]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - block/blk-core.c
mtrr, x86: define MTRR_TYPE_INVALID for mtrr_type_lookup()
[karo-tx-linux.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35
36 #define CREATE_TRACE_POINTS
37 #include <trace/events/block.h>
38
39 #include "blk.h"
40 #include "blk-cgroup.h"
41 #include "blk-mq.h"
42
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
45 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
46 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
47 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
48
49 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
50
51 /*
52  * For the allocated request tables
53  */
54 struct kmem_cache *request_cachep = NULL;
55
56 /*
57  * For queue allocation
58  */
59 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
60
61 /*
62  * Controlling structure to kblockd
63  */
64 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
65
66 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
67 {
68         int nr;
69
70         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
71         if (nr > q->nr_requests)
72                 nr = q->nr_requests;
73         q->nr_congestion_on = nr;
74
75         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
76         if (nr < 1)
77                 nr = 1;
78         q->nr_congestion_off = nr;
79 }
80
81 /**
82  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
83  * @bdev:       device
84  *
85  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
86  * backing_dev_info.  This function can only be called if @bdev is opened
87  * and the return value is never NULL.
88  */
89 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
90 {
91         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
92
93         return &q->backing_dev_info;
94 }
95 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
96
97 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
98 {
99         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
100
101         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
102         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
103         rq->cpu = -1;
104         rq->q = q;
105         rq->__sector = (sector_t) -1;
106         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
107         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
108         rq->cmd = rq->__cmd;
109         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
110         rq->tag = -1;
111         rq->start_time = jiffies;
112         set_start_time_ns(rq);
113         rq->part = NULL;
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
116
117 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
118                           unsigned int nbytes, int error)
119 {
120         if (error)
121                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
122         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
123                 error = -EIO;
124
125         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
126                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
127
128         bio_advance(bio, nbytes);
129
130         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
131         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
132                 bio_endio(bio, error);
133 }
134
135 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
136 {
137         int bit;
138
139         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%llx\n", msg,
140                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
141                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
142
143         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
144                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
145                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
146         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
147                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
148
149         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
150                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
151                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
152                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
153                 printk("\n");
154         }
155 }
156 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
157
158 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
159 {
160         struct request_queue *q;
161
162         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
163         spin_lock_irq(q->queue_lock);
164         __blk_run_queue(q);
165         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
166 }
167
168 /**
169  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
170  * @q:          The &struct request_queue in question
171  * @msecs:      Delay in msecs
172  *
173  * Description:
174  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
175  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
176  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
177  */
178 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
179 {
180         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
181                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
182                                    msecs_to_jiffies(msecs));
183 }
184 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
185
186 /**
187  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
188  * @q:    The &struct request_queue in question
189  *
190  * Description:
191  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
192  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
193  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
194  **/
195 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
196 {
197         WARN_ON(!irqs_disabled());
198
199         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
200         __blk_run_queue(q);
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
203
204 /**
205  * blk_stop_queue - stop a queue
206  * @q:    The &struct request_queue in question
207  *
208  * Description:
209  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
210  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
211  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
212  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
213  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
214  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
215  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
216  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
217  **/
218 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
219 {
220         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
221         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
222 }
223 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
224
225 /**
226  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
227  * @q: the queue
228  *
229  * Description:
230  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
231  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
232  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
233  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
234  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
235  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
236  *     this function.
237  *
238  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
239  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
240  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
241  *
242  */
243 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
244 {
245         del_timer_sync(&q->timeout);
246
247         if (q->mq_ops) {
248                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
249                 int i;
250
251                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
252                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
253                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->delay_work);
254                 }
255         } else {
256                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
257         }
258 }
259 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
260
261 /**
262  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
263  * @q:  The queue to run
264  *
265  * Description:
266  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
267  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
268  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
269  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
270  *    disabled. See also @blk_run_queue.
271  */
272 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
273 {
274         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
275                 return;
276
277         /*
278          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
279          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
280          * running such a request function concurrently. Keep track of the
281          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
282          * can wait until all these request_fn calls have finished.
283          */
284         q->request_fn_active++;
285         q->request_fn(q);
286         q->request_fn_active--;
287 }
288
289 /**
290  * __blk_run_queue - run a single device queue
291  * @q:  The queue to run
292  *
293  * Description:
294  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
295  *    held and interrupts disabled.
296  */
297 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
298 {
299         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
300                 return;
301
302         __blk_run_queue_uncond(q);
303 }
304 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
305
306 /**
307  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
308  * @q:  The queue to run
309  *
310  * Description:
311  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
312  *    of us. The caller must hold the queue lock.
313  */
314 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
315 {
316         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
317                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
318 }
319 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
320
321 /**
322  * blk_run_queue - run a single device queue
323  * @q: The queue to run
324  *
325  * Description:
326  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
327  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
328  */
329 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
330 {
331         unsigned long flags;
332
333         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
334         __blk_run_queue(q);
335         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
336 }
337 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
338
339 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
340 {
341         kobject_put(&q->kobj);
342 }
343 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
344
345 /**
346  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
347  * @q: queue to drain
348  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
349  *
350  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
351  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
352  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
353  */
354 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
355         __releases(q->queue_lock)
356         __acquires(q->queue_lock)
357 {
358         int i;
359
360         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
361
362         while (true) {
363                 bool drain = false;
364
365                 /*
366                  * The caller might be trying to drain @q before its
367                  * elevator is initialized.
368                  */
369                 if (q->elevator)
370                         elv_drain_elevator(q);
371
372                 blkcg_drain_queue(q);
373
374                 /*
375                  * This function might be called on a queue which failed
376                  * driver init after queue creation or is not yet fully
377                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
378                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
379                  * something on it and @q has request_fn set.
380                  */
381                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
382                         __blk_run_queue(q);
383
384                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
385                 drain |= q->request_fn_active;
386
387                 /*
388                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
389                  * multiple places and there's no single counter which can
390                  * be drained.  Check all the queues and counters.
391                  */
392                 if (drain_all) {
393                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
394                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
395                         for (i = 0; i < 2; i++) {
396                                 drain |= q->nr_rqs[i];
397                                 drain |= q->in_flight[i];
398                                 if (fq)
399                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
400                         }
401                 }
402
403                 if (!drain)
404                         break;
405
406                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
407
408                 msleep(10);
409
410                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
411         }
412
413         /*
414          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
415          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
416          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
417          */
418         if (q->request_fn) {
419                 struct request_list *rl;
420
421                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
422                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
423                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
424         }
425 }
426
427 /**
428  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
429  * @q: queue of interest
430  *
431  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
432  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
433  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
434  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
435  * inside queue or RCU read lock.
436  */
437 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
438 {
439         spin_lock_irq(q->queue_lock);
440         q->bypass_depth++;
441         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
442         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
443
444         /*
445          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
446          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
447          * can happen many times during boot.
448          */
449         if (blk_queue_init_done(q)) {
450                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
451                 __blk_drain_queue(q, false);
452                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
453
454                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
455                 synchronize_rcu();
456         }
457 }
458 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
459
460 /**
461  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
462  * @q: queue of interest
463  *
464  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
465  */
466 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
467 {
468         spin_lock_irq(q->queue_lock);
469         if (!--q->bypass_depth)
470                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
471         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
472         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
473 }
474 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
475
476 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
477 {
478         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
479
480         if (q->mq_ops)
481                 blk_mq_wake_waiters(q);
482         else {
483                 struct request_list *rl;
484
485                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
486                         if (rl->rq_pool) {
487                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
488                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
489                         }
490                 }
491         }
492 }
493 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
494
495 /**
496  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
497  * @q: request queue to shutdown
498  *
499  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
500  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
501  */
502 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
503 {
504         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
505
506         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
507         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
508         blk_set_queue_dying(q);
509         spin_lock_irq(lock);
510
511         /*
512          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
513          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
514          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
515          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
516          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
517          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
518          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
519          */
520         q->bypass_depth++;
521         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
522
523         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
524         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
525         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
526         spin_unlock_irq(lock);
527         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
528
529         /*
530          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
531          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
532          */
533         if (q->mq_ops) {
534                 blk_mq_freeze_queue(q);
535                 spin_lock_irq(lock);
536         } else {
537                 spin_lock_irq(lock);
538                 __blk_drain_queue(q, true);
539         }
540         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
541         spin_unlock_irq(lock);
542
543         /* @q won't process any more request, flush async actions */
544         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
545         blk_sync_queue(q);
546
547         if (q->mq_ops)
548                 blk_mq_free_queue(q);
549
550         spin_lock_irq(lock);
551         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
552                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
553         spin_unlock_irq(lock);
554
555         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
556         blk_put_queue(q);
557 }
558 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
559
560 /* Allocate memory local to the request queue */
561 static void *alloc_request_struct(gfp_t gfp_mask, void *data)
562 {
563         int nid = (int)(long)data;
564         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, nid);
565 }
566
567 static void free_request_struct(void *element, void *unused)
568 {
569         kmem_cache_free(request_cachep, element);
570 }
571
572 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
573                 gfp_t gfp_mask)
574 {
575         if (unlikely(rl->rq_pool))
576                 return 0;
577
578         rl->q = q;
579         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
580         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
581         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
582         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
583
584         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, alloc_request_struct,
585                                           free_request_struct,
586                                           (void *)(long)q->node, gfp_mask,
587                                           q->node);
588         if (!rl->rq_pool)
589                 return -ENOMEM;
590
591         return 0;
592 }
593
594 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
595 {
596         if (rl->rq_pool)
597                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
598 }
599
600 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
601 {
602         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
603 }
604 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
605
606 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
607 {
608         struct request_queue *q;
609         int err;
610
611         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
612                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
613         if (!q)
614                 return NULL;
615
616         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
617         if (q->id < 0)
618                 goto fail_q;
619
620         q->backing_dev_info.ra_pages =
621                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
622         q->backing_dev_info.state = 0;
623         q->backing_dev_info.capabilities = 0;
624         q->backing_dev_info.name = "block";
625         q->node = node_id;
626
627         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
628         if (err)
629                 goto fail_id;
630
631         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
632                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
633         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
634         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
635         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
636         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
637 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
638         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
639 #endif
640         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
641
642         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
643
644         mutex_init(&q->sysfs_lock);
645         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
646
647         /*
648          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
649          * override it later if need be.
650          */
651         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
652
653         /*
654          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
655          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
656          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
657          * registered by blk_register_queue().
658          */
659         q->bypass_depth = 1;
660         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
661
662         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
663
664         if (blkcg_init_queue(q))
665                 goto fail_bdi;
666
667         return q;
668
669 fail_bdi:
670         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
671 fail_id:
672         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
673 fail_q:
674         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
675         return NULL;
676 }
677 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
678
679 /**
680  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
681  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
682  *        placed on the queue.
683  * @lock: Request queue spin lock
684  *
685  * Description:
686  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
687  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
688  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
689  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
690  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
691  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
692  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
693  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
694  *
695  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
696  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
697  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
698  *    get dealt with eventually.
699  *
700  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
701  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
702  *    disabling is needed for it.
703  *
704  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
705  *    it didn't succeed.
706  *
707  * Note:
708  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
709  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
710  **/
711
712 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
713 {
714         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
717
718 struct request_queue *
719 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
720 {
721         struct request_queue *uninit_q, *q;
722
723         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
724         if (!uninit_q)
725                 return NULL;
726
727         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
728         if (!q)
729                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
730
731         return q;
732 }
733 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
734
735 static void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
736
737 struct request_queue *
738 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
739                          spinlock_t *lock)
740 {
741         if (!q)
742                 return NULL;
743
744         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, 0);
745         if (!q->fq)
746                 return NULL;
747
748         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
749                 goto fail;
750
751         q->request_fn           = rfn;
752         q->prep_rq_fn           = NULL;
753         q->unprep_rq_fn         = NULL;
754         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
755
756         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
757         if (lock)
758                 q->queue_lock           = lock;
759
760         /*
761          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
762          */
763         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
764
765         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
766
767         /* Protect q->elevator from elevator_change */
768         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
769
770         /* init elevator */
771         if (elevator_init(q, NULL)) {
772                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
773                 goto fail;
774         }
775
776         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
777
778         return q;
779
780 fail:
781         blk_free_flush_queue(q->fq);
782         return NULL;
783 }
784 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
785
786 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
787 {
788         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
789                 __blk_get_queue(q);
790                 return true;
791         }
792
793         return false;
794 }
795 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
796
797 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
798 {
799         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
800                 elv_put_request(rl->q, rq);
801                 if (rq->elv.icq)
802                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
803         }
804
805         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
806 }
807
808 /*
809  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
810  * should be given priority access to a request.
811  */
812 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
813 {
814         if (!ioc)
815                 return 0;
816
817         /*
818          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
819          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
820          * lose wakeups.
821          */
822         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
823                 (ioc->nr_batch_requests > 0
824                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
825 }
826
827 /*
828  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
829  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
830  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
831  * a nice run.
832  */
833 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
834 {
835         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
836                 return;
837
838         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
839         ioc->last_waited = jiffies;
840 }
841
842 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
843 {
844         struct request_queue *q = rl->q;
845
846         /*
847          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
848          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
849          */
850         if (rl == &q->root_rl &&
851             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
852                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
853
854         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
855                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
856                         wake_up(&rl->wait[sync]);
857
858                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
859         }
860 }
861
862 /*
863  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
864  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
865  */
866 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
867 {
868         struct request_queue *q = rl->q;
869         int sync = rw_is_sync(flags);
870
871         q->nr_rqs[sync]--;
872         rl->count[sync]--;
873         if (flags & REQ_ELVPRIV)
874                 q->nr_rqs_elvpriv--;
875
876         __freed_request(rl, sync);
877
878         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
879                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
880 }
881
882 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
883 {
884         struct request_list *rl;
885
886         spin_lock_irq(q->queue_lock);
887         q->nr_requests = nr;
888         blk_queue_congestion_threshold(q);
889
890         /* congestion isn't cgroup aware and follows root blkcg for now */
891         rl = &q->root_rl;
892
893         if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= queue_congestion_on_threshold(q))
894                 blk_set_queue_congested(q, BLK_RW_SYNC);
895         else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < queue_congestion_off_threshold(q))
896                 blk_clear_queue_congested(q, BLK_RW_SYNC);
897
898         if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= queue_congestion_on_threshold(q))
899                 blk_set_queue_congested(q, BLK_RW_ASYNC);
900         else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < queue_congestion_off_threshold(q))
901                 blk_clear_queue_congested(q, BLK_RW_ASYNC);
902
903         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
904                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
905                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
906                 } else {
907                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
908                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
909                 }
910
911                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
912                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
913                 } else {
914                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
915                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
916                 }
917         }
918
919         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
920         return 0;
921 }
922
923 /*
924  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
925  * request associated with @bio.
926  */
927 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
928 {
929         if (!bio)
930                 return true;
931
932         /*
933          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
934          * This allows a request to share the flush and elevator data.
935          */
936         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
937                 return false;
938
939         return true;
940 }
941
942 /**
943  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
944  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
945  *
946  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
947  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
948  */
949 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
950 {
951 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
952         if (bio && bio->bi_ioc)
953                 return bio->bi_ioc;
954 #endif
955         return current->io_context;
956 }
957
958 /**
959  * __get_request - get a free request
960  * @rl: request list to allocate from
961  * @rw_flags: RW and SYNC flags
962  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
963  * @gfp_mask: allocation mask
964  *
965  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
966  * pressure or if @q is dead.
967  *
968  * Must be called with @q->queue_lock held and,
969  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
970  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
971  */
972 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
973                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
974 {
975         struct request_queue *q = rl->q;
976         struct request *rq;
977         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
978         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
979         struct io_cq *icq = NULL;
980         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
981         int may_queue;
982
983         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
984                 return ERR_PTR(-ENODEV);
985
986         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
987         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
988                 goto rq_starved;
989
990         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
991                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
992                         /*
993                          * The queue will fill after this allocation, so set
994                          * it as full, and mark this process as "batching".
995                          * This process will be allowed to complete a batch of
996                          * requests, others will be blocked.
997                          */
998                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
999                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1000                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1001                         } else {
1002                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1003                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1004                                         /*
1005                                          * The queue is full and the allocating
1006                                          * process is not a "batcher", and not
1007                                          * exempted by the IO scheduler
1008                                          */
1009                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1010                                 }
1011                         }
1012                 }
1013                 /*
1014                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
1015                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
1016                  */
1017                 if (rl == &q->root_rl)
1018                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
1019         }
1020
1021         /*
1022          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1023          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1024          * allocated with any setting of ->nr_requests
1025          */
1026         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1027                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1028
1029         q->nr_rqs[is_sync]++;
1030         rl->count[is_sync]++;
1031         rl->starved[is_sync] = 0;
1032
1033         /*
1034          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1035          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1036          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1037          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1038          * makes creating new ones safe.
1039          *
1040          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1041          * it will be created after releasing queue_lock.
1042          */
1043         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
1044                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
1045                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1046                 if (et->icq_cache && ioc)
1047                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1048         }
1049
1050         if (blk_queue_io_stat(q))
1051                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
1052         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1053
1054         /* allocate and init request */
1055         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1056         if (!rq)
1057                 goto fail_alloc;
1058
1059         blk_rq_init(q, rq);
1060         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1061         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
1062
1063         /* init elvpriv */
1064         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
1065                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1066                         if (ioc)
1067                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1068                         if (!icq)
1069                                 goto fail_elvpriv;
1070                 }
1071
1072                 rq->elv.icq = icq;
1073                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1074                         goto fail_elvpriv;
1075
1076                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1077                 if (icq)
1078                         get_io_context(icq->ioc);
1079         }
1080 out:
1081         /*
1082          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1083          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1084          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1085          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1086          */
1087         if (ioc_batching(q, ioc))
1088                 ioc->nr_batch_requests--;
1089
1090         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1091         return rq;
1092
1093 fail_elvpriv:
1094         /*
1095          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1096          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1097          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1098          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1099          */
1100         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1101                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1102
1103         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1104         rq->elv.icq = NULL;
1105
1106         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1107         q->nr_rqs_elvpriv--;
1108         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1109         goto out;
1110
1111 fail_alloc:
1112         /*
1113          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1114          * might have messed up.
1115          *
1116          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1117          * queue, but this is pretty rare.
1118          */
1119         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1120         freed_request(rl, rw_flags);
1121
1122         /*
1123          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1124          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1125          * freeing of a request in the other direction will notice
1126          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1127          * READ and WRITE
1128          */
1129 rq_starved:
1130         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1131                 rl->starved[is_sync] = 1;
1132         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1133 }
1134
1135 /**
1136  * get_request - get a free request
1137  * @q: request_queue to allocate request from
1138  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1139  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1140  * @gfp_mask: allocation mask
1141  *
1142  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1143  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1144  *
1145  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1146  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1147  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1148  */
1149 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1150                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1151 {
1152         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1153         DEFINE_WAIT(wait);
1154         struct request_list *rl;
1155         struct request *rq;
1156
1157         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1158 retry:
1159         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1160         if (!IS_ERR(rq))
1161                 return rq;
1162
1163         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1164                 blk_put_rl(rl);
1165                 return rq;
1166         }
1167
1168         /* wait on @rl and retry */
1169         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1170                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1171
1172         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1173
1174         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1175         io_schedule();
1176
1177         /*
1178          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1179          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1180          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1181          */
1182         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1183
1184         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1185         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1186
1187         goto retry;
1188 }
1189
1190 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q, int rw,
1191                 gfp_t gfp_mask)
1192 {
1193         struct request *rq;
1194
1195         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1196
1197         /* create ioc upfront */
1198         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1199
1200         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1201         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1202         if (IS_ERR(rq))
1203                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1204         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1205
1206         return rq;
1207 }
1208
1209 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1210 {
1211         if (q->mq_ops)
1212                 return blk_mq_alloc_request(q, rw, gfp_mask, false);
1213         else
1214                 return blk_old_get_request(q, rw, gfp_mask);
1215 }
1216 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1217
1218 /**
1219  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1220  * @q: target request queue
1221  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1222  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1223  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1224  *
1225  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1226  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1227  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1228  * the I/O transfer.
1229  *
1230  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1231  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1232  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1233  * are properly set accordingly)
1234  *
1235  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1236  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1237  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1238  * BUG.
1239  *
1240  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1241  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1242  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1243  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1244  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1245  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1246  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1247  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1248  */
1249 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1250                                  gfp_t gfp_mask)
1251 {
1252         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1253
1254         if (IS_ERR(rq))
1255                 return rq;
1256
1257         blk_rq_set_block_pc(rq);
1258
1259         for_each_bio(bio) {
1260                 struct bio *bounce_bio = bio;
1261                 int ret;
1262
1263                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1264                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1265                 if (unlikely(ret)) {
1266                         blk_put_request(rq);
1267                         return ERR_PTR(ret);
1268                 }
1269         }
1270
1271         return rq;
1272 }
1273 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1274
1275 /**
1276  * blk_rq_set_block_pc - initialize a request to type BLOCK_PC
1277  * @rq:         request to be initialized
1278  *
1279  */
1280 void blk_rq_set_block_pc(struct request *rq)
1281 {
1282         rq->cmd_type = REQ_TYPE_BLOCK_PC;
1283         rq->__data_len = 0;
1284         rq->__sector = (sector_t) -1;
1285         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1286         memset(rq->__cmd, 0, sizeof(rq->__cmd));
1287 }
1288 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_set_block_pc);
1289
1290 /**
1291  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1292  * @q:          request queue where request should be inserted
1293  * @rq:         request to be inserted
1294  *
1295  * Description:
1296  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1297  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1298  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1299  */
1300 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1301 {
1302         blk_delete_timer(rq);
1303         blk_clear_rq_complete(rq);
1304         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1305
1306         if (rq->cmd_flags & REQ_QUEUED)
1307                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1308
1309         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1310
1311         elv_requeue_request(q, rq);
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1314
1315 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1316                              int where)
1317 {
1318         blk_account_io_start(rq, true);
1319         __elv_add_request(q, rq, where);
1320 }
1321
1322 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1323                                     unsigned long now)
1324 {
1325         int inflight;
1326
1327         if (now == part->stamp)
1328                 return;
1329
1330         inflight = part_in_flight(part);
1331         if (inflight) {
1332                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1333                                 inflight * (now - part->stamp));
1334                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1335         }
1336         part->stamp = now;
1337 }
1338
1339 /**
1340  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1341  * @cpu: cpu number for stats access
1342  * @part: target partition
1343  *
1344  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1345  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1346  * time it has been in this state for.
1347  *
1348  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1349  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1350  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1351  * function to do a round-off before returning the results when reading
1352  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1353  * the current jiffies and restarts the counters again.
1354  */
1355 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1356 {
1357         unsigned long now = jiffies;
1358
1359         if (part->partno)
1360                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1361         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1362 }
1363 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1364
1365 #ifdef CONFIG_PM
1366 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1367 {
1368         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1369                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1370 }
1371 #else
1372 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1373 #endif
1374
1375 /*
1376  * queue lock must be held
1377  */
1378 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1379 {
1380         if (unlikely(!q))
1381                 return;
1382
1383         if (q->mq_ops) {
1384                 blk_mq_free_request(req);
1385                 return;
1386         }
1387
1388         blk_pm_put_request(req);
1389
1390         elv_completed_request(q, req);
1391
1392         /* this is a bio leak */
1393         WARN_ON(req->bio != NULL);
1394
1395         /*
1396          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1397          * it didn't come out of our reserved rq pools
1398          */
1399         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1400                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1401                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1402
1403                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1404                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1405
1406                 blk_free_request(rl, req);
1407                 freed_request(rl, flags);
1408                 blk_put_rl(rl);
1409         }
1410 }
1411 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1412
1413 void blk_put_request(struct request *req)
1414 {
1415         struct request_queue *q = req->q;
1416
1417         if (q->mq_ops)
1418                 blk_mq_free_request(req);
1419         else {
1420                 unsigned long flags;
1421
1422                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1423                 __blk_put_request(q, req);
1424                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1425         }
1426 }
1427 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1428
1429 /**
1430  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1431  * @rq: request to update
1432  * @page: page backing the payload
1433  * @len: length of the payload.
1434  *
1435  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1436  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1437  * itself.
1438  *
1439  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1440  * discard requests should ever use it.
1441  */
1442 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1443                 unsigned int len)
1444 {
1445         struct bio *bio = rq->bio;
1446
1447         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1448         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1449         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1450
1451         bio->bi_iter.bi_size = len;
1452         bio->bi_vcnt = 1;
1453         bio->bi_phys_segments = 1;
1454
1455         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1456         rq->nr_phys_segments = 1;
1457 }
1458 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1459
1460 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1461                             struct bio *bio)
1462 {
1463         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1464
1465         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1466                 return false;
1467
1468         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1469
1470         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1471                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1472
1473         req->biotail->bi_next = bio;
1474         req->biotail = bio;
1475         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1476         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1477
1478         blk_account_io_start(req, false);
1479         return true;
1480 }
1481
1482 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1483                              struct bio *bio)
1484 {
1485         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1486
1487         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1488                 return false;
1489
1490         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1491
1492         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1493                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1494
1495         bio->bi_next = req->bio;
1496         req->bio = bio;
1497
1498         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1499         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1500         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1501
1502         blk_account_io_start(req, false);
1503         return true;
1504 }
1505
1506 /**
1507  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1508  * @q: request_queue new bio is being queued at
1509  * @bio: new bio being queued
1510  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1511  *
1512  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1513  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1514  * otherwise %false.
1515  *
1516  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1517  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1518  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1519  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1520  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1521  * merging parameters without querying the elevator.
1522  *
1523  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1524  */
1525 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1526                             unsigned int *request_count)
1527 {
1528         struct blk_plug *plug;
1529         struct request *rq;
1530         bool ret = false;
1531         struct list_head *plug_list;
1532
1533         plug = current->plug;
1534         if (!plug)
1535                 goto out;
1536         *request_count = 0;
1537
1538         if (q->mq_ops)
1539                 plug_list = &plug->mq_list;
1540         else
1541                 plug_list = &plug->list;
1542
1543         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1544                 int el_ret;
1545
1546                 if (rq->q == q)
1547                         (*request_count)++;
1548
1549                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1550                         continue;
1551
1552                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1553                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1554                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1555                         if (ret)
1556                                 break;
1557                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1558                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1559                         if (ret)
1560                                 break;
1561                 }
1562         }
1563 out:
1564         return ret;
1565 }
1566
1567 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1568 {
1569         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1570
1571         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1572         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1573                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1574
1575         req->errors = 0;
1576         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1577         req->ioprio = bio_prio(bio);
1578         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1579 }
1580
1581 static void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1582 {
1583         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1584         struct blk_plug *plug;
1585         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1586         struct request *req;
1587         unsigned int request_count = 0;
1588
1589         /*
1590          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1591          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1592          * ISA dma in theory)
1593          */
1594         blk_queue_bounce(q, &bio);
1595
1596         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1597                 bio_endio(bio, -EIO);
1598                 return;
1599         }
1600
1601         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1602                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1603                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1604                 goto get_rq;
1605         }
1606
1607         /*
1608          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1609          * any locks.
1610          */
1611         if (!blk_queue_nomerges(q) &&
1612             blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1613                 return;
1614
1615         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1616
1617         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1618         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1619                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1620                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1621                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1622                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1623                         goto out_unlock;
1624                 }
1625         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1626                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1627                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1628                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1629                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1630                         goto out_unlock;
1631                 }
1632         }
1633
1634 get_rq:
1635         /*
1636          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1637          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1638          * rq allocator and io schedulers.
1639          */
1640         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1641         if (sync)
1642                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1643
1644         /*
1645          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1646          * Returns with the queue unlocked.
1647          */
1648         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1649         if (IS_ERR(req)) {
1650                 bio_endio(bio, PTR_ERR(req));   /* @q is dead */
1651                 goto out_unlock;
1652         }
1653
1654         /*
1655          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1656          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1657          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1658          * often, and the elevators are able to handle it.
1659          */
1660         init_request_from_bio(req, bio);
1661
1662         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1663                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1664
1665         plug = current->plug;
1666         if (plug) {
1667                 /*
1668                  * If this is the first request added after a plug, fire
1669                  * of a plug trace.
1670                  */
1671                 if (!request_count)
1672                         trace_block_plug(q);
1673                 else {
1674                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1675                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1676                                 trace_block_plug(q);
1677                         }
1678                 }
1679                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1680                 blk_account_io_start(req, true);
1681         } else {
1682                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1683                 add_acct_request(q, req, where);
1684                 __blk_run_queue(q);
1685 out_unlock:
1686                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1687         }
1688 }
1689
1690 /*
1691  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1692  */
1693 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1694 {
1695         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1696
1697         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1698                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1699
1700                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
1701                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1702
1703                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1704                                       bdev->bd_dev,
1705                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
1706         }
1707 }
1708
1709 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1710 {
1711         char b[BDEVNAME_SIZE];
1712
1713         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1714         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1715                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1716                         bio->bi_rw,
1717                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1718                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1719
1720         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1721 }
1722
1723 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1724
1725 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1726
1727 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1728 {
1729         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1730 }
1731 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1732
1733 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1734 {
1735         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1736 }
1737
1738 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1739 {
1740         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1741                                                 NULL, &fail_make_request);
1742
1743         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
1744 }
1745
1746 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1747
1748 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1749
1750 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1751                                         unsigned int bytes)
1752 {
1753         return false;
1754 }
1755
1756 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1757
1758 /*
1759  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1760  */
1761 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1762 {
1763         sector_t maxsector;
1764
1765         if (!nr_sectors)
1766                 return 0;
1767
1768         /* Test device or partition size, when known. */
1769         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1770         if (maxsector) {
1771                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1772
1773                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1774                         /*
1775                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1776                          * without checking the size of the device, e.g., when
1777                          * mounting a device.
1778                          */
1779                         handle_bad_sector(bio);
1780                         return 1;
1781                 }
1782         }
1783
1784         return 0;
1785 }
1786
1787 static noinline_for_stack bool
1788 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1789 {
1790         struct request_queue *q;
1791         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1792         int err = -EIO;
1793         char b[BDEVNAME_SIZE];
1794         struct hd_struct *part;
1795
1796         might_sleep();
1797
1798         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1799                 goto end_io;
1800
1801         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1802         if (unlikely(!q)) {
1803                 printk(KERN_ERR
1804                        "generic_make_request: Trying to access "
1805                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1806                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1807                         (long long) bio->bi_iter.bi_sector);
1808                 goto end_io;
1809         }
1810
1811         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1812                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1813                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1814                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1815                        bio_sectors(bio),
1816                        queue_max_hw_sectors(q));
1817                 goto end_io;
1818         }
1819
1820         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1821         if (should_fail_request(part, bio->bi_iter.bi_size) ||
1822             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1823                                 bio->bi_iter.bi_size))
1824                 goto end_io;
1825
1826         /*
1827          * If this device has partitions, remap block n
1828          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1829          */
1830         blk_partition_remap(bio);
1831
1832         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1833                 goto end_io;
1834
1835         /*
1836          * Filter flush bio's early so that make_request based
1837          * drivers without flush support don't have to worry
1838          * about them.
1839          */
1840         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1841                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1842                 if (!nr_sectors) {
1843                         err = 0;
1844                         goto end_io;
1845                 }
1846         }
1847
1848         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1849             (!blk_queue_discard(q) ||
1850              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1851                 err = -EOPNOTSUPP;
1852                 goto end_io;
1853         }
1854
1855         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1856                 err = -EOPNOTSUPP;
1857                 goto end_io;
1858         }
1859
1860         /*
1861          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1862          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1863          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1864          * layer knows how to live with it.
1865          */
1866         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1867
1868         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1869                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1870
1871         trace_block_bio_queue(q, bio);
1872         return true;
1873
1874 end_io:
1875         bio_endio(bio, err);
1876         return false;
1877 }
1878
1879 /**
1880  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1881  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1882  *
1883  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1884  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1885  * to be done.
1886  *
1887  * generic_make_request() does not return any status.  The
1888  * success/failure status of the request, along with notification of
1889  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1890  * function described (one day) else where.
1891  *
1892  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1893  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1894  * set to describe the device address, and the
1895  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1896  * completion notification should be signaled.
1897  *
1898  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1899  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1900  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1901  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1902  */
1903 void generic_make_request(struct bio *bio)
1904 {
1905         struct bio_list bio_list_on_stack;
1906
1907         if (!generic_make_request_checks(bio))
1908                 return;
1909
1910         /*
1911          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1912          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1913          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1914          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1915          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1916          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1917          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1918          * should be added at the tail
1919          */
1920         if (current->bio_list) {
1921                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1922                 return;
1923         }
1924
1925         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1926          * explanation.
1927          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1928          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1929          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1930          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1931          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1932          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1933          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1934          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1935          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1936          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1937          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1938          */
1939         BUG_ON(bio->bi_next);
1940         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1941         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1942         do {
1943                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1944
1945                 q->make_request_fn(q, bio);
1946
1947                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1948         } while (bio);
1949         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1950 }
1951 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1952
1953 /**
1954  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1955  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1956  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1957  *
1958  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1959  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1960  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1961  *
1962  */
1963 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1964 {
1965         bio->bi_rw |= rw;
1966
1967         /*
1968          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1969          * go through the normal accounting stuff before submission.
1970          */
1971         if (bio_has_data(bio)) {
1972                 unsigned int count;
1973
1974                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1975                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1976                 else
1977                         count = bio_sectors(bio);
1978
1979                 if (rw & WRITE) {
1980                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1981                 } else {
1982                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
1983                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1984                 }
1985
1986                 if (unlikely(block_dump)) {
1987                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1988                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1989                         current->comm, task_pid_nr(current),
1990                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1991                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
1992                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1993                                 count);
1994                 }
1995         }
1996
1997         generic_make_request(bio);
1998 }
1999 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2000
2001 /**
2002  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
2003  * @q:  the queue
2004  * @rq: the request being checked
2005  *
2006  * Description:
2007  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2008  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2009  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2010  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2011  *    the insertion using this generic function.
2012  *
2013  *    This function should also be useful for request stacking drivers
2014  *    in some cases below, so export this function.
2015  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2016  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
2017  *    Such request stacking drivers should check those requests against
2018  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
2019  *    although such checkings are also done against the old queue limits
2020  *    when submitting requests.
2021  */
2022 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
2023 {
2024         if (!rq_mergeable(rq))
2025                 return 0;
2026
2027         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
2028                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2029                 return -EIO;
2030         }
2031
2032         /*
2033          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2034          * may differ from that of other stacking queues.
2035          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2036          * limitation.
2037          */
2038         blk_recalc_rq_segments(rq);
2039         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2040                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2041                 return -EIO;
2042         }
2043
2044         return 0;
2045 }
2046 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
2047
2048 /**
2049  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2050  * @q:  the queue to submit the request
2051  * @rq: the request being queued
2052  */
2053 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2054 {
2055         unsigned long flags;
2056         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2057
2058         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
2059                 return -EIO;
2060
2061         if (rq->rq_disk &&
2062             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2063                 return -EIO;
2064
2065         if (q->mq_ops) {
2066                 if (blk_queue_io_stat(q))
2067                         blk_account_io_start(rq, true);
2068                 blk_mq_insert_request(rq, false, true, true);
2069                 return 0;
2070         }
2071
2072         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2073         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2074                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2075                 return -ENODEV;
2076         }
2077
2078         /*
2079          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2080          * because it will be linked to another request_queue
2081          */
2082         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2083
2084         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
2085                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2086
2087         add_acct_request(q, rq, where);
2088         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2089                 __blk_run_queue(q);
2090         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2091
2092         return 0;
2093 }
2094 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2095
2096 /**
2097  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2098  * @rq: request to examine
2099  *
2100  * Description:
2101  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2102  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2103  *     can be failed from the beginning of the request without
2104  *     crossing into area which need to be retried further.
2105  *
2106  * Return:
2107  *     The number of bytes to fail.
2108  *
2109  * Context:
2110  *     queue_lock must be held.
2111  */
2112 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2113 {
2114         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2115         unsigned int bytes = 0;
2116         struct bio *bio;
2117
2118         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
2119                 return blk_rq_bytes(rq);
2120
2121         /*
2122          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2123          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2124          * which have all the failfast bits that the first one has -
2125          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2126          * one.
2127          */
2128         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2129                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2130                         break;
2131                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2132         }
2133
2134         /* this could lead to infinite loop */
2135         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2136         return bytes;
2137 }
2138 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2139
2140 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2141 {
2142         if (blk_do_io_stat(req)) {
2143                 const int rw = rq_data_dir(req);
2144                 struct hd_struct *part;
2145                 int cpu;
2146
2147                 cpu = part_stat_lock();
2148                 part = req->part;
2149                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2150                 part_stat_unlock();
2151         }
2152 }
2153
2154 void blk_account_io_done(struct request *req)
2155 {
2156         /*
2157          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2158          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2159          * containing request is enough.
2160          */
2161         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2162                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2163                 const int rw = rq_data_dir(req);
2164                 struct hd_struct *part;
2165                 int cpu;
2166
2167                 cpu = part_stat_lock();
2168                 part = req->part;
2169
2170                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2171                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2172                 part_round_stats(cpu, part);
2173                 part_dec_in_flight(part, rw);
2174
2175                 hd_struct_put(part);
2176                 part_stat_unlock();
2177         }
2178 }
2179
2180 #ifdef CONFIG_PM
2181 /*
2182  * Don't process normal requests when queue is suspended
2183  * or in the process of suspending/resuming
2184  */
2185 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2186                                            struct request *rq)
2187 {
2188         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2189             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2190                 return NULL;
2191         else
2192                 return rq;
2193 }
2194 #else
2195 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2196                                                   struct request *rq)
2197 {
2198         return rq;
2199 }
2200 #endif
2201
2202 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2203 {
2204         struct hd_struct *part;
2205         int rw = rq_data_dir(rq);
2206         int cpu;
2207
2208         if (!blk_do_io_stat(rq))
2209                 return;
2210
2211         cpu = part_stat_lock();
2212
2213         if (!new_io) {
2214                 part = rq->part;
2215                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2216         } else {
2217                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2218                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2219                         /*
2220                          * The partition is already being removed,
2221                          * the request will be accounted on the disk only
2222                          *
2223                          * We take a reference on disk->part0 although that
2224                          * partition will never be deleted, so we can treat
2225                          * it as any other partition.
2226                          */
2227                         part = &rq->rq_disk->part0;
2228                         hd_struct_get(part);
2229                 }
2230                 part_round_stats(cpu, part);
2231                 part_inc_in_flight(part, rw);
2232                 rq->part = part;
2233         }
2234
2235         part_stat_unlock();
2236 }
2237
2238 /**
2239  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2240  * @q: request queue to peek at
2241  *
2242  * Description:
2243  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2244  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2245  *     processing it.
2246  *
2247  * Return:
2248  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2249  *     otherwise.
2250  *
2251  * Context:
2252  *     queue_lock must be held.
2253  */
2254 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2255 {
2256         struct request *rq;
2257         int ret;
2258
2259         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2260
2261                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2262                 if (!rq)
2263                         break;
2264
2265                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2266                         /*
2267                          * This is the first time the device driver
2268                          * sees this request (possibly after
2269                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2270                          */
2271                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2272                                 elv_activate_rq(q, rq);
2273
2274                         /*
2275                          * just mark as started even if we don't start
2276                          * it, a request that has been delayed should
2277                          * not be passed by new incoming requests
2278                          */
2279                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2280                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2281                 }
2282
2283                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2284                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2285                         q->boundary_rq = NULL;
2286                 }
2287
2288                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2289                         break;
2290
2291                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2292                         /*
2293                          * make sure space for the drain appears we
2294                          * know we can do this because max_hw_segments
2295                          * has been adjusted to be one fewer than the
2296                          * device can handle
2297                          */
2298                         rq->nr_phys_segments++;
2299                 }
2300
2301                 if (!q->prep_rq_fn)
2302                         break;
2303
2304                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2305                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2306                         break;
2307                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2308                         /*
2309                          * the request may have been (partially) prepped.
2310                          * we need to keep this request in the front to
2311                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2312                          * prevent other fs requests from passing this one.
2313                          */
2314                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2315                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2316                                 /*
2317                                  * remove the space for the drain we added
2318                                  * so that we don't add it again
2319                                  */
2320                                 --rq->nr_phys_segments;
2321                         }
2322
2323                         rq = NULL;
2324                         break;
2325                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2326                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2327                         /*
2328                          * Mark this request as started so we don't trigger
2329                          * any debug logic in the end I/O path.
2330                          */
2331                         blk_start_request(rq);
2332                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2333                 } else {
2334                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2335                         break;
2336                 }
2337         }
2338
2339         return rq;
2340 }
2341 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2342
2343 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2344 {
2345         struct request_queue *q = rq->q;
2346
2347         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2348         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2349
2350         list_del_init(&rq->queuelist);
2351
2352         /*
2353          * the time frame between a request being removed from the lists
2354          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2355          * the driver side.
2356          */
2357         if (blk_account_rq(rq)) {
2358                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2359                 set_io_start_time_ns(rq);
2360         }
2361 }
2362
2363 /**
2364  * blk_start_request - start request processing on the driver
2365  * @req: request to dequeue
2366  *
2367  * Description:
2368  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2369  *     request to the driver.
2370  *
2371  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2372  *     call blk_dequeue_request().
2373  *
2374  * Context:
2375  *     queue_lock must be held.
2376  */
2377 void blk_start_request(struct request *req)
2378 {
2379         blk_dequeue_request(req);
2380
2381         /*
2382          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2383          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2384          */
2385         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2386         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2387                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2388
2389         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2390         blk_add_timer(req);
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2393
2394 /**
2395  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2396  * @q: request queue to fetch a request from
2397  *
2398  * Description:
2399  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2400  *     return and LLD can start processing it immediately.
2401  *
2402  * Return:
2403  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2404  *     otherwise.
2405  *
2406  * Context:
2407  *     queue_lock must be held.
2408  */
2409 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2410 {
2411         struct request *rq;
2412
2413         rq = blk_peek_request(q);
2414         if (rq)
2415                 blk_start_request(rq);
2416         return rq;
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2419
2420 /**
2421  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2422  * @req:      the request being processed
2423  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2424  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2425  *
2426  * Description:
2427  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2428  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2429  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2430  *
2431  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2432  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2433  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2434  *
2435  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2436  *     %false return from this function.
2437  *
2438  * Return:
2439  *     %false - this request doesn't have any more data
2440  *     %true  - this request has more data
2441  **/
2442 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2443 {
2444         int total_bytes;
2445
2446         trace_block_rq_complete(req->q, req, nr_bytes);
2447
2448         if (!req->bio)
2449                 return false;
2450
2451         /*
2452          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2453          * and each partial completion should be handled separately.
2454          * Reset per-request error on each partial completion.
2455          *
2456          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2457          * low level drivers do what they see fit.
2458          */
2459         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2460                 req->errors = 0;
2461
2462         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2463             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2464                 char *error_type;
2465
2466                 switch (error) {
2467                 case -ENOLINK:
2468                         error_type = "recoverable transport";
2469                         break;
2470                 case -EREMOTEIO:
2471                         error_type = "critical target";
2472                         break;
2473                 case -EBADE:
2474                         error_type = "critical nexus";
2475                         break;
2476                 case -ETIMEDOUT:
2477                         error_type = "timeout";
2478                         break;
2479                 case -ENOSPC:
2480                         error_type = "critical space allocation";
2481                         break;
2482                 case -ENODATA:
2483                         error_type = "critical medium";
2484                         break;
2485                 case -EIO:
2486                 default:
2487                         error_type = "I/O";
2488                         break;
2489                 }
2490                 printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2491                                    __func__, error_type, req->rq_disk ?
2492                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2493                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2494
2495         }
2496
2497         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2498
2499         total_bytes = 0;
2500         while (req->bio) {
2501                 struct bio *bio = req->bio;
2502                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2503
2504                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2505                         req->bio = bio->bi_next;
2506
2507                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2508
2509                 total_bytes += bio_bytes;
2510                 nr_bytes -= bio_bytes;
2511
2512                 if (!nr_bytes)
2513                         break;
2514         }
2515
2516         /*
2517          * completely done
2518          */
2519         if (!req->bio) {
2520                 /*
2521                  * Reset counters so that the request stacking driver
2522                  * can find how many bytes remain in the request
2523                  * later.
2524                  */
2525                 req->__data_len = 0;
2526                 return false;
2527         }
2528
2529         req->__data_len -= total_bytes;
2530
2531         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2532         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2533                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2534
2535         /* mixed attributes always follow the first bio */
2536         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2537                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2538                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2539         }
2540
2541         /*
2542          * If total number of sectors is less than the first segment
2543          * size, something has gone terribly wrong.
2544          */
2545         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2546                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2547                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2548         }
2549
2550         /* recalculate the number of segments */
2551         blk_recalc_rq_segments(req);
2552
2553         return true;
2554 }
2555 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2556
2557 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2558                                     unsigned int nr_bytes,
2559                                     unsigned int bidi_bytes)
2560 {
2561         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2562                 return true;
2563
2564         /* Bidi request must be completed as a whole */
2565         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2566             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2567                 return true;
2568
2569         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2570                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2571
2572         return false;
2573 }
2574
2575 /**
2576  * blk_unprep_request - unprepare a request
2577  * @req:        the request
2578  *
2579  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2580  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2581  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2582  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2583  * lock is held when calling this.
2584  */
2585 void blk_unprep_request(struct request *req)
2586 {
2587         struct request_queue *q = req->q;
2588
2589         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2590         if (q->unprep_rq_fn)
2591                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2592 }
2593 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2594
2595 /*
2596  * queue lock must be held
2597  */
2598 void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2599 {
2600         if (req->cmd_flags & REQ_QUEUED)
2601                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2602
2603         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2604
2605         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2606                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2607
2608         blk_delete_timer(req);
2609
2610         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2611                 blk_unprep_request(req);
2612
2613         blk_account_io_done(req);
2614
2615         if (req->end_io)
2616                 req->end_io(req, error);
2617         else {
2618                 if (blk_bidi_rq(req))
2619                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2620
2621                 __blk_put_request(req->q, req);
2622         }
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
2625
2626 /**
2627  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2628  * @rq:         the request to complete
2629  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2630  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2631  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2632  *
2633  * Description:
2634  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2635  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2636  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2637  *     just ignored.
2638  *
2639  * Return:
2640  *     %false - we are done with this request
2641  *     %true  - still buffers pending for this request
2642  **/
2643 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2644                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2645 {
2646         struct request_queue *q = rq->q;
2647         unsigned long flags;
2648
2649         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2650                 return true;
2651
2652         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2653         blk_finish_request(rq, error);
2654         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2655
2656         return false;
2657 }
2658
2659 /**
2660  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2661  * @rq:         the request to complete
2662  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2663  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2664  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2665  *
2666  * Description:
2667  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2668  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2669  *
2670  * Return:
2671  *     %false - we are done with this request
2672  *     %true  - still buffers pending for this request
2673  **/
2674 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2675                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2676 {
2677         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2678                 return true;
2679
2680         blk_finish_request(rq, error);
2681
2682         return false;
2683 }
2684
2685 /**
2686  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2687  * @rq:       the request being processed
2688  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2689  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2690  *
2691  * Description:
2692  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2693  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2694  *
2695  * Return:
2696  *     %false - we are done with this request
2697  *     %true  - still buffers pending for this request
2698  **/
2699 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2700 {
2701         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2702 }
2703 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2704
2705 /**
2706  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2707  * @rq: the request to finish
2708  * @error: %0 for success, < %0 for error
2709  *
2710  * Description:
2711  *     Completely finish @rq.
2712  */
2713 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2714 {
2715         bool pending;
2716         unsigned int bidi_bytes = 0;
2717
2718         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2719                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2720
2721         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2722         BUG_ON(pending);
2723 }
2724 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2725
2726 /**
2727  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2728  * @rq: the request to finish the current chunk for
2729  * @error: %0 for success, < %0 for error
2730  *
2731  * Description:
2732  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2733  *
2734  * Return:
2735  *     %false - we are done with this request
2736  *     %true  - still buffers pending for this request
2737  */
2738 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2739 {
2740         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2741 }
2742 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2743
2744 /**
2745  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2746  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2747  * @error: must be negative errno
2748  *
2749  * Description:
2750  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2751  *
2752  * Return:
2753  *     %false - we are done with this request
2754  *     %true  - still buffers pending for this request
2755  */
2756 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2757 {
2758         WARN_ON(error >= 0);
2759         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2762
2763 /**
2764  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2765  * @rq:       the request being processed
2766  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2767  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2768  *
2769  * Description:
2770  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2771  *
2772  * Return:
2773  *     %false - we are done with this request
2774  *     %true  - still buffers pending for this request
2775  **/
2776 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2777 {
2778         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2779 }
2780 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2781
2782 /**
2783  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2784  * @rq: the request to finish
2785  * @error: %0 for success, < %0 for error
2786  *
2787  * Description:
2788  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2789  */
2790 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2791 {
2792         bool pending;
2793         unsigned int bidi_bytes = 0;
2794
2795         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2796                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2797
2798         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2799         BUG_ON(pending);
2800 }
2801 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2802
2803 /**
2804  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2805  * @rq: the request to finish the current chunk for
2806  * @error: %0 for success, < %0 for error
2807  *
2808  * Description:
2809  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2810  *     be called with queue lock held.
2811  *
2812  * Return:
2813  *     %false - we are done with this request
2814  *     %true  - still buffers pending for this request
2815  */
2816 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2817 {
2818         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2819 }
2820 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2821
2822 /**
2823  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2824  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2825  * @error: must be negative errno
2826  *
2827  * Description:
2828  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2829  *     with queue lock held.
2830  *
2831  * Return:
2832  *     %false - we are done with this request
2833  *     %true  - still buffers pending for this request
2834  */
2835 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2836 {
2837         WARN_ON(error >= 0);
2838         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2839 }
2840 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2841
2842 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2843                      struct bio *bio)
2844 {
2845         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2846         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2847
2848         if (bio_has_data(bio))
2849                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2850
2851         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
2852         rq->bio = rq->biotail = bio;
2853
2854         if (bio->bi_bdev)
2855                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2856 }
2857
2858 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2859 /**
2860  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2861  * @rq: the request to be flushed
2862  *
2863  * Description:
2864  *     Flush all pages in @rq.
2865  */
2866 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2867 {
2868         struct req_iterator iter;
2869         struct bio_vec bvec;
2870
2871         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2872                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
2873 }
2874 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2875 #endif
2876
2877 /**
2878  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2879  * @q : the queue of the device being checked
2880  *
2881  * Description:
2882  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2883  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2884  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2885  *
2886  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2887  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2888  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2889  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2890  *    on burst I/O load.
2891  *
2892  * Return:
2893  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2894  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2895  */
2896 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2897 {
2898         if (q->lld_busy_fn)
2899                 return q->lld_busy_fn(q);
2900
2901         return 0;
2902 }
2903 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2904
2905 /**
2906  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2907  * @rq: the clone request to be cleaned up
2908  *
2909  * Description:
2910  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2911  */
2912 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2913 {
2914         struct bio *bio;
2915
2916         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2917                 rq->bio = bio->bi_next;
2918
2919                 bio_put(bio);
2920         }
2921 }
2922 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2923
2924 /*
2925  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2926  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
2927  */
2928 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2929 {
2930         dst->cpu = src->cpu;
2931         dst->cmd_flags |= (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2932         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2933         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2934         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2935         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2936         dst->ioprio = src->ioprio;
2937         dst->extra_len = src->extra_len;
2938 }
2939
2940 /**
2941  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2942  * @rq: the request to be setup
2943  * @rq_src: original request to be cloned
2944  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2945  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2946  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2947  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2948  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2949  *
2950  * Description:
2951  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2952  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
2953  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2954  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2955  *     and the cloned bios just point same pages.
2956  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2957  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2958  */
2959 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2960                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2961                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2962                       void *data)
2963 {
2964         struct bio *bio, *bio_src;
2965
2966         if (!bs)
2967                 bs = fs_bio_set;
2968
2969         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2970                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
2971                 if (!bio)
2972                         goto free_and_out;
2973
2974                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2975                         goto free_and_out;
2976
2977                 if (rq->bio) {
2978                         rq->biotail->bi_next = bio;
2979                         rq->biotail = bio;
2980                 } else
2981                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2982         }
2983
2984         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2985
2986         return 0;
2987
2988 free_and_out:
2989         if (bio)
2990                 bio_put(bio);
2991         blk_rq_unprep_clone(rq);
2992
2993         return -ENOMEM;
2994 }
2995 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2996
2997 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2998 {
2999         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3000 }
3001 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3002
3003 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3004                                   unsigned long delay)
3005 {
3006         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3009
3010 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3011                                      unsigned long delay)
3012 {
3013         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3014 }
3015 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3016
3017 /**
3018  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3019  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3020  *
3021  * Description:
3022  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3023  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3024  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3025  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3026  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3027  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3028  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3029  *   this kind of deadlock.
3030  */
3031 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3032 {
3033         struct task_struct *tsk = current;
3034
3035         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3036         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3037         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3038
3039         /*
3040          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
3041          * flushed on its own.
3042          */
3043         if (!tsk->plug) {
3044                 /*
3045                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
3046                  * preempt will imply a full memory barrier
3047                  */
3048                 tsk->plug = plug;
3049         }
3050 }
3051 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3052
3053 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3054 {
3055         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3056         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3057
3058         return !(rqa->q < rqb->q ||
3059                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3060 }
3061
3062 /*
3063  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3064  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3065  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3066  * plugger did not intend it.
3067  */
3068 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3069                             bool from_schedule)
3070         __releases(q->queue_lock)
3071 {
3072         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3073
3074         if (from_schedule)
3075                 blk_run_queue_async(q);
3076         else
3077                 __blk_run_queue(q);
3078         spin_unlock(q->queue_lock);
3079 }
3080
3081 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3082 {
3083         LIST_HEAD(callbacks);
3084
3085         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3086                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3087
3088                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3089                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3090                                                           struct blk_plug_cb,
3091                                                           list);
3092                         list_del(&cb->list);
3093                         cb->callback(cb, from_schedule);
3094                 }
3095         }
3096 }
3097
3098 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3099                                       int size)
3100 {
3101         struct blk_plug *plug = current->plug;
3102         struct blk_plug_cb *cb;
3103
3104         if (!plug)
3105                 return NULL;
3106
3107         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3108                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3109                         return cb;
3110
3111         /* Not currently on the callback list */
3112         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3113         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3114         if (cb) {
3115                 cb->data = data;
3116                 cb->callback = unplug;
3117                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3118         }
3119         return cb;
3120 }
3121 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3122
3123 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3124 {
3125         struct request_queue *q;
3126         unsigned long flags;
3127         struct request *rq;
3128         LIST_HEAD(list);
3129         unsigned int depth;
3130
3131         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3132
3133         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3134                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3135
3136         if (list_empty(&plug->list))
3137                 return;
3138
3139         list_splice_init(&plug->list, &list);
3140
3141         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3142
3143         q = NULL;
3144         depth = 0;
3145
3146         /*
3147          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3148          * queue lock we have to take.
3149          */
3150         local_irq_save(flags);
3151         while (!list_empty(&list)) {
3152                 rq = list_entry_rq(list.next);
3153                 list_del_init(&rq->queuelist);
3154                 BUG_ON(!rq->q);
3155                 if (rq->q != q) {
3156                         /*
3157                          * This drops the queue lock
3158                          */
3159                         if (q)
3160                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3161                         q = rq->q;
3162                         depth = 0;
3163                         spin_lock(q->queue_lock);
3164                 }
3165
3166                 /*
3167                  * Short-circuit if @q is dead
3168                  */
3169                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3170                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3171                         continue;
3172                 }
3173
3174                 /*
3175                  * rq is already accounted, so use raw insert
3176                  */
3177                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3178                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3179                 else
3180                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3181
3182                 depth++;
3183         }
3184
3185         /*
3186          * This drops the queue lock
3187          */
3188         if (q)
3189                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3190
3191         local_irq_restore(flags);
3192 }
3193
3194 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3195 {
3196         blk_flush_plug_list(plug, false);
3197
3198         if (plug == current->plug)
3199                 current->plug = NULL;
3200 }
3201 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3202
3203 #ifdef CONFIG_PM
3204 /**
3205  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3206  * @q: the queue of the device
3207  * @dev: the device the queue belongs to
3208  *
3209  * Description:
3210  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3211  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3212  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3213  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3214  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3215  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3216  *
3217  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3218  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3219  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3220  *    not need to touch other autosuspend settings.
3221  *
3222  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3223  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3224  */
3225 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3226 {
3227         q->dev = dev;
3228         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3229         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3230         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3231 }
3232 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3233
3234 /**
3235  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3236  * @q: the queue of the device
3237  *
3238  * Description:
3239  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3240  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3241  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3242  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3243  *    proceed to suspend the device.
3244  *
3245  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3246  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3247  *
3248  *    This function should be called near the start of the device's
3249  *    runtime_suspend callback.
3250  *
3251  * Return:
3252  *    0         - OK to runtime suspend the device
3253  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3254  */
3255 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3256 {
3257         int ret = 0;
3258
3259         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3260         if (q->nr_pending) {
3261                 ret = -EBUSY;
3262                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3263         } else {
3264                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3265         }
3266         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3267         return ret;
3268 }
3269 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3270
3271 /**
3272  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3273  * @q: the queue of the device
3274  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3275  *
3276  * Description:
3277  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3278  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3279  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3280  *
3281  *    This function should be called near the end of the device's
3282  *    runtime_suspend callback.
3283  */
3284 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3285 {
3286         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3287         if (!err) {
3288                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3289         } else {
3290                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3291                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3292         }
3293         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3294 }
3295 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3296
3297 /**
3298  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3299  * @q: the queue of the device
3300  *
3301  * Description:
3302  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3303  *    runtime resume of the device.
3304  *
3305  *    This function should be called near the start of the device's
3306  *    runtime_resume callback.
3307  */
3308 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3309 {
3310         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3311         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3312         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3315
3316 /**
3317  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3318  * @q: the queue of the device
3319  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3320  *
3321  * Description:
3322  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3323  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3324  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3325  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3326  *
3327  *    This function should be called near the end of the device's
3328  *    runtime_resume callback.
3329  */
3330 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3331 {
3332         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3333         if (!err) {
3334                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3335                 __blk_run_queue(q);
3336                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3337                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3338         } else {
3339                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3340         }
3341         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3342 }
3343 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3344 #endif
3345
3346 int __init blk_dev_init(void)
3347 {
3348         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3349                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3350
3351         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3352         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3353                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3354         if (!kblockd_workqueue)
3355                 panic("Failed to create kblockd\n");
3356
3357         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3358                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3359
3360         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3361                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3362
3363         return 0;
3364 }