @q:    The &struct request_queue in question
248  *
249  * Description:
250  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
251  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
252  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
253  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
254  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
255  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
256  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
257  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
258  **/
259 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
260 {
261         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
262         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
265
266 /**
267  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
268  * @q: the queue
269  *
270  * Description:
271  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
272  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
273  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
274  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
275  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
276  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
277  *     this function.
278  *
279  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
280  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
281  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
282  *
283  */
284 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
285 {
286         del_timer_sync(&q->timeout);
287
288         if (q->mq_ops) {
289                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
290                 int i;
291
292                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
293                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
294                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->delay_work);
295                 }
296         } else {
297                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
298         }
299 }
300 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
301
302 /**
303  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
304  * @q:  The queue to run
305  *
306  * Description:
307  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
308  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
309  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
310  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
311  *    disabled. See also @blk_run_queue.
312  */
313 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
314 {
315         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
316                 return;
317
318         /*
319          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
320          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
321          * running such a request function concurrently. Keep track of the
322          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
323          * can wait until all these request_fn calls have finished.
324          */
325         q->request_fn_active++;
326         q->request_fn(q);
327         q->request_fn_active--;
328 }
329 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
330
331 /**
332  * __blk_run_queue - run a single device queue
333  * @q:  The queue to run
334  *
335  * Description:
336  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
337  *    held and interrupts disabled.
338  */
339 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
340 {
341         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
342                 return;
343
344         __blk_run_queue_uncond(q);
345 }
346 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
347
348 /**
349  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
350  * @q:  The queue to run
351  *
352  * Description:
353  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
354  *    of us. The caller must hold the queue lock.
355  */
356 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
357 {
358         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
359                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
360 }
361 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
362
363 /**
364  * blk_run_queue - run a single device queue
365  * @q: The queue to run
366  *
367  * Description:
368  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
369  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
370  */
371 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
372 {
373         unsigned long flags;
374
375         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
376         __blk_run_queue(q);
377         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
378 }
379 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
380
381 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
382 {
383         kobject_put(&q->kobj);
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
386
387 /**
388  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
389  * @q: queue to drain
390  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
391  *
392  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
393  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
394  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
395  */
396 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
397         __releases(q->queue_lock)
398         __acquires(q->queue_lock)
399 {
400         int i;
401
402         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
403
404         while (true) {
405                 bool drain = false;
406
407                 /*
408                  * The caller might be trying to drain @q before its
409                  * elevator is initialized.
410                  */
411                 if (q->elevator)
412                         elv_drain_elevator(q);
413
414                 blkcg_drain_queue(q);
415
416                 /*
417                  * This function might be called on a queue which failed
418                  * driver init after queue creation or is not yet fully
419                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
420                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
421                  * something on it and @q has request_fn set.
422                  */
423                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
424                         __blk_run_queue(q);
425
426                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
427                 drain |= q->request_fn_active;
428
429                 /*
430                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
431                  * multiple places and there's no single counter which can
432                  * be drained.  Check all the queues and counters.
433                  */
434                 if (drain_all) {
435                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
436                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
437                         for (i = 0; i < 2; i++) {
438                                 drain |= q->nr_rqs[i];
439                                 drain |= q->in_flight[i];
440                                 if (fq)
441                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
442                         }
443                 }
444
445                 if (!drain)
446                         break;
447
448                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
449
450                 msleep(10);
451
452                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
453         }
454
455         /*
456          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
457          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
458          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
459          */
460         if (q->request_fn) {
461                 struct request_list *rl;
462
463                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
464                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
465                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
466         }
467 }
468
469 /**
470  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
471  * @q: queue of interest
472  *
473  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
474  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
475  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
476  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
477  * inside queue or RCU read lock.
478  */
479 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
480 {
481         spin_lock_irq(q->queue_lock);
482         q->bypass_depth++;
483         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
484         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
485
486         /*
487          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
488          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
489          * can happen many times during boot.
490          */
491         if (blk_queue_init_done(q)) {
492                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
493                 __blk_drain_queue(q, false);
494                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
495
496                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
497                 synchronize_rcu();
498         }
499 }
500 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
501
502 /**
503  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
504  * @q: queue of interest
505  *
506  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
507  */
508 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
509 {
510         spin_lock_irq(q->queue_lock);
511         if (!--q->bypass_depth)
512                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
513         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
514         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
515 }
516 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
517
518 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
519 {
520         spin_lock_irq(q->queue_lock);
521         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
522         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
523
524         if (q->mq_ops)
525                 blk_mq_wake_waiters(q);
526         else {
527                 struct request_list *rl;
528
529                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
530                         if (rl->rq_pool) {
531                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
532                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
533                         }
534                 }
535         }
536 }
537 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
538
539 /**
540  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
541  * @q: request queue to shutdown
542  *
543  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
544  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
545  */
546 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
547 {
548         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
549
550         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
551         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
552         blk_set_queue_dying(q);
553         spin_lock_irq(lock);
554
555         /*
556          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
557          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
558          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
559          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
560          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
561          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
562          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
563          */
564         q->bypass_depth++;
565         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
566
567         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
568         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
569         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
570         spin_unlock_irq(lock);
571         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
572
573         /*
574          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
575          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
576          */
577         blk_freeze_queue(q);
578         spin_lock_irq(lock);
579         if (!q->mq_ops)
580                 __blk_drain_queue(q, true);
581         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
582         spin_unlock_irq(lock);
583
584         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
585         blk_flush_integrity();
586
587         /* @q won't process any more request, flush async actions */
588         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
589         blk_sync_queue(q);
590
591         if (q->mq_ops)
592                 blk_mq_free_queue(q);
593         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
594
595         spin_lock_irq(lock);
596         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
597                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
598         spin_unlock_irq(lock);
599
600         bdi_unregister(&q->backing_dev_info);
601
602         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
603         blk_put_queue(q);
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
606
607 /* Allocate memory local to the request queue */
608 static void *alloc_request_struct(gfp_t gfp_mask, void *data)
609 {
610         int nid = (int)(long)data;
611         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, nid);
612 }
613
614 static void free_request_struct(void *element, void *unused)
615 {
616         kmem_cache_free(request_cachep, element);
617 }
618
619 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
620                 gfp_t gfp_mask)
621 {
622         if (unlikely(rl->rq_pool))
623                 return 0;
624
625         rl->q = q;
626         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
627         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
628         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
629         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
630
631         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, alloc_request_struct,
632                                           free_request_struct,
633                                           (void *)(long)q->node, gfp_mask,
634                                           q->node);
635         if (!rl->rq_pool)
636                 return -ENOMEM;
637
638         return 0;
639 }
640
641 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
642 {
643         if (rl->rq_pool)
644                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
645 }
646
647 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
648 {
649         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
650 }
651 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
652
653 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, gfp_t gfp)
654 {
655         while (true) {
656                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter))
657                         return 0;
658
659                 if (!gfpflags_allow_blocking(gfp))
660                         return -EBUSY;
661
662                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
663                            !atomic_read(&q->mq_freeze_depth) ||
664                            blk_queue_dying(q));
665                 if (blk_queue_dying(q))
666                         return -ENODEV;
667         }
668 }
669
670 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
671 {
672         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
673 }
674
675 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
676 {
677         struct request_queue *q =
678                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
679
680         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
681 }
682
683 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
684 {
685         struct request_queue *q;
686         int err;
687
688         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
689                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
690         if (!q)
691                 return NULL;
692
693         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
694         if (q->id < 0)
695                 goto fail_q;
696
697         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
698         if (!q->bio_split)
699                 goto fail_id;
700
701         q->backing_dev_info.ra_pages =
702                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
703         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
704         q->backing_dev_info.name = "block";
705         q->node = node_id;
706
707         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
708         if (err)
709                 goto fail_split;
710
711         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
712                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
713         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
714         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
715         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
716         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
717 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
718         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
719 #endif
720         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
721
722         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
723
724         mutex_init(&q->sysfs_lock);
725         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
726
727         /*
728          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
729          * override it later if need be.
730          */
731         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
732
733         /*
734          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
735          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
736          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
737          * registered by blk_register_queue().
738          */
739         q->bypass_depth = 1;
740         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
741
742         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
743
744         /*
745          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
746          * See blk_register_queue() for details.
747          */
748         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
749                                 blk_queue_usage_counter_release,
750                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
751                 goto fail_bdi;
752
753         if (blkcg_init_queue(q))
754                 goto fail_ref;
755
756         return q;
757
758 fail_ref:
759         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
760 fail_bdi:
761         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
762 fail_split:
763         bioset_free(q->bio_split);
764 fail_id:
765         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
766 fail_q:
767         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
768         return NULL;
769 }
770 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
771
772 /**
773  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
774  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
775  *        placed on the queue.
776  * @lock: Request queue spin lock
777  *
778  * Description:
779  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
780  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
781  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
782  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
783  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
784  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
785  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
786  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
787  *
788  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
789  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
790  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
791  *    get dealt with eventually.
792  *
793  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
794  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
795  *    disabling is needed for it.
796  *
797  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
798  *    it didn't succeed.
799  *
800  * Note:
801  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
802  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
803  **/
804
805 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
806 {
807         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
808 }
809 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
810
811 struct request_queue *
812 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
813 {
814         struct request_queue *uninit_q, *q;
815
816         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
817         if (!uninit_q)
818                 return NULL;
819
820         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
821         if (!q)
822                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
823
824         return q;
825 }
826 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
827
828 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
829
830 struct request_queue *
831 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
832                          spinlock_t *lock)
833 {
834         if (!q)
835                 return NULL;
836
837         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, 0);
838         if (!q->fq)
839                 return NULL;
840
841         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
842                 goto fail;
843
844         q->request_fn           = rfn;
845         q->prep_rq_fn           = NULL;
846         q->unprep_rq_fn         = NULL;
847         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
848
849         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
850         if (lock)
851                 q->queue_lock           = lock;
852
853         /*
854          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
855          */
856         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
857
858         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
859
860         /* Protect q->elevator from elevator_change */
861         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
862
863         /* init elevator */
864         if (elevator_init(q, NULL)) {
865                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
866                 goto fail;
867         }
868
869         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
870
871         return q;
872
873 fail:
874         blk_free_flush_queue(q->fq);
875         return NULL;
876 }
877 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
878
879 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
880 {
881         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
882                 __blk_get_queue(q);
883                 return true;
884         }
885
886         return false;
887 }
888 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
889
890 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
891 {
892         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
893                 elv_put_request(rl->q, rq);
894                 if (rq->elv.icq)
895                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
896         }
897
898         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
899 }
900
901 /*
902  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
903  * should be given priority access to a request.
904  */
905 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
906 {
907         if (!ioc)
908                 return 0;
909
910         /*
911          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
912          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
913          * lose wakeups.
914          */
915         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
916                 (ioc->nr_batch_requests > 0
917                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
918 }
919
920 /*
921  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
922  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
923  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
924  * a nice run.
925  */
926 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
927 {
928         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
929                 return;
930
931         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
932         ioc->last_waited = jiffies;
933 }
934
935 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
936 {
937         struct request_queue *q = rl->q;
938
939         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
940                 blk_clear_congested(rl, sync);
941
942         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
943                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
944                         wake_up(&rl->wait[sync]);
945
946                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
947         }
948 }
949
950 /*
951  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
952  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
953  */
954 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
955 {
956         struct request_queue *q = rl->q;
957         int sync = rw_is_sync(flags);
958
959         q->nr_rqs[sync]--;
960         rl->count[sync]--;
961         if (flags & REQ_ELVPRIV)
962                 q->nr_rqs_elvpriv--;
963
964         __freed_request(rl, sync);
965
966         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
967                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
968 }
969
970 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
971 {
972         struct request_list *rl;
973         int on_thresh, off_thresh;
974
975         spin_lock_irq(q->queue_lock);
976         q->nr_requests = nr;
977         blk_queue_congestion_threshold(q);
978         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
979         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
980
981         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
982                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
983                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
984                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
985                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
986
987                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
988                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
989                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
990                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
991
992                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
993                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
994                 } else {
995                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
996                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
997                 }
998
999                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1000                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1001                 } else {
1002                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1003                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1004                 }
1005         }
1006
1007         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
1013  * request associated with @bio.
1014  */
1015 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
1016 {
1017         if (!bio)
1018                 return true;
1019
1020         /*
1021          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1022          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1023          */
1024         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
1025                 return false;
1026
1027         return true;
1028 }
1029
1030 /**
1031  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
1032  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
1033  *
1034  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
1035  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
1036  */
1037 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
1038 {
1039 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1040         if (bio && bio->bi_ioc)
1041                 return bio->bi_ioc;
1042 #endif
1043         return current->io_context;
1044 }
1045
1046 /**
1047  * __get_request - get a free request
1048  * @rl: request list to allocate from
1049  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1050  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1051  * @gfp_mask: allocation mask
1052  *
1053  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1054  * pressure or if @q is dead.
1055  *
1056  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1057  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1058  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1059  */
1060 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
1061                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1062 {
1063         struct request_queue *q = rl->q;
1064         struct request *rq;
1065         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1066         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1067         struct io_cq *icq = NULL;
1068         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1069         int may_queue;
1070
1071         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1072                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1073
1074         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
1075         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1076                 goto rq_starved;
1077
1078         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1079                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1080                         /*
1081                          * The queue will fill after this allocation, so set
1082                          * it as full, and mark this process as "batching".
1083                          * This process will be allowed to complete a batch of
1084                          * requests, others will be blocked.
1085                          */
1086                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1087                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1088                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1089                         } else {
1090                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1091                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1092                                         /*
1093                                          * The queue is full and the allocating
1094                                          * process is not a "batcher", and not
1095                                          * exempted by the IO scheduler
1096                                          */
1097                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1098                                 }
1099                         }
1100                 }
1101                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1102         }
1103
1104         /*
1105          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1106          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1107          * allocated with any setting of ->nr_requests
1108          */
1109         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1110                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1111
1112         q->nr_rqs[is_sync]++;
1113         rl->count[is_sync]++;
1114         rl->starved[is_sync] = 0;
1115
1116         /*
1117          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1118          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1119          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1120          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1121          * makes creating new ones safe.
1122          *
1123          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1124          * it will be created after releasing queue_lock.
1125          */
1126         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
1127                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
1128                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1129                 if (et->icq_cache && ioc)
1130                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1131         }
1132
1133         if (blk_queue_io_stat(q))
1134                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
1135         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1136
1137         /* allocate and init request */
1138         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1139         if (!rq)
1140                 goto fail_alloc;
1141
1142         blk_rq_init(q, rq);
1143         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1144         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
1145
1146         /* init elvpriv */
1147         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
1148                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1149                         if (ioc)
1150                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1151                         if (!icq)
1152                                 goto fail_elvpriv;
1153                 }
1154
1155                 rq->elv.icq = icq;
1156                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1157                         goto fail_elvpriv;
1158
1159                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1160                 if (icq)
1161                         get_io_context(icq->ioc);
1162         }
1163 out:
1164         /*
1165          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1166          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1167          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1168          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1169          */
1170         if (ioc_batching(q, ioc))
1171                 ioc->nr_batch_requests--;
1172
1173         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1174         return rq;
1175
1176 fail_elvpriv:
1177         /*
1178          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1179          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1180          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1181          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1182          */
1183         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1184                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1185
1186         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1187         rq->elv.icq = NULL;
1188
1189         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1190         q->nr_rqs_elvpriv--;
1191         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1192         goto out;
1193
1194 fail_alloc:
1195         /*
1196          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1197          * might have messed up.
1198          *
1199          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1200          * queue, but this is pretty rare.
1201          */
1202         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1203         freed_request(rl, rw_flags);
1204
1205         /*
1206          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1207          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1208          * freeing of a request in the other direction will notice
1209          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1210          * READ and WRITE
1211          */
1212 rq_starved:
1213         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1214                 rl->starved[is_sync] = 1;
1215         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1216 }
1217
1218 /**
1219  * get_request - get a free request
1220  * @q: request_queue to allocate request from
1221  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1222  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1223  * @gfp_mask: allocation mask
1224  *
1225  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1226  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1227  *
1228  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1229  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1230  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1231  */
1232 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1233                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1234 {
1235         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1236         DEFINE_WAIT(wait);
1237         struct request_list *rl;
1238         struct request *rq;
1239
1240         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1241 retry:
1242         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1243         if (!IS_ERR(rq))
1244                 return rq;
1245
1246         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1247                 blk_put_rl(rl);
1248                 return rq;
1249         }
1250
1251         /* wait on @rl and retry */
1252         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1253                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1254
1255         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1256
1257         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1258         io_schedule();
1259
1260         /*
1261          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1262          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1263          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1264          */
1265         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1266
1267         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1268         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1269
1270         goto retry;
1271 }
1272
1273 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q, int rw,
1274                 gfp_t gfp_mask)
1275 {
1276         struct request *rq;
1277
1278         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1279
1280         /* create ioc upfront */
1281         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1282
1283         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1284         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1285         if (IS_ERR(rq))
1286                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1287         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1288
1289         return rq;
1290 }
1291
1292 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1293 {
1294         if (q->mq_ops)
1295                 return blk_mq_alloc_request(q, rw, gfp_mask, false);
1296         else
1297                 return blk_old_get_request(q, rw, gfp_mask);
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1300
1301 /**
1302  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1303  * @q: target request queue
1304  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1305  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1306  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1307  *
1308  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1309  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1310  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1311  * the I/O transfer.
1312  *
1313  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1314  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1315  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1316  * are properly set accordingly)
1317  *
1318  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1319  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1320  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1321  * BUG.
1322  *
1323  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1324  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use
1325  * __GFP_DIRECT_RECLAIM for anything but the first bio in the chain. Otherwise
1326  * you risk waiting for IO completion of a bio that hasn't been submitted yet,
1327  * thus resulting in a deadlock. Alternatively bios should be allocated using
1328  * bio_kmalloc() instead of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1329  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1330  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1331  */
1332 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1333                                  gfp_t gfp_mask)
1334 {
1335         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1336
1337         if (IS_ERR(rq))
1338                 return rq;
1339
1340         blk_rq_set_block_pc(rq);
1341
1342         for_each_bio(bio) {
1343                 struct bio *bounce_bio = bio;
1344                 int ret;
1345
1346                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1347                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1348                 if (unlikely(ret)) {
1349                         blk_put_request(rq);
1350                         return ERR_PTR(ret);
1351                 }
1352         }
1353
1354         return rq;
1355 }
1356 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1357
1358 /**
1359  * blk_rq_set_block_pc - initialize a request to type BLOCK_PC
1360  * @rq:         request to be initialized
1361  *
1362  */
1363 void blk_rq_set_block_pc(struct request *rq)
1364 {
1365         rq->cmd_type = REQ_TYPE_BLOCK_PC;
1366         rq->__data_len = 0;
1367         rq->__sector = (sector_t) -1;
1368         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1369         memset(rq->__cmd, 0, sizeof(rq->__cmd));
1370 }
1371 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_set_block_pc);
1372
1373 /**
1374  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1375  * @q:          request queue where request should be inserted
1376  * @rq:         request to be inserted
1377  *
1378  * Description:
1379  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1380  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1381  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1382  */
1383 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1384 {
1385         blk_delete_timer(rq);
1386         blk_clear_rq_complete(rq);
1387         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1388
1389         if (rq->cmd_flags & REQ_QUEUED)
1390                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1391
1392         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1393
1394         elv_requeue_request(q, rq);
1395 }
1396 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1397
1398 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1399                              int where)
1400 {
1401         blk_account_io_start(rq, true);
1402         __elv_add_request(q, rq, where);
1403 }
1404
1405 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1406                                     unsigned long now)
1407 {
1408         int inflight;
1409
1410         if (now == part->stamp)
1411                 return;
1412
1413         inflight = part_in_flight(part);
1414         if (inflight) {
1415                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1416                                 inflight * (now - part->stamp));
1417                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1418         }
1419         part->stamp = now;
1420 }
1421
1422 /**
1423  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1424  * @cpu: cpu number for stats access
1425  * @part: target partition
1426  *
1427  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1428  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1429  * time it has been in this state for.
1430  *
1431  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1432  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1433  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1434  * function to do a round-off before returning the results when reading
1435  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1436  * the current jiffies and restarts the counters again.
1437  */
1438 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1439 {
1440         unsigned long now = jiffies;
1441
1442         if (part->partno)
1443                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1444         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1445 }
1446 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1447
1448 #ifdef CONFIG_PM
1449 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1450 {
1451         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1452                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1453 }
1454 #else
1455 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1456 #endif
1457
1458 /*
1459  * queue lock must be held
1460  */
1461 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1462 {
1463         if (unlikely(!q))
1464                 return;
1465
1466         if (q->mq_ops) {
1467                 blk_mq_free_request(req);
1468                 return;
1469         }
1470
1471         blk_pm_put_request(req);
1472
1473         elv_completed_request(q, req);
1474
1475         /* this is a bio leak */
1476         WARN_ON(req->bio != NULL);
1477
1478         /*
1479          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1480          * it didn't come out of our reserved rq pools
1481          */
1482         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1483                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1484                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1485
1486                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1487                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1488
1489                 blk_free_request(rl, req);
1490                 freed_request(rl, flags);
1491                 blk_put_rl(rl);
1492         }
1493 }
1494 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1495
1496 void blk_put_request(struct request *req)
1497 {
1498         struct request_queue *q = req->q;
1499
1500         if (q->mq_ops)
1501                 blk_mq_free_request(req);
1502         else {
1503                 unsigned long flags;
1504
1505                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1506                 __blk_put_request(q, req);
1507                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1508         }
1509 }
1510 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1511
1512 /**
1513  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1514  * @rq: request to update
1515  * @page: page backing the payload
1516  * @len: length of the payload.
1517  *
1518  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1519  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1520  * itself.
1521  *
1522  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1523  * discard requests should ever use it.
1524  */
1525 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1526                 unsigned int len)
1527 {
1528         struct bio *bio = rq->bio;
1529
1530         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1531         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1532         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1533
1534         bio->bi_iter.bi_size = len;
1535         bio->bi_vcnt = 1;
1536         bio->bi_phys_segments = 1;
1537
1538         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1539         rq->nr_phys_segments = 1;
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1542
1543 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1544                             struct bio *bio)
1545 {
1546         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1547
1548         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1549                 return false;
1550
1551         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1552
1553         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1554                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1555
1556         req->biotail->bi_next = bio;
1557         req->biotail = bio;
1558         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1559         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1560
1561         blk_account_io_start(req, false);
1562         return true;
1563 }
1564
1565 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1566                              struct bio *bio)
1567 {
1568         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1569
1570         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1571                 return false;
1572
1573         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1574
1575         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1576                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1577
1578         bio->bi_next = req->bio;
1579         req->bio = bio;
1580
1581         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1582         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1583         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1584
1585         blk_account_io_start(req, false);
1586         return true;
1587 }
1588
1589 /**
1590  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1591  * @q: request_queue new bio is being queued at
1592  * @bio: new bio being queued
1593  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1594  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1595  * another request associated with @q is found on the plug list
1596  * (optional, may be %NULL)
1597  *
1598  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1599  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1600  * otherwise %false.
1601  *
1602  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1603  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1604  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1605  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1606  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1607  * merging parameters without querying the elevator.
1608  *
1609  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1610  */
1611 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1612                             unsigned int *request_count,
1613                             struct request **same_queue_rq)
1614 {
1615         struct blk_plug *plug;
1616         struct request *rq;
1617         bool ret = false;
1618         struct list_head *plug_list;
1619
1620         plug = current->plug;
1621         if (!plug)
1622                 goto out;
1623         *request_count = 0;
1624
1625         if (q->mq_ops)
1626                 plug_list = &plug->mq_list;
1627         else
1628                 plug_list = &plug->list;
1629
1630         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1631                 int el_ret;
1632
1633                 if (rq->q == q) {
1634                         (*request_count)++;
1635                         /*
1636                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1637                          * rq in the same queue, there should be only one such
1638                          * rq in a queue
1639                          **/
1640                         if (same_queue_rq)
1641                                 *same_queue_rq = rq;
1642                 }
1643
1644                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1645                         continue;
1646
1647                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1648                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1649                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1650                         if (ret)
1651                                 break;
1652                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1653                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1654                         if (ret)
1655                                 break;
1656                 }
1657         }
1658 out:
1659         return ret;
1660 }
1661
1662 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1663 {
1664         struct blk_plug *plug;
1665         struct request *rq;
1666         struct list_head *plug_list;
1667         unsigned int ret = 0;
1668
1669         plug = current->plug;
1670         if (!plug)
1671                 goto out;
1672
1673         if (q->mq_ops)
1674                 plug_list = &plug->mq_list;
1675         else
1676                 plug_list = &plug->list;
1677
1678         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1679                 if (rq->q == q)
1680                         ret++;
1681         }
1682 out:
1683         return ret;
1684 }
1685
1686 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1687 {
1688         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1689
1690         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1691         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1692                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1693
1694         req->errors = 0;
1695         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1696         req->ioprio = bio_prio(bio);
1697         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1698 }
1699
1700 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1701 {
1702         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1703         struct blk_plug *plug;
1704         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1705         struct request *req;
1706         unsigned int request_count = 0;
1707
1708         /*
1709          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1710          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1711          * ISA dma in theory)
1712          */
1713         blk_queue_bounce(q, &bio);
1714
1715         blk_queue_split(q, &bio, q->bio_split);
1716
1717         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1718                 bio->bi_error = -EIO;
1719                 bio_endio(bio);
1720                 return BLK_QC_T_NONE;
1721         }
1722
1723         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1724                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1725                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1726                 goto get_rq;
1727         }
1728
1729         /*
1730          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1731          * any locks.
1732          */
1733         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
1734                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1735                         return BLK_QC_T_NONE;
1736         } else
1737                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
1738
1739         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1740
1741         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1742         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1743                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1744                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1745                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1746                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1747                         goto out_unlock;
1748                 }
1749         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1750                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1751                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1752                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1753                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1754                         goto out_unlock;
1755                 }
1756         }
1757
1758 get_rq:
1759         /*
1760          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1761          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1762          * rq allocator and io schedulers.
1763          */
1764         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1765         if (sync)
1766                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1767
1768         /*
1769          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1770          * Returns with the queue unlocked.
1771          */
1772         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1773         if (IS_ERR(req)) {
1774                 bio->bi_error = PTR_ERR(req);
1775                 bio_endio(bio);
1776                 goto out_unlock;
1777         }
1778
1779         /*
1780          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1781          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1782          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1783          * often, and the elevators are able to handle it.
1784          */
1785         init_request_from_bio(req, bio);
1786
1787         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1788                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1789
1790         plug = current->plug;
1791         if (plug) {
1792                 /*
1793                  * If this is the first request added after a plug, fire
1794                  * of a plug trace.
1795                  */
1796                 if (!request_count)
1797                         trace_block_plug(q);
1798                 else {
1799                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1800                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1801                                 trace_block_plug(q);
1802                         }
1803                 }
1804                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1805                 blk_account_io_start(req, true);
1806         } else {
1807                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1808                 add_acct_request(q, req, where);
1809                 __blk_run_queue(q);
1810 out_unlock:
1811                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1812         }
1813
1814         return BLK_QC_T_NONE;
1815 }
1816
1817 /*
1818  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1819  */
1820 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1821 {
1822         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1823
1824         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1825                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1826
1827                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
1828                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1829
1830                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1831                                       bdev->bd_dev,
1832                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
1833         }
1834 }
1835
1836 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1837 {
1838         char b[BDEVNAME_SIZE];
1839
1840         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1841         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1842                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1843                         bio->bi_rw,
1844                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1845                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1846 }
1847
1848 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1849
1850 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1851
1852 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1853 {
1854         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1855 }
1856 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1857
1858 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1859 {
1860         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1861 }
1862
1863 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1864 {
1865         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1866                                                 NULL, &fail_make_request);
1867
1868         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
1869 }
1870
1871 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1872
1873 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1874
1875 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1876                                         unsigned int bytes)
1877 {
1878         return false;
1879 }
1880
1881 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1882
1883 /*
1884  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1885  */
1886 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1887 {
1888         sector_t maxsector;
1889
1890         if (!nr_sectors)
1891                 return 0;
1892
1893         /* Test device or partition size, when known. */
1894         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1895         if (maxsector) {
1896                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1897
1898                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1899                         /*
1900                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1901                          * without checking the size of the device, e.g., when
1902                          * mounting a device.
1903                          */
1904                         handle_bad_sector(bio);
1905                         return 1;
1906                 }
1907         }
1908
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 static noinline_for_stack bool
1913 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1914 {
1915         struct request_queue *q;
1916         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1917         int err = -EIO;
1918         char b[BDEVNAME_SIZE];
1919         struct hd_struct *part;
1920
1921         might_sleep();
1922
1923         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1924                 goto end_io;
1925
1926         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1927         if (unlikely(!q)) {
1928                 printk(KERN_ERR
1929                        "generic_make_request: Trying to access "
1930                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1931                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1932                         (long long) bio->bi_iter.bi_sector);
1933                 goto end_io;
1934         }
1935
1936         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1937         if (should_fail_request(part, bio->bi_iter.bi_size) ||
1938             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1939                                 bio->bi_iter.bi_size))
1940                 goto end_io;
1941
1942         /*
1943          * If this device has partitions, remap block n
1944          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1945          */
1946         blk_partition_remap(bio);
1947
1948         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1949                 goto end_io;
1950
1951         /*
1952          * Filter flush bio's early so that make_request based
1953          * drivers without flush support don't have to worry
1954          * about them.
1955          */
1956         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1957                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1958                 if (!nr_sectors) {
1959                         err = 0;
1960                         goto end_io;
1961                 }
1962         }
1963
1964         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1965             (!blk_queue_discard(q) ||
1966              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1967                 err = -EOPNOTSUPP;
1968                 goto end_io;
1969         }
1970
1971         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1972                 err = -EOPNOTSUPP;
1973                 goto end_io;
1974         }
1975
1976         /*
1977          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1978          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1979          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1980          * layer knows how to live with it.
1981          */
1982         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1983
1984         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
1985                 return false;
1986
1987         trace_block_bio_queue(q, bio);
1988         return true;
1989
1990 end_io:
1991         bio->bi_error = err;
1992         bio_endio(bio);
1993         return false;
1994 }
1995
1996 /**
1997  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1998  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1999  *
2000  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2001  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2002  * to be done.
2003  *
2004  * generic_make_request() does not return any status.  The
2005  * success/failure status of the request, along with notification of
2006  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2007  * function described (one day) else where.
2008  *
2009  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2010  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2011  * set to describe the device address, and the
2012  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2013  * completion notification should be signaled.
2014  *
2015  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2016  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2017  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2018  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2019  */
2020 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2021 {
2022         /*
2023          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2024          * make_request_fn.
2025          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2026          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2027          * yet.
2028          */
2029         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2030         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2031
2032         if (!generic_make_request_checks(bio))
2033                 goto out;
2034
2035         /*
2036          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2037          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2038          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2039          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2040          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2041          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2042          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2043          * should be added at the tail
2044          */
2045         if (current->bio_list) {
2046                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2047                 goto out;
2048         }
2049
2050         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2051          * explanation.
2052          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2053          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2054          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2055          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2056          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2057          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2058          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2059          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2060          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2061          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2062          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2063          */
2064         BUG_ON(bio->bi_next);
2065         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2066         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2067         do {
2068                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
2069
2070                 if (likely(blk_queue_enter(q, __GFP_DIRECT_RECLAIM) == 0)) {
2071                         struct bio_list lower, same;
2072
2073                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2074                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2075                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2076
2077                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2078
2079                         blk_queue_exit(q);
2080                         /* sort new bios into those for a lower level
2081                          * and those for the same level
2082                          */
2083                         bio_list_init(&lower);
2084                         bio_list_init(&same);
2085                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2086                                 if (q == bdev_get_queue(bio->bi_bdev))
2087                                         bio_list_add(&same, bio);
2088                                 else
2089                                         bio_list_add(&lower, bio);
2090                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2091                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2092                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2093                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2094                 } else {
2095                         bio_io_error(bio);
2096                 }
2097                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2098         } while (bio);
2099         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2100
2101 out:
2102         return ret;
2103 }
2104 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2105
2106 /**
2107  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2108  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
2109  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2110  *
2111  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2112  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2113  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2114  *
2115  */
2116 blk_qc_t submit_bio(int rw, struct bio *bio)
2117 {
2118         bio->bi_rw |= rw;
2119
2120         /*
2121          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2122          * go through the normal accounting stuff before submission.
2123          */
2124         if (bio_has_data(bio)) {
2125                 unsigned int count;
2126
2127                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
2128                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
2129                 else
2130                         count = bio_sectors(bio);
2131
2132                 if (rw & WRITE) {
2133                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2134                 } else {
2135                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2136                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2137                 }
2138
2139                 if (unlikely(block_dump)) {
2140                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2141                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2142                         current->comm, task_pid_nr(current),
2143                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
2144                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2145                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
2146                                 count);
2147                 }
2148         }
2149
2150         return generic_make_request(bio);
2151 }
2152 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2153
2154 /**
2155  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2156  *                              for new the queue limits
2157  * @q:  the queue
2158  * @rq: the request being checked
2159  *
2160  * Description:
2161  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2162  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2163  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2164  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2165  *    the insertion using this generic function.
2166  *
2167  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2168  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2169  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2170  */
2171 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2172                                       struct request *rq)
2173 {
2174         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
2175                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2176                 return -EIO;
2177         }
2178
2179         /*
2180          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2181          * may differ from that of other stacking queues.
2182          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2183          * limitation.
2184          */
2185         blk_recalc_rq_segments(rq);
2186         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2187                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2188                 return -EIO;
2189         }
2190
2191         return 0;
2192 }
2193
2194 /**
2195  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2196  * @q:  the queue to submit the request
2197  * @rq: the request being queued
2198  */
2199 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2200 {
2201         unsigned long flags;
2202         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2203
2204         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2205                 return -EIO;
2206
2207         if (rq->rq_disk &&
2208             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2209                 return -EIO;
2210
2211         if (q->mq_ops) {
2212                 if (blk_queue_io_stat(q))
2213                         blk_account_io_start(rq, true);
2214                 blk_mq_insert_request(rq, false, true, false);
2215                 return 0;
2216         }
2217
2218         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2219         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2220                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2221                 return -ENODEV;
2222         }
2223
2224         /*
2225          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2226          * because it will be linked to another request_queue
2227          */
2228         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2229
2230         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
2231                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2232
2233         add_acct_request(q, rq, where);
2234         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2235                 __blk_run_queue(q);
2236         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2237
2238         return 0;
2239 }
2240 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2241
2242 /**
2243  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2244  * @rq: request to examine
2245  *
2246  * Description:
2247  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2248  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2249  *     can be failed from the beginning of the request without
2250  *     crossing into area which need to be retried further.
2251  *
2252  * Return:
2253  *     The number of bytes to fail.
2254  *
2255  * Context:
2256  *     queue_lock must be held.
2257  */
2258 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2259 {
2260         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2261         unsigned int bytes = 0;
2262         struct bio *bio;
2263
2264         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
2265                 return blk_rq_bytes(rq);
2266
2267         /*
2268          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2269          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2270          * which have all the failfast bits that the first one has -
2271          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2272          * one.
2273          */
2274         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2275                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2276                         break;
2277                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2278         }
2279
2280         /* this could lead to infinite loop */
2281         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2282         return bytes;
2283 }
2284 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2285
2286 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2287 {
2288         if (blk_do_io_stat(req)) {
2289                 const int rw = rq_data_dir(req);
2290                 struct hd_struct *part;
2291                 int cpu;
2292
2293                 cpu = part_stat_lock();
2294                 part = req->part;
2295                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2296                 part_stat_unlock();
2297         }
2298 }
2299
2300 void blk_account_io_done(struct request *req)
2301 {
2302         /*
2303          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2304          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2305          * containing request is enough.
2306          */
2307         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2308                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2309                 const int rw = rq_data_dir(req);
2310                 struct hd_struct *part;
2311                 int cpu;
2312
2313                 cpu = part_stat_lock();
2314                 part = req->part;
2315
2316                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2317                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2318                 part_round_stats(cpu, part);
2319                 part_dec_in_flight(part, rw);
2320
2321                 hd_struct_put(part);
2322                 part_stat_unlock();
2323         }
2324 }
2325
2326 #ifdef CONFIG_PM
2327 /*
2328  * Don't process normal requests when queue is suspended
2329  * or in the process of suspending/resuming
2330  */
2331 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2332                                            struct request *rq)
2333 {
2334         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2335             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2336                 return NULL;
2337         else
2338                 return rq;
2339 }
2340 #else
2341 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2342                                                   struct request *rq)
2343 {
2344         return rq;
2345 }
2346 #endif
2347
2348 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2349 {
2350         struct hd_struct *part;
2351         int rw = rq_data_dir(rq);
2352         int cpu;
2353
2354         if (!blk_do_io_stat(rq))
2355                 return;
2356
2357         cpu = part_stat_lock();
2358
2359         if (!new_io) {
2360                 part = rq->part;
2361                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2362         } else {
2363                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2364                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2365                         /*
2366                          * The partition is already being removed,
2367                          * the request will be accounted on the disk only
2368                          *
2369                          * We take a reference on disk->part0 although that
2370                          * partition will never be deleted, so we can treat
2371                          * it as any other partition.
2372                          */
2373                         part = &rq->rq_disk->part0;
2374                         hd_struct_get(part);
2375                 }
2376                 part_round_stats(cpu, part);
2377                 part_inc_in_flight(part, rw);
2378                 rq->part = part;
2379         }
2380
2381         part_stat_unlock();
2382 }
2383
2384 /**
2385  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2386  * @q: request queue to peek at
2387  *
2388  * Description:
2389  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2390  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2391  *     processing it.
2392  *
2393  * Return:
2394  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2395  *     otherwise.
2396  *
2397  * Context:
2398  *     queue_lock must be held.
2399  */
2400 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2401 {
2402         struct request *rq;
2403         int ret;
2404
2405         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2406
2407                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2408                 if (!rq)
2409                         break;
2410
2411                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2412                         /*
2413                          * This is the first time the device driver
2414                          * sees this request (possibly after
2415                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2416                          */
2417                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2418                                 elv_activate_rq(q, rq);
2419
2420                         /*
2421                          * just mark as started even if we don't start
2422                          * it, a request that has been delayed should
2423                          * not be passed by new incoming requests
2424                          */
2425                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2426                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2427                 }
2428
2429                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2430                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2431                         q->boundary_rq = NULL;
2432                 }
2433
2434                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2435                         break;
2436
2437                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2438                         /*
2439                          * make sure space for the drain appears we
2440                          * know we can do this because max_hw_segments
2441                          * has been adjusted to be one fewer than the
2442                          * device can handle
2443                          */
2444                         rq->nr_phys_segments++;
2445                 }
2446
2447                 if (!q->prep_rq_fn)
2448                         break;
2449
2450                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2451                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2452                         break;
2453                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2454                         /*
2455                          * the request may have been (partially) prepped.
2456                          * we need to keep this request in the front to
2457                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2458                          * prevent other fs requests from passing this one.
2459                          */
2460                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2461                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2462                                 /*
2463                                  * remove the space for the drain we added
2464                                  * so that we don't add it again
2465                                  */
2466                                 --rq->nr_phys_segments;
2467                         }
2468
2469                         rq = NULL;
2470                         break;
2471                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2472                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2473                         /*
2474                          * Mark this request as started so we don't trigger
2475                          * any debug logic in the end I/O path.
2476                          */
2477                         blk_start_request(rq);
2478                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2479                 } else {
2480                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2481                         break;
2482                 }
2483         }
2484
2485         return rq;
2486 }
2487 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2488
2489 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2490 {
2491         struct request_queue *q = rq->q;
2492
2493         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2494         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2495
2496         list_del_init(&rq->queuelist);
2497
2498         /*
2499          * the time frame between a request being removed from the lists
2500          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2501          * the driver side.
2502          */
2503         if (blk_account_rq(rq)) {
2504                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2505                 set_io_start_time_ns(rq);
2506         }
2507 }
2508
2509 /**
2510  * blk_start_request - start request processing on the driver
2511  * @req: request to dequeue
2512  *
2513  * Description:
2514  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2515  *     request to the driver.
2516  *
2517  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2518  *     call blk_dequeue_request().
2519  *
2520  * Context:
2521  *     queue_lock must be held.
2522  */
2523 void blk_start_request(struct request *req)
2524 {
2525         blk_dequeue_request(req);
2526
2527         /*
2528          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2529          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2530          */
2531         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2532         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2533                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2534
2535         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2536         blk_add_timer(req);
2537 }
2538 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2539
2540 /**
2541  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2542  * @q: request queue to fetch a request from
2543  *
2544  * Description:
2545  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2546  *     return and LLD can start processing it immediately.
2547  *
2548  * Return:
2549  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2550  *     otherwise.
2551  *
2552  * Context:
2553  *     queue_lock must be held.
2554  */
2555 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2556 {
2557         struct request *rq;
2558
2559         rq = blk_peek_request(q);
2560         if (rq)
2561                 blk_start_request(rq);
2562         return rq;
2563 }
2564 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2565
2566 /**
2567  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2568  * @req:      the request being processed
2569  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2570  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2571  *
2572  * Description:
2573  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2574  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2575  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2576  *
2577  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2578  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2579  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2580  *
2581  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2582  *     %false return from this function.
2583  *
2584  * Return:
2585  *     %false - this request doesn't have any more data
2586  *     %true  - this request has more data
2587  **/
2588 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2589 {
2590         int total_bytes;
2591
2592         trace_block_rq_complete(req->q, req, nr_bytes);
2593
2594         if (!req->bio)
2595                 return false;
2596
2597         /*
2598          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2599          * and each partial completion should be handled separately.
2600          * Reset per-request error on each partial completion.
2601          *
2602          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2603          * low level drivers do what they see fit.
2604          */
2605         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2606                 req->errors = 0;
2607
2608         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2609             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2610                 char *error_type;
2611
2612                 switch (error) {
2613                 case -ENOLINK:
2614                         error_type = "recoverable transport";
2615                         break;
2616                 case -EREMOTEIO:
2617                         error_type = "critical target";
2618                         break;
2619                 case -EBADE:
2620                         error_type = "critical nexus";
2621                         break;
2622                 case -ETIMEDOUT:
2623                         error_type = "timeout";
2624                         break;
2625                 case -ENOSPC:
2626                         error_type = "critical space allocation";
2627                         break;
2628                 case -ENODATA:
2629                         error_type = "critical medium";
2630                         break;
2631                 case -EIO:
2632                 default:
2633                         error_type = "I/O";
2634                         break;
2635                 }
2636                 printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2637                                    __func__, error_type, req->rq_disk ?
2638                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2639                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2640
2641         }
2642
2643         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2644
2645         total_bytes = 0;
2646         while (req->bio) {
2647                 struct bio *bio = req->bio;
2648                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2649
2650                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2651                         req->bio = bio->bi_next;
2652
2653                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2654
2655                 total_bytes += bio_bytes;
2656                 nr_bytes -= bio_bytes;
2657
2658                 if (!nr_bytes)
2659                         break;
2660         }
2661
2662         /*
2663          * completely done
2664          */
2665         if (!req->bio) {
2666                 /*
2667                  * Reset counters so that the request stacking driver
2668                  * can find how many bytes remain in the request
2669                  * later.
2670                  */
2671                 req->__data_len = 0;
2672                 return false;
2673         }
2674
2675         req->__data_len -= total_bytes;
2676
2677         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2678         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2679                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2680
2681         /* mixed attributes always follow the first bio */
2682         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2683                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2684                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2685         }
2686
2687         /*
2688          * If total number of sectors is less than the first segment
2689          * size, something has gone terribly wrong.
2690          */
2691         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2692                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2693                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2694         }
2695
2696         /* recalculate the number of segments */
2697         blk_recalc_rq_segments(req);
2698
2699         return true;
2700 }
2701 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2702
2703 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2704                                     unsigned int nr_bytes,
2705                                     unsigned int bidi_bytes)
2706 {
2707         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2708                 return true;
2709
2710         /* Bidi request must be completed as a whole */
2711         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2712             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2713                 return true;
2714
2715         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2716                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2717
2718         return false;
2719 }
2720
2721 /**
2722  * blk_unprep_request - unprepare a request
2723  * @req:        the request
2724  *
2725  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2726  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2727  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2728  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2729  * lock is held when calling this.
2730  */
2731 void blk_unprep_request(struct request *req)
2732 {
2733         struct request_queue *q = req->q;
2734
2735         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2736         if (q->unprep_rq_fn)
2737                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2738 }
2739 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2740
2741 /*
2742  * queue lock must be held
2743  */
2744 void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2745 {
2746         if (req->cmd_flags & REQ_QUEUED)
2747                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2748
2749         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2750
2751         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2752                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2753
2754         blk_delete_timer(req);
2755
2756         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2757                 blk_unprep_request(req);
2758
2759         blk_account_io_done(req);
2760
2761         if (req->end_io)
2762                 req->end_io(req, error);
2763         else {
2764                 if (blk_bidi_rq(req))
2765                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2766
2767                 __blk_put_request(req->q, req);
2768         }
2769 }
2770 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
2771
2772 /**
2773  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2774  * @rq:         the request to complete
2775  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2776  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2777  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2778  *
2779  * Description:
2780  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2781  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2782  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2783  *     just ignored.
2784  *
2785  * Return:
2786  *     %false - we are done with this request
2787  *     %true  - still buffers pending for this request
2788  **/
2789 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2790                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2791 {
2792         struct request_queue *q = rq->q;
2793         unsigned long flags;
2794
2795         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2796                 return true;
2797
2798         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2799         blk_finish_request(rq, error);
2800         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2801
2802         return false;
2803 }
2804
2805 /**
2806  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2807  * @rq:         the request to complete
2808  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2809  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2810  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2811  *
2812  * Description:
2813  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2814  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2815  *
2816  * Return:
2817  *     %false - we are done with this request
2818  *     %true  - still buffers pending for this request
2819  **/
2820 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2821                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2822 {
2823         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2824                 return true;
2825
2826         blk_finish_request(rq, error);
2827
2828         return false;
2829 }
2830
2831 /**
2832  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2833  * @rq:       the request being processed
2834  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2835  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2836  *
2837  * Description:
2838  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2839  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2840  *
2841  * Return:
2842  *     %false - we are done with this request
2843  *     %true  - still buffers pending for this request
2844  **/
2845 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2846 {
2847         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2848 }
2849 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2850
2851 /**
2852  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2853  * @rq: the request to finish
2854  * @error: %0 for success, < %0 for error
2855  *
2856  * Description:
2857  *     Completely finish @rq.
2858  */
2859 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2860 {
2861         bool pending;
2862         unsigned int bidi_bytes = 0;
2863
2864         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2865                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2866
2867         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2868         BUG_ON(pending);
2869 }
2870 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2871
2872 /**
2873  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2874  * @rq: the request to finish the current chunk for
2875  * @error: %0 for success, < %0 for error
2876  *
2877  * Description:
2878  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2879  *
2880  * Return:
2881  *     %false - we are done with this request
2882  *     %true  - still buffers pending for this request
2883  */
2884 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2885 {
2886         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2887 }
2888 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2889
2890 /**
2891  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2892  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2893  * @error: must be negative errno
2894  *
2895  * Description:
2896  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2897  *
2898  * Return:
2899  *     %false - we are done with this request
2900  *     %true  - still buffers pending for this request
2901  */
2902 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2903 {
2904         WARN_ON(error >= 0);
2905         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2906 }
2907 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2908
2909 /**
2910  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2911  * @rq:       the request being processed
2912  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2913  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2914  *
2915  * Description:
2916  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2917  *
2918  * Return:
2919  *     %false - we are done with this request
2920  *     %true  - still buffers pending for this request
2921  **/
2922 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2923 {
2924         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2927
2928 /**
2929  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2930  * @rq: the request to finish
2931  * @error: %0 for success, < %0 for error
2932  *
2933  * Description:
2934  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2935  */
2936 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2937 {
2938         bool pending;
2939         unsigned int bidi_bytes = 0;
2940
2941         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2942                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2943
2944         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2945         BUG_ON(pending);
2946 }
2947 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2948
2949 /**
2950  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2951  * @rq: the request to finish the current chunk for
2952  * @error: %0 for success, < %0 for error
2953  *
2954  * Description:
2955  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2956  *     be called with queue lock held.
2957  *
2958  * Return:
2959  *     %false - we are done with this request
2960  *     %true  - still buffers pending for this request
2961  */
2962 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2963 {
2964         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2965 }
2966 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2967
2968 /**
2969  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2970  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2971  * @error: must be negative errno
2972  *
2973  * Description:
2974  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2975  *     with queue lock held.
2976  *
2977  * Return:
2978  *     %false - we are done with this request
2979  *     %true  - still buffers pending for this request
2980  */
2981 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2982 {
2983         WARN_ON(error >= 0);
2984         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2985 }
2986 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2987
2988 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2989                      struct bio *bio)
2990 {
2991         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2992         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2993
2994         if (bio_has_data(bio))
2995                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2996
2997         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
2998         rq->bio = rq->biotail = bio;
2999
3000         if (bio->bi_bdev)
3001                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
3002 }
3003
3004 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3005 /**
3006  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3007  * @rq: the request to be flushed
3008  *
3009  * Description:
3010  *     Flush all pages in @rq.
3011  */
3012 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3013 {
3014         struct req_iterator iter;
3015         struct bio_vec bvec;
3016
3017         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3018                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3019 }
3020 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3021 #endif
3022
3023 /**
3024  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3025  * @q : the queue of the device being checked
3026  *
3027  * Description:
3028  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3029  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3030  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3031  *
3032  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3033  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3034  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3035  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3036  *    on burst I/O load.
3037  *
3038  * Return:
3039  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3040  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3041  */
3042 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3043 {
3044         if (q->lld_busy_fn)
3045                 return q->lld_busy_fn(q);
3046
3047         return 0;
3048 }
3049 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3050
3051 /**
3052  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3053  * @rq: the clone request to be cleaned up
3054  *
3055  * Description:
3056  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3057  */
3058 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3059 {
3060         struct bio *bio;
3061
3062         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3063                 rq->bio = bio->bi_next;
3064
3065                 bio_put(bio);
3066         }
3067 }
3068 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3069
3070 /*
3071  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3072  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3073  */
3074 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3075 {
3076         dst->cpu = src->cpu;
3077         dst->cmd_flags |= (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
3078         dst->cmd_type = src->cmd_type;
3079         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3080         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3081         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3082         dst->ioprio = src->ioprio;
3083         dst->extra_len = src->extra_len;
3084 }
3085
3086 /**
3087  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3088  * @rq: the request to be setup
3089  * @rq_src: original request to be cloned
3090  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3091  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3092  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3093  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3094  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3095  *
3096  * Description:
3097  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3098  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3099  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3100  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3101  *     and the cloned bios just point same pages.
3102  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3103  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3104  */
3105 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3106                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3107                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3108                       void *data)
3109 {
3110         struct bio *bio, *bio_src;
3111
3112         if (!bs)
3113                 bs = fs_bio_set;
3114
3115         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3116                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3117                 if (!bio)
3118                         goto free_and_out;
3119
3120                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3121                         goto free_and_out;
3122
3123                 if (rq->bio) {
3124                         rq->biotail->bi_next = bio;
3125                         rq->biotail = bio;
3126                 } else
3127                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3128         }
3129
3130         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3131
3132         return 0;
3133
3134 free_and_out:
3135         if (bio)
3136                 bio_put(bio);
3137         blk_rq_unprep_clone(rq);
3138
3139         return -ENOMEM;
3140 }
3141 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3142
3143 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3144 {
3145         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3146 }
3147 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3148
3149 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3150                                   unsigned long delay)
3151 {
3152         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3153 }
3154 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3155
3156 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3157                                      unsigned long delay)
3158 {
3159         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3160 }
3161 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3162
3163 /**
3164  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3165  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3166  *
3167  * Description:
3168  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3169  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3170  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3171  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3172  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3173  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3174  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3175  *   this kind of deadlock.
3176  */
3177 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3178 {
3179         struct task_struct *tsk = current;
3180
3181         /*
3182          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3183          */
3184         if (tsk->plug)
3185                 return;
3186
3187         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3188         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3189         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3190         /*
3191          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3192          * preempt will imply a full memory barrier
3193          */
3194         tsk->plug = plug;
3195 }
3196 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3197
3198 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3199 {
3200         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3201         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3202
3203         return !(rqa->q < rqb->q ||
3204                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3205 }
3206
3207 /*
3208  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3209  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3210  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3211  * plugger did not intend it.
3212  */
3213 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3214                             bool from_schedule)
3215         __releases(q->queue_lock)
3216 {
3217         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3218
3219         if (from_schedule)
3220                 blk_run_queue_async(q);
3221         else
3222                 __blk_run_queue(q);
3223         spin_unlock(q->queue_lock);
3224 }
3225
3226 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3227 {
3228         LIST_HEAD(callbacks);
3229
3230         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3231                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3232
3233                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3234                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3235                                                           struct blk_plug_cb,
3236                                                           list);
3237                         list_del(&cb->list);
3238                         cb->callback(cb, from_schedule);
3239                 }
3240         }
3241 }
3242
3243 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3244                                       int size)
3245 {
3246         struct blk_plug *plug = current->plug;
3247         struct blk_plug_cb *cb;
3248
3249         if (!plug)
3250                 return NULL;
3251
3252         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3253                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3254                         return cb;
3255
3256         /* Not currently on the callback list */
3257         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3258         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3259         if (cb) {
3260                 cb->data = data;
3261                 cb->callback = unplug;
3262                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3263         }
3264         return cb;
3265 }
3266 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3267
3268 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3269 {
3270         struct request_queue *q;
3271         unsigned long flags;
3272         struct request *rq;
3273         LIST_HEAD(list);
3274         unsigned int depth;
3275
3276         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3277
3278         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3279                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3280
3281         if (list_empty(&plug->list))
3282                 return;
3283
3284         list_splice_init(&plug->list, &list);
3285
3286         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3287
3288         q = NULL;
3289         depth = 0;
3290
3291         /*
3292          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3293          * queue lock we have to take.
3294          */
3295         local_irq_save(flags);
3296         while (!list_empty(&list)) {
3297                 rq = list_entry_rq(list.next);
3298                 list_del_init(&rq->queuelist);
3299                 BUG_ON(!rq->q);
3300                 if (rq->q != q) {
3301                         /*
3302                          * This drops the queue lock
3303                          */
3304                         if (q)
3305                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3306                         q = rq->q;
3307                         depth = 0;
3308                         spin_lock(q->queue_lock);
3309                 }
3310
3311                 /*
3312                  * Short-circuit if @q is dead
3313                  */
3314                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3315                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3316                         continue;
3317                 }
3318
3319                 /*
3320                  * rq is already accounted, so use raw insert
3321                  */
3322                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3323                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3324                 else
3325                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3326
3327                 depth++;
3328         }
3329
3330         /*
3331          * This drops the queue lock
3332          */
3333         if (q)
3334                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3335
3336         local_irq_restore(flags);
3337 }
3338
3339 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3340 {
3341         if (plug != current->plug)
3342                 return;
3343         blk_flush_plug_list(plug, false);
3344
3345         current->plug = NULL;
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3348
3349 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
3350 {
3351         struct blk_plug *plug;
3352         long state;
3353
3354         if (!q->mq_ops || !q->mq_ops->poll || !blk_qc_t_valid(cookie) ||
3355             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
3356                 return false;
3357
3358         plug = current->plug;
3359         if (plug)
3360                 blk_flush_plug_list(plug, false);
3361
3362         state = current->state;
3363         while (!need_resched()) {
3364                 unsigned int queue_num = blk_qc_t_to_queue_num(cookie);
3365                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->queue_hw_ctx[queue_num];
3366                 int ret;
3367
3368                 hctx->poll_invoked++;
3369
3370                 ret = q->mq_ops->poll(hctx, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3371                 if (ret > 0) {
3372                         hctx->poll_success++;
3373                         set_current_state(TASK_RUNNING);
3374                         return true;
3375                 }
3376
3377                 if (signal_pending_state(state, current))
3378                         set_current_state(TASK_RUNNING);
3379
3380                 if (current->state == TASK_RUNNING)
3381                         return true;
3382                 if (ret < 0)
3383                         break;
3384                 cpu_relax();
3385         }
3386
3387         return false;
3388 }
3389
3390 #ifdef CONFIG_PM
3391 /**
3392  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3393  * @q: the queue of the device
3394  * @dev: the device the queue belongs to
3395  *
3396  * Description:
3397  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3398  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3399  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3400  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3401  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3402  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3403  *
3404  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3405  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3406  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3407  *    not need to touch other autosuspend settings.
3408  *
3409  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3410  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3411  */
3412 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3413 {
3414         q->dev = dev;
3415         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3416         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3417         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3418 }
3419 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3420
3421 /**
3422  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3423  * @q: the queue of the device
3424  *
3425  * Description:
3426  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3427  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3428  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3429  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3430  *    proceed to suspend the device.
3431  *
3432  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3433  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3434  *
3435  *    This function should be called near the start of the device's
3436  *    runtime_suspend callback.
3437  *
3438  * Return:
3439  *    0         - OK to runtime suspend the device
3440  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3441  */
3442 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3443 {
3444         int ret = 0;
3445
3446         if (!q->dev)
3447                 return ret;
3448
3449         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3450         if (q->nr_pending) {
3451                 ret = -EBUSY;
3452                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3453         } else {
3454                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3455         }
3456         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3457         return ret;
3458 }
3459 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3460
3461 /**
3462  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3463  * @q: the queue of the device
3464  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3465  *
3466  * Description:
3467  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3468  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3469  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3470  *
3471  *    This function should be called near the end of the device's
3472  *    runtime_suspend callback.
3473  */
3474 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3475 {
3476         if (!q->dev)
3477                 return;
3478
3479         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3480         if (!err) {
3481                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3482         } else {
3483                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3484                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3485         }
3486         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3487 }
3488 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3489
3490 /**
3491  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3492  * @q: the queue of the device
3493  *
3494  * Description:
3495  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3496  *    runtime resume of the device.
3497  *
3498  *    This function should be called near the start of the device's
3499  *    runtime_resume callback.
3500  */
3501 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3502 {
3503         if (!q->dev)
3504                 return;
3505
3506         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3507         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3508         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3509 }
3510 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3511
3512 /**
3513  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3514  * @q: the queue of the device
3515  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3516  *
3517  * Description:
3518  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3519  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3520  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3521  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3522  *
3523  *    This function should be called near the end of the device's
3524  *    runtime_resume callback.
3525  */
3526 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3527 {
3528         if (!q->dev)
3529                 return;
3530
3531         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3532         if (!err) {
3533                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3534                 __blk_run_queue(q);
3535                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3536                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3537         } else {
3538                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3539         }
3540         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3541 }
3542 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3543 #endif
3544
3545 int __init blk_dev_init(void)
3546 {
3547         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3548                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3549
3550         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3551         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3552                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3553         if (!kblockd_workqueue)
3554                 panic("Failed to create kblockd\n");
3555
3556         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3557                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3558
3559         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3560                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3561
3562         return 0;
3563 }
3564
3565 /*
3566  * Blk IO latency support. We want this to be as cheap as possible, so doing
3567  * this lockless (and avoiding atomics), a few off by a few errors in this
3568  * code is not harmful, and we don't want to do anything that is
3569  * perf-impactful.
3570  * TODO : If necessary, we can make the histograms per-cpu and aggregate
3571  * them when printing them out.
3572  */
3573 ssize_t
3574 blk_latency_hist_show(char* name, struct io_latency_state *s, char *buf,
3575                 int buf_size)
3576 {
3577         int i;
3578         int bytes_written = 0;
3579         u_int64_t num_elem, elem;
3580         int pct;
3581         u_int64_t average;
3582
3583        num_elem = s->latency_elems;
3584        if (num_elem > 0) {
3585                average = div64_u64(s->latency_sum, s->latency_elems);
3586                bytes_written += scnprintf(buf + bytes_written,
3587                                buf_size - bytes_written,
3588                                "IO svc_time %s Latency Histogram (n = %llu,"
3589                                " average = %llu):\n", name, num_elem, average);
3590                for (i = 0;
3591                     i < ARRAY_SIZE(latency_x_axis_us);
3592                     i++) {
3593                        elem = s->latency_y_axis[i];
3594                        pct = div64_u64(elem * 100, num_elem);
3595                        bytes_written += scnprintf(buf + bytes_written,
3596                                        PAGE_SIZE - bytes_written,
3597                                        "\t< %6lluus%15llu%15d%%\n",
3598                                        latency_x_axis_us[i],
3599                                        elem, pct);
3600                }
3601                /* Last element in y-axis table is overflow */
3602                elem = s->latency_y_axis[i];
3603                pct = div64_u64(elem * 100, num_elem);
3604                bytes_written += scnprintf(buf + bytes_written,
3605                                PAGE_SIZE - bytes_written,
3606                                "\t>=%6lluus%15llu%15d%%\n",
3607                                latency_x_axis_us[i - 1], elem, pct);
3608         }
3609
3610         return bytes_written;
3611 }
3612 EXPORT_SYMBOL(blk_latency_hist_show);