]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - block/blk-core.c
block, aio: batch completion for bios/kiocbs
[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/highmem.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/kernel_stat.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/completion.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/swap.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30 #include <linux/list_sort.h>
31 #include <linux/delay.h>
32 #include <linux/ratelimit.h>
33 #include <linux/pm_runtime.h>
34
35 #define CREATE_TRACE_POINTS
36 #include <trace/events/block.h>
37
38 #include "blk.h"
39 #include "blk-cgroup.h"
40
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
45
46 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
47
48 /*
49  * For the allocated request tables
50  */
51 static struct kmem_cache *request_cachep;
52
53 /*
54  * For queue allocation
55  */
56 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
57
58 /*
59  * Controlling structure to kblockd
60  */
61 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
62
63 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
64 {
65         struct hd_struct *part;
66         int rw = rq_data_dir(rq);
67         int cpu;
68
69         if (!blk_do_io_stat(rq))
70                 return;
71
72         cpu = part_stat_lock();
73
74         if (!new_io) {
75                 part = rq->part;
76                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
77         } else {
78                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
79                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
80                         /*
81                          * The partition is already being removed,
82                          * the request will be accounted on the disk only
83                          *
84                          * We take a reference on disk->part0 although that
85                          * partition will never be deleted, so we can treat
86                          * it as any other partition.
87                          */
88                         part = &rq->rq_disk->part0;
89                         hd_struct_get(part);
90                 }
91                 part_round_stats(cpu, part);
92                 part_inc_in_flight(part, rw);
93                 rq->part = part;
94         }
95
96         part_stat_unlock();
97 }
98
99 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
100 {
101         int nr;
102
103         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
104         if (nr > q->nr_requests)
105                 nr = q->nr_requests;
106         q->nr_congestion_on = nr;
107
108         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
109         if (nr < 1)
110                 nr = 1;
111         q->nr_congestion_off = nr;
112 }
113
114 /**
115  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
116  * @bdev:       device
117  *
118  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
119  * backing_dev_info
120  *
121  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
122  */
123 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
124 {
125         struct backing_dev_info *ret = NULL;
126         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
127
128         if (q)
129                 ret = &q->backing_dev_info;
130         return ret;
131 }
132 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
133
134 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
135 {
136         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
137
138         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
139         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
140         rq->cpu = -1;
141         rq->q = q;
142         rq->__sector = (sector_t) -1;
143         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
144         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
145         rq->cmd = rq->__cmd;
146         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
147         rq->tag = -1;
148         rq->ref_count = 1;
149         rq->start_time = jiffies;
150         set_start_time_ns(rq);
151         rq->part = NULL;
152 }
153 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
154
155 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
156                           unsigned int nbytes, int error,
157                           struct batch_complete *batch)
158 {
159         if (error)
160                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
161         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
162                 error = -EIO;
163
164         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
165                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
166
167         bio_advance(bio, nbytes);
168
169         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
170         if (bio->bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
171                 bio_endio_batch(bio, error, batch);
172 }
173
174 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
175 {
176         int bit;
177
178         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
179                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
180                 rq->cmd_flags);
181
182         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
183                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
184                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
185         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, len %u\n",
186                rq->bio, rq->biotail, rq->buffer, blk_rq_bytes(rq));
187
188         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
189                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
190                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
191                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
192                 printk("\n");
193         }
194 }
195 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
196
197 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
198 {
199         struct request_queue *q;
200
201         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
202         spin_lock_irq(q->queue_lock);
203         __blk_run_queue(q);
204         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
205 }
206
207 /**
208  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
209  * @q:          The &struct request_queue in question
210  * @msecs:      Delay in msecs
211  *
212  * Description:
213  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
214  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
215  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
216  */
217 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
218 {
219         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
220                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
221                                    msecs_to_jiffies(msecs));
222 }
223 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
224
225 /**
226  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
227  * @q:    The &struct request_queue in question
228  *
229  * Description:
230  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
231  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
232  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
233  **/
234 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
235 {
236         WARN_ON(!irqs_disabled());
237
238         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
239         __blk_run_queue(q);
240 }
241 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
242
243 /**
244  * blk_stop_queue - stop a queue
245  * @q:    The &struct request_queue in question
246  *
247  * Description:
248  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
249  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
250  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
251  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
252  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
253  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
254  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
255  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
256  **/
257 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
258 {
259         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
260         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
263
264 /**
265  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
266  * @q: the queue
267  *
268  * Description:
269  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
270  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
271  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
272  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
273  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
274  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
275  *     this function.
276  *
277  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
278  *     out of elevator or throttling code. That would require elevaotor_exit()
279  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
280  *
281  */
282 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
283 {
284         del_timer_sync(&q->timeout);
285         cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
286 }
287 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
288
289 /**
290  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
291  * @q:  The queue to run
292  *
293  * Description:
294  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
295  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
296  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
297  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
298  *    disabled. See also @blk_run_queue.
299  */
300 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
301 {
302         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
303                 return;
304
305         /*
306          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
307          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
308          * running such a request function concurrently. Keep track of the
309          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
310          * can wait until all these request_fn calls have finished.
311          */
312         q->request_fn_active++;
313         q->request_fn(q);
314         q->request_fn_active--;
315 }
316
317 /**
318  * __blk_run_queue - run a single device queue
319  * @q:  The queue to run
320  *
321  * Description:
322  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
323  *    held and interrupts disabled.
324  */
325 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
326 {
327         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
328                 return;
329
330         __blk_run_queue_uncond(q);
331 }
332 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
333
334 /**
335  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
336  * @q:  The queue to run
337  *
338  * Description:
339  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
340  *    of us. The caller must hold the queue lock.
341  */
342 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
343 {
344         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
345                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
348
349 /**
350  * blk_run_queue - run a single device queue
351  * @q: The queue to run
352  *
353  * Description:
354  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
355  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
356  */
357 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
358 {
359         unsigned long flags;
360
361         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
362         __blk_run_queue(q);
363         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
366
367 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
368 {
369         kobject_put(&q->kobj);
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
372
373 /**
374  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
375  * @q: queue to drain
376  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
377  *
378  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
379  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
380  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
381  */
382 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
383         __releases(q->queue_lock)
384         __acquires(q->queue_lock)
385 {
386         int i;
387
388         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
389
390         while (true) {
391                 bool drain = false;
392
393                 /*
394                  * The caller might be trying to drain @q before its
395                  * elevator is initialized.
396                  */
397                 if (q->elevator)
398                         elv_drain_elevator(q);
399
400                 blkcg_drain_queue(q);
401
402                 /*
403                  * This function might be called on a queue which failed
404                  * driver init after queue creation or is not yet fully
405                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
406                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
407                  * something on it and @q has request_fn set.
408                  */
409                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
410                         __blk_run_queue(q);
411
412                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
413                 drain |= q->request_fn_active;
414
415                 /*
416                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
417                  * multiple places and there's no single counter which can
418                  * be drained.  Check all the queues and counters.
419                  */
420                 if (drain_all) {
421                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
422                         for (i = 0; i < 2; i++) {
423                                 drain |= q->nr_rqs[i];
424                                 drain |= q->in_flight[i];
425                                 drain |= !list_empty(&q->flush_queue[i]);
426                         }
427                 }
428
429                 if (!drain)
430                         break;
431
432                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
433
434                 msleep(10);
435
436                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
437         }
438
439         /*
440          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
441          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
442          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
443          */
444         if (q->request_fn) {
445                 struct request_list *rl;
446
447                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
448                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
449                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
450         }
451 }
452
453 /**
454  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
455  * @q: queue of interest
456  *
457  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
458  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
459  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
460  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
461  * inside queue or RCU read lock.
462  */
463 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
464 {
465         bool drain;
466
467         spin_lock_irq(q->queue_lock);
468         drain = !q->bypass_depth++;
469         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
470         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
471
472         if (drain) {
473                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
474                 __blk_drain_queue(q, false);
475                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
476
477                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
478                 synchronize_rcu();
479         }
480 }
481 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
482
483 /**
484  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
485  * @q: queue of interest
486  *
487  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
488  */
489 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
490 {
491         spin_lock_irq(q->queue_lock);
492         if (!--q->bypass_depth)
493                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
494         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
495         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
498
499 /**
500  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
501  * @q: request queue to shutdown
502  *
503  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
504  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
505  */
506 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
507 {
508         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
509
510         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
511         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
512         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
513         spin_lock_irq(lock);
514
515         /*
516          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
517          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
518          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
519          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
520          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
521          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
522          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
523          */
524         q->bypass_depth++;
525         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
526
527         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
528         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
529         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
530         spin_unlock_irq(lock);
531         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
532
533         /*
534          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
535          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
536          */
537         spin_lock_irq(lock);
538         __blk_drain_queue(q, true);
539         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
540         spin_unlock_irq(lock);
541
542         /* @q won't process any more request, flush async actions */
543         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
544         blk_sync_queue(q);
545
546         spin_lock_irq(lock);
547         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
548                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
549         spin_unlock_irq(lock);
550
551         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
552         blk_put_queue(q);
553 }
554 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
555
556 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
557                 gfp_t gfp_mask)
558 {
559         if (unlikely(rl->rq_pool))
560                 return 0;
561
562         rl->q = q;
563         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
564         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
565         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
566         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
567
568         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
569                                           mempool_free_slab, request_cachep,
570                                           gfp_mask, q->node);
571         if (!rl->rq_pool)
572                 return -ENOMEM;
573
574         return 0;
575 }
576
577 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
578 {
579         if (rl->rq_pool)
580                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
581 }
582
583 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
584 {
585         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
586 }
587 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
588
589 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
590 {
591         struct request_queue *q;
592         int err;
593
594         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
595                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
596         if (!q)
597                 return NULL;
598
599         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
600         if (q->id < 0)
601                 goto fail_q;
602
603         q->backing_dev_info.ra_pages =
604                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
605         q->backing_dev_info.state = 0;
606         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
607         q->backing_dev_info.name = "block";
608         q->node = node_id;
609
610         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
611         if (err)
612                 goto fail_id;
613
614         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
615                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
616         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
617         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
618         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
619         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
620 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
621         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
622 #endif
623         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[0]);
624         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[1]);
625         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_data_in_flight);
626         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
627
628         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
629
630         mutex_init(&q->sysfs_lock);
631         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
632
633         /*
634          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
635          * override it later if need be.
636          */
637         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
638
639         /*
640          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
641          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
642          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
643          * registered by blk_register_queue().
644          */
645         q->bypass_depth = 1;
646         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
647
648         if (blkcg_init_queue(q))
649                 goto fail_id;
650
651         return q;
652
653 fail_id:
654         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
655 fail_q:
656         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
657         return NULL;
658 }
659 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
660
661 /**
662  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
663  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
664  *        placed on the queue.
665  * @lock: Request queue spin lock
666  *
667  * Description:
668  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
669  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
670  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
671  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
672  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
673  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
674  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
675  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
676  *
677  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
678  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
679  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
680  *    get dealt with eventually.
681  *
682  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
683  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
684  *    disabling is needed for it.
685  *
686  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
687  *    it didn't succeed.
688  *
689  * Note:
690  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
691  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
692  **/
693
694 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
695 {
696         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
697 }
698 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
699
700 struct request_queue *
701 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
702 {
703         struct request_queue *uninit_q, *q;
704
705         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
706         if (!uninit_q)
707                 return NULL;
708
709         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
710         if (!q)
711                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
712
713         return q;
714 }
715 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
716
717 struct request_queue *
718 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
719                          spinlock_t *lock)
720 {
721         if (!q)
722                 return NULL;
723
724         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
725                 return NULL;
726
727         q->request_fn           = rfn;
728         q->prep_rq_fn           = NULL;
729         q->unprep_rq_fn         = NULL;
730         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
731
732         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
733         if (lock)
734                 q->queue_lock           = lock;
735
736         /*
737          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
738          */
739         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
740
741         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
742
743         /* init elevator */
744         if (elevator_init(q, NULL))
745                 return NULL;
746         return q;
747 }
748 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
749
750 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
751 {
752         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
753                 __blk_get_queue(q);
754                 return true;
755         }
756
757         return false;
758 }
759 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
760
761 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
762 {
763         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
764                 elv_put_request(rl->q, rq);
765                 if (rq->elv.icq)
766                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
767         }
768
769         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
770 }
771
772 /*
773  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
774  * should be given priority access to a request.
775  */
776 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
777 {
778         if (!ioc)
779                 return 0;
780
781         /*
782          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
783          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
784          * lose wakeups.
785          */
786         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
787                 (ioc->nr_batch_requests > 0
788                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
789 }
790
791 /*
792  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
793  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
794  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
795  * a nice run.
796  */
797 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
798 {
799         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
800                 return;
801
802         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
803         ioc->last_waited = jiffies;
804 }
805
806 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
807 {
808         struct request_queue *q = rl->q;
809
810         /*
811          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
812          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
813          */
814         if (rl == &q->root_rl &&
815             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
816                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
817
818         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
819                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
820                         wake_up(&rl->wait[sync]);
821
822                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
823         }
824 }
825
826 /*
827  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
828  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
829  */
830 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
831 {
832         struct request_queue *q = rl->q;
833         int sync = rw_is_sync(flags);
834
835         q->nr_rqs[sync]--;
836         rl->count[sync]--;
837         if (flags & REQ_ELVPRIV)
838                 q->nr_rqs_elvpriv--;
839
840         __freed_request(rl, sync);
841
842         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
843                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
844 }
845
846 /*
847  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
848  * request associated with @bio.
849  */
850 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
851 {
852         if (!bio)
853                 return true;
854
855         /*
856          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
857          * This allows a request to share the flush and elevator data.
858          */
859         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
860                 return false;
861
862         return true;
863 }
864
865 /**
866  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
867  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
868  *
869  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
870  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
871  */
872 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
873 {
874 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
875         if (bio && bio->bi_ioc)
876                 return bio->bi_ioc;
877 #endif
878         return current->io_context;
879 }
880
881 /**
882  * __get_request - get a free request
883  * @rl: request list to allocate from
884  * @rw_flags: RW and SYNC flags
885  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
886  * @gfp_mask: allocation mask
887  *
888  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
889  * pressure or if @q is dead.
890  *
891  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
892  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
893  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
894  */
895 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
896                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
897 {
898         struct request_queue *q = rl->q;
899         struct request *rq;
900         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
901         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
902         struct io_cq *icq = NULL;
903         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
904         int may_queue;
905
906         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
907                 return NULL;
908
909         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
910         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
911                 goto rq_starved;
912
913         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
914                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
915                         /*
916                          * The queue will fill after this allocation, so set
917                          * it as full, and mark this process as "batching".
918                          * This process will be allowed to complete a batch of
919                          * requests, others will be blocked.
920                          */
921                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
922                                 ioc_set_batching(q, ioc);
923                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
924                         } else {
925                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
926                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
927                                         /*
928                                          * The queue is full and the allocating
929                                          * process is not a "batcher", and not
930                                          * exempted by the IO scheduler
931                                          */
932                                         return NULL;
933                                 }
934                         }
935                 }
936                 /*
937                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
938                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
939                  */
940                 if (rl == &q->root_rl)
941                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
942         }
943
944         /*
945          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
946          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
947          * allocated with any setting of ->nr_requests
948          */
949         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
950                 return NULL;
951
952         q->nr_rqs[is_sync]++;
953         rl->count[is_sync]++;
954         rl->starved[is_sync] = 0;
955
956         /*
957          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
958          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
959          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
960          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
961          * makes creating new ones safe.
962          *
963          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
964          * it will be created after releasing queue_lock.
965          */
966         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
967                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
968                 q->nr_rqs_elvpriv++;
969                 if (et->icq_cache && ioc)
970                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
971         }
972
973         if (blk_queue_io_stat(q))
974                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
975         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
976
977         /* allocate and init request */
978         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
979         if (!rq)
980                 goto fail_alloc;
981
982         blk_rq_init(q, rq);
983         blk_rq_set_rl(rq, rl);
984         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
985
986         /* init elvpriv */
987         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
988                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
989                         if (ioc)
990                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
991                         if (!icq)
992                                 goto fail_elvpriv;
993                 }
994
995                 rq->elv.icq = icq;
996                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
997                         goto fail_elvpriv;
998
999                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1000                 if (icq)
1001                         get_io_context(icq->ioc);
1002         }
1003 out:
1004         /*
1005          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1006          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1007          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1008          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1009          */
1010         if (ioc_batching(q, ioc))
1011                 ioc->nr_batch_requests--;
1012
1013         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1014         return rq;
1015
1016 fail_elvpriv:
1017         /*
1018          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1019          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1020          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1021          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1022          */
1023         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1024                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1025
1026         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1027         rq->elv.icq = NULL;
1028
1029         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1030         q->nr_rqs_elvpriv--;
1031         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1032         goto out;
1033
1034 fail_alloc:
1035         /*
1036          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1037          * might have messed up.
1038          *
1039          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1040          * queue, but this is pretty rare.
1041          */
1042         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1043         freed_request(rl, rw_flags);
1044
1045         /*
1046          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1047          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1048          * freeing of a request in the other direction will notice
1049          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1050          * READ and WRITE
1051          */
1052 rq_starved:
1053         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1054                 rl->starved[is_sync] = 1;
1055         return NULL;
1056 }
1057
1058 /**
1059  * get_request - get a free request
1060  * @q: request_queue to allocate request from
1061  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1062  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1063  * @gfp_mask: allocation mask
1064  *
1065  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1066  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1067  *
1068  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1069  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1070  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1071  */
1072 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1073                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1074 {
1075         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1076         DEFINE_WAIT(wait);
1077         struct request_list *rl;
1078         struct request *rq;
1079
1080         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1081 retry:
1082         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1083         if (rq)
1084                 return rq;
1085
1086         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1087                 blk_put_rl(rl);
1088                 return NULL;
1089         }
1090
1091         /* wait on @rl and retry */
1092         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1093                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1094
1095         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1096
1097         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1098         io_schedule();
1099
1100         /*
1101          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1102          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1103          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1104          */
1105         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1106
1107         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1108         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1109
1110         goto retry;
1111 }
1112
1113 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1114 {
1115         struct request *rq;
1116
1117         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1118
1119         /* create ioc upfront */
1120         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1121
1122         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1123         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1124         if (!rq)
1125                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1126         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1127
1128         return rq;
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1131
1132 /**
1133  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1134  * @q: target request queue
1135  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1136  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1137  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1138  *
1139  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1140  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1141  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1142  * the I/O transfer.
1143  *
1144  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1145  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1146  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1147  * are properly set accordingly)
1148  *
1149  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1150  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1151  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1152  * BUG.
1153  *
1154  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1155  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1156  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1157  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1158  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1159  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1160  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1161  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1162  */
1163 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1164                                  gfp_t gfp_mask)
1165 {
1166         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1167
1168         if (unlikely(!rq))
1169                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1170
1171         for_each_bio(bio) {
1172                 struct bio *bounce_bio = bio;
1173                 int ret;
1174
1175                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1176                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1177                 if (unlikely(ret)) {
1178                         blk_put_request(rq);
1179                         return ERR_PTR(ret);
1180                 }
1181         }
1182
1183         return rq;
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1186
1187 /**
1188  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1189  * @q:          request queue where request should be inserted
1190  * @rq:         request to be inserted
1191  *
1192  * Description:
1193  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1194  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1195  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1196  */
1197 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1198 {
1199         blk_delete_timer(rq);
1200         blk_clear_rq_complete(rq);
1201         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1202
1203         if (blk_rq_tagged(rq))
1204                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1205
1206         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1207
1208         elv_requeue_request(q, rq);
1209 }
1210 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1211
1212 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1213                              int where)
1214 {
1215         drive_stat_acct(rq, 1);
1216         __elv_add_request(q, rq, where);
1217 }
1218
1219 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1220                                     unsigned long now)
1221 {
1222         if (now == part->stamp)
1223                 return;
1224
1225         if (part_in_flight(part)) {
1226                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1227                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1228                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1229         }
1230         part->stamp = now;
1231 }
1232
1233 /**
1234  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1235  * @cpu: cpu number for stats access
1236  * @part: target partition
1237  *
1238  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1239  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1240  * time it has been in this state for.
1241  *
1242  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1243  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1244  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1245  * function to do a round-off before returning the results when reading
1246  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1247  * the current jiffies and restarts the counters again.
1248  */
1249 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1250 {
1251         unsigned long now = jiffies;
1252
1253         if (part->partno)
1254                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1255         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1256 }
1257 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1258
1259 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
1260 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1261 {
1262         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1263                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1264 }
1265 #else
1266 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1267 #endif
1268
1269 /*
1270  * queue lock must be held
1271  */
1272 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1273 {
1274         if (unlikely(!q))
1275                 return;
1276         if (unlikely(--req->ref_count))
1277                 return;
1278
1279         blk_pm_put_request(req);
1280
1281         elv_completed_request(q, req);
1282
1283         /* this is a bio leak */
1284         WARN_ON(req->bio != NULL);
1285
1286         /*
1287          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1288          * it didn't come out of our reserved rq pools
1289          */
1290         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1291                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1292                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1293
1294                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1295                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1296
1297                 blk_free_request(rl, req);
1298                 freed_request(rl, flags);
1299                 blk_put_rl(rl);
1300         }
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1303
1304 void blk_put_request(struct request *req)
1305 {
1306         unsigned long flags;
1307         struct request_queue *q = req->q;
1308
1309         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1310         __blk_put_request(q, req);
1311         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1314
1315 /**
1316  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1317  * @rq: request to update
1318  * @page: page backing the payload
1319  * @len: length of the payload.
1320  *
1321  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1322  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1323  * itself.
1324  *
1325  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1326  * discard requests should ever use it.
1327  */
1328 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1329                 unsigned int len)
1330 {
1331         struct bio *bio = rq->bio;
1332
1333         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1334         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1335         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1336
1337         bio->bi_size = len;
1338         bio->bi_vcnt = 1;
1339         bio->bi_phys_segments = 1;
1340
1341         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1342         rq->nr_phys_segments = 1;
1343         rq->buffer = bio_data(bio);
1344 }
1345 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1346
1347 static bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1348                                    struct bio *bio)
1349 {
1350         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1351
1352         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1353                 return false;
1354
1355         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1356
1357         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1358                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1359
1360         req->biotail->bi_next = bio;
1361         req->biotail = bio;
1362         req->__data_len += bio->bi_size;
1363         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1364
1365         drive_stat_acct(req, 0);
1366         return true;
1367 }
1368
1369 static bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q,
1370                                     struct request *req, struct bio *bio)
1371 {
1372         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1373
1374         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1375                 return false;
1376
1377         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1378
1379         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1380                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1381
1382         bio->bi_next = req->bio;
1383         req->bio = bio;
1384
1385         /*
1386          * may not be valid. if the low level driver said
1387          * it didn't need a bounce buffer then it better
1388          * not touch req->buffer either...
1389          */
1390         req->buffer = bio_data(bio);
1391         req->__sector = bio->bi_sector;
1392         req->__data_len += bio->bi_size;
1393         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1394
1395         drive_stat_acct(req, 0);
1396         return true;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1401  * @q: request_queue new bio is being queued at
1402  * @bio: new bio being queued
1403  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1404  *
1405  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1406  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1407  * otherwise %false.
1408  *
1409  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1410  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1411  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1412  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1413  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1414  * merging parameters without querying the elevator.
1415  */
1416 static bool attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1417                                unsigned int *request_count)
1418 {
1419         struct blk_plug *plug;
1420         struct request *rq;
1421         bool ret = false;
1422
1423         plug = current->plug;
1424         if (!plug)
1425                 goto out;
1426         *request_count = 0;
1427
1428         list_for_each_entry_reverse(rq, &plug->list, queuelist) {
1429                 int el_ret;
1430
1431                 if (rq->q == q)
1432                         (*request_count)++;
1433
1434                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1435                         continue;
1436
1437                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1438                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1439                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1440                         if (ret)
1441                                 break;
1442                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1443                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1444                         if (ret)
1445                                 break;
1446                 }
1447         }
1448 out:
1449         return ret;
1450 }
1451
1452 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1453 {
1454         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1455
1456         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1457         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1458                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1459
1460         req->errors = 0;
1461         req->__sector = bio->bi_sector;
1462         req->ioprio = bio_prio(bio);
1463         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1464 }
1465
1466 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1467 {
1468         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1469         struct blk_plug *plug;
1470         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1471         struct request *req;
1472         unsigned int request_count = 0;
1473
1474         /*
1475          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1476          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1477          * ISA dma in theory)
1478          */
1479         blk_queue_bounce(q, &bio);
1480
1481         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1482                 bio_endio(bio, -EIO);
1483                 return;
1484         }
1485
1486         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1487                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1488                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1489                 goto get_rq;
1490         }
1491
1492         /*
1493          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1494          * any locks.
1495          */
1496         if (attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1497                 return;
1498
1499         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1500
1501         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1502         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1503                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1504                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1505                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1506                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1507                         goto out_unlock;
1508                 }
1509         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1510                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1511                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1512                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1513                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1514                         goto out_unlock;
1515                 }
1516         }
1517
1518 get_rq:
1519         /*
1520          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1521          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1522          * rq allocator and io schedulers.
1523          */
1524         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1525         if (sync)
1526                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1527
1528         /*
1529          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1530          * Returns with the queue unlocked.
1531          */
1532         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1533         if (unlikely(!req)) {
1534                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1535                 goto out_unlock;
1536         }
1537
1538         /*
1539          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1540          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1541          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1542          * often, and the elevators are able to handle it.
1543          */
1544         init_request_from_bio(req, bio);
1545
1546         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1547                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1548
1549         plug = current->plug;
1550         if (plug) {
1551                 /*
1552                  * If this is the first request added after a plug, fire
1553                  * of a plug trace. If others have been added before, check
1554                  * if we have multiple devices in this plug. If so, make a
1555                  * note to sort the list before dispatch.
1556                  */
1557                 if (list_empty(&plug->list))
1558                         trace_block_plug(q);
1559                 else {
1560                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1561                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1562                                 trace_block_plug(q);
1563                         }
1564                 }
1565                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1566                 drive_stat_acct(req, 1);
1567         } else {
1568                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1569                 add_acct_request(q, req, where);
1570                 __blk_run_queue(q);
1571 out_unlock:
1572                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1573         }
1574 }
1575 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1576
1577 /*
1578  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1579  */
1580 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1581 {
1582         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1583
1584         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1585                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1586
1587                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1588                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1589
1590                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1591                                       bdev->bd_dev,
1592                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1593         }
1594 }
1595
1596 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1597 {
1598         char b[BDEVNAME_SIZE];
1599
1600         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1601         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1602                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1603                         bio->bi_rw,
1604                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1605                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1606
1607         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1608 }
1609
1610 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1611
1612 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1613
1614 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1615 {
1616         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1617 }
1618 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1619
1620 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1621 {
1622         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1623 }
1624
1625 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1626 {
1627         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1628                                                 NULL, &fail_make_request);
1629
1630         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1631 }
1632
1633 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1634
1635 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1636
1637 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1638                                         unsigned int bytes)
1639 {
1640         return false;
1641 }
1642
1643 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1644
1645 /*
1646  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1647  */
1648 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1649 {
1650         sector_t maxsector;
1651
1652         if (!nr_sectors)
1653                 return 0;
1654
1655         /* Test device or partition size, when known. */
1656         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1657         if (maxsector) {
1658                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1659
1660                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1661                         /*
1662                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1663                          * without checking the size of the device, e.g., when
1664                          * mounting a device.
1665                          */
1666                         handle_bad_sector(bio);
1667                         return 1;
1668                 }
1669         }
1670
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static noinline_for_stack bool
1675 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1676 {
1677         struct request_queue *q;
1678         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1679         int err = -EIO;
1680         char b[BDEVNAME_SIZE];
1681         struct hd_struct *part;
1682
1683         might_sleep();
1684
1685         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1686                 goto end_io;
1687
1688         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1689         if (unlikely(!q)) {
1690                 printk(KERN_ERR
1691                        "generic_make_request: Trying to access "
1692                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1693                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1694                         (long long) bio->bi_sector);
1695                 goto end_io;
1696         }
1697
1698         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1699                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1700                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1701                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1702                        bio_sectors(bio),
1703                        queue_max_hw_sectors(q));
1704                 goto end_io;
1705         }
1706
1707         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1708         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1709             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1710                                 bio->bi_size))
1711                 goto end_io;
1712
1713         /*
1714          * If this device has partitions, remap block n
1715          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1716          */
1717         blk_partition_remap(bio);
1718
1719         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1720                 goto end_io;
1721
1722         /*
1723          * Filter flush bio's early so that make_request based
1724          * drivers without flush support don't have to worry
1725          * about them.
1726          */
1727         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1728                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1729                 if (!nr_sectors) {
1730                         err = 0;
1731                         goto end_io;
1732                 }
1733         }
1734
1735         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1736             (!blk_queue_discard(q) ||
1737              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1738                 err = -EOPNOTSUPP;
1739                 goto end_io;
1740         }
1741
1742         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1743                 err = -EOPNOTSUPP;
1744                 goto end_io;
1745         }
1746
1747         /*
1748          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1749          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1750          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1751          * layer knows how to live with it.
1752          */
1753         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1754
1755         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1756                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1757
1758         trace_block_bio_queue(q, bio);
1759         return true;
1760
1761 end_io:
1762         bio_endio(bio, err);
1763         return false;
1764 }
1765
1766 /**
1767  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1768  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1769  *
1770  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1771  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1772  * to be done.
1773  *
1774  * generic_make_request() does not return any status.  The
1775  * success/failure status of the request, along with notification of
1776  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1777  * function described (one day) else where.
1778  *
1779  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1780  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1781  * set to describe the device address, and the
1782  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1783  * completion notification should be signaled.
1784  *
1785  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1786  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1787  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1788  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1789  */
1790 void generic_make_request(struct bio *bio)
1791 {
1792         struct bio_list bio_list_on_stack;
1793
1794         if (!generic_make_request_checks(bio))
1795                 return;
1796
1797         /*
1798          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1799          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1800          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1801          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1802          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1803          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1804          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1805          * should be added at the tail
1806          */
1807         if (current->bio_list) {
1808                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1809                 return;
1810         }
1811
1812         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1813          * explanation.
1814          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1815          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1816          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1817          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1818          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1819          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1820          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1821          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1822          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1823          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1824          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1825          */
1826         BUG_ON(bio->bi_next);
1827         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1828         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1829         do {
1830                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1831
1832                 q->make_request_fn(q, bio);
1833
1834                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1835         } while (bio);
1836         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1837 }
1838 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1839
1840 /**
1841  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1842  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1843  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1844  *
1845  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1846  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1847  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1848  *
1849  */
1850 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1851 {
1852         bio->bi_rw |= rw;
1853
1854         /*
1855          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1856          * go through the normal accounting stuff before submission.
1857          */
1858         if (bio_has_data(bio)) {
1859                 unsigned int count;
1860
1861                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1862                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1863                 else
1864                         count = bio_sectors(bio);
1865
1866                 if (rw & WRITE) {
1867                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1868                 } else {
1869                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1870                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1871                 }
1872
1873                 if (unlikely(block_dump)) {
1874                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1875                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1876                         current->comm, task_pid_nr(current),
1877                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1878                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1879                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1880                                 count);
1881                 }
1882         }
1883
1884         generic_make_request(bio);
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1887
1888 /**
1889  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1890  * @q:  the queue
1891  * @rq: the request being checked
1892  *
1893  * Description:
1894  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1895  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1896  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1897  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1898  *    the insertion using this generic function.
1899  *
1900  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1901  *    in some cases below, so export this function.
1902  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1903  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1904  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1905  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1906  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1907  *    when submitting requests.
1908  */
1909 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1910 {
1911         if (!rq_mergeable(rq))
1912                 return 0;
1913
1914         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1915                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1916                 return -EIO;
1917         }
1918
1919         /*
1920          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1921          * may differ from that of other stacking queues.
1922          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1923          * limitation.
1924          */
1925         blk_recalc_rq_segments(rq);
1926         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1927                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1928                 return -EIO;
1929         }
1930
1931         return 0;
1932 }
1933 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1934
1935 /**
1936  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1937  * @q:  the queue to submit the request
1938  * @rq: the request being queued
1939  */
1940 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1941 {
1942         unsigned long flags;
1943         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1944
1945         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1946                 return -EIO;
1947
1948         if (rq->rq_disk &&
1949             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1950                 return -EIO;
1951
1952         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1953         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1954                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1955                 return -ENODEV;
1956         }
1957
1958         /*
1959          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1960          * because it will be linked to another request_queue
1961          */
1962         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1963
1964         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1965                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1966
1967         add_acct_request(q, rq, where);
1968         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1969                 __blk_run_queue(q);
1970         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1971
1972         return 0;
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1975
1976 /**
1977  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1978  * @rq: request to examine
1979  *
1980  * Description:
1981  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1982  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1983  *     can be failed from the beginning of the request without
1984  *     crossing into area which need to be retried further.
1985  *
1986  * Return:
1987  *     The number of bytes to fail.
1988  *
1989  * Context:
1990  *     queue_lock must be held.
1991  */
1992 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1993 {
1994         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1995         unsigned int bytes = 0;
1996         struct bio *bio;
1997
1998         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1999                 return blk_rq_bytes(rq);
2000
2001         /*
2002          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2003          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2004          * which have all the failfast bits that the first one has -
2005          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2006          * one.
2007          */
2008         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2009                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2010                         break;
2011                 bytes += bio->bi_size;
2012         }
2013
2014         /* this could lead to infinite loop */
2015         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2016         return bytes;
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2019
2020 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2021 {
2022         if (blk_do_io_stat(req)) {
2023                 const int rw = rq_data_dir(req);
2024                 struct hd_struct *part;
2025                 int cpu;
2026
2027                 cpu = part_stat_lock();
2028                 part = req->part;
2029                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2030                 part_stat_unlock();
2031         }
2032 }
2033
2034 static void blk_account_io_done(struct request *req)
2035 {
2036         /*
2037          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2038          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2039          * containing request is enough.
2040          */
2041         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2042                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2043                 const int rw = rq_data_dir(req);
2044                 struct hd_struct *part;
2045                 int cpu;
2046
2047                 cpu = part_stat_lock();
2048                 part = req->part;
2049
2050                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2051                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2052                 part_round_stats(cpu, part);
2053                 part_dec_in_flight(part, rw);
2054
2055                 hd_struct_put(part);
2056                 part_stat_unlock();
2057         }
2058 }
2059
2060 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
2061 /*
2062  * Don't process normal requests when queue is suspended
2063  * or in the process of suspending/resuming
2064  */
2065 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2066                                            struct request *rq)
2067 {
2068         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2069             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2070                 return NULL;
2071         else
2072                 return rq;
2073 }
2074 #else
2075 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2076                                                   struct request *rq)
2077 {
2078         return rq;
2079 }
2080 #endif
2081
2082 /**
2083  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2084  * @q: request queue to peek at
2085  *
2086  * Description:
2087  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2088  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2089  *     processing it.
2090  *
2091  * Return:
2092  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2093  *     otherwise.
2094  *
2095  * Context:
2096  *     queue_lock must be held.
2097  */
2098 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2099 {
2100         struct request *rq;
2101         int ret;
2102
2103         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2104
2105                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2106                 if (!rq)
2107                         break;
2108
2109                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2110                         /*
2111                          * This is the first time the device driver
2112                          * sees this request (possibly after
2113                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2114                          */
2115                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2116                                 elv_activate_rq(q, rq);
2117
2118                         /*
2119                          * just mark as started even if we don't start
2120                          * it, a request that has been delayed should
2121                          * not be passed by new incoming requests
2122                          */
2123                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2124                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2125                 }
2126
2127                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2128                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2129                         q->boundary_rq = NULL;
2130                 }
2131
2132                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2133                         break;
2134
2135                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2136                         /*
2137                          * make sure space for the drain appears we
2138                          * know we can do this because max_hw_segments
2139                          * has been adjusted to be one fewer than the
2140                          * device can handle
2141                          */
2142                         rq->nr_phys_segments++;
2143                 }
2144
2145                 if (!q->prep_rq_fn)
2146                         break;
2147
2148                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2149                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2150                         break;
2151                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2152                         /*
2153                          * the request may have been (partially) prepped.
2154                          * we need to keep this request in the front to
2155                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2156                          * prevent other fs requests from passing this one.
2157                          */
2158                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2159                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2160                                 /*
2161                                  * remove the space for the drain we added
2162                                  * so that we don't add it again
2163                                  */
2164                                 --rq->nr_phys_segments;
2165                         }
2166
2167                         rq = NULL;
2168                         break;
2169                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2170                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2171                         /*
2172                          * Mark this request as started so we don't trigger
2173                          * any debug logic in the end I/O path.
2174                          */
2175                         blk_start_request(rq);
2176                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2177                 } else {
2178                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2179                         break;
2180                 }
2181         }
2182
2183         return rq;
2184 }
2185 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2186
2187 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2188 {
2189         struct request_queue *q = rq->q;
2190
2191         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2192         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2193
2194         list_del_init(&rq->queuelist);
2195
2196         /*
2197          * the time frame between a request being removed from the lists
2198          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2199          * the driver side.
2200          */
2201         if (blk_account_rq(rq)) {
2202                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2203                 set_io_start_time_ns(rq);
2204         }
2205 }
2206
2207 /**
2208  * blk_start_request - start request processing on the driver
2209  * @req: request to dequeue
2210  *
2211  * Description:
2212  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2213  *     request to the driver.
2214  *
2215  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2216  *     call blk_dequeue_request().
2217  *
2218  * Context:
2219  *     queue_lock must be held.
2220  */
2221 void blk_start_request(struct request *req)
2222 {
2223         blk_dequeue_request(req);
2224
2225         /*
2226          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2227          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2228          */
2229         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2230         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2231                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2232
2233         blk_add_timer(req);
2234 }
2235 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2236
2237 /**
2238  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2239  * @q: request queue to fetch a request from
2240  *
2241  * Description:
2242  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2243  *     return and LLD can start processing it immediately.
2244  *
2245  * Return:
2246  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2247  *     otherwise.
2248  *
2249  * Context:
2250  *     queue_lock must be held.
2251  */
2252 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2253 {
2254         struct request *rq;
2255
2256         rq = blk_peek_request(q);
2257         if (rq)
2258                 blk_start_request(rq);
2259         return rq;
2260 }
2261 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2262
2263 /**
2264  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2265  * @req:      the request being processed
2266  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2267  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2268  *
2269  * Description:
2270  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2271  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2272  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2273  *
2274  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2275  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2276  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2277  *
2278  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2279  *     %false return from this function.
2280  *
2281  * Return:
2282  *     %false - this request doesn't have any more data
2283  *     %true  - this request has more data
2284  **/
2285 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes,
2286                         struct batch_complete *batch)
2287 {
2288         int total_bytes;
2289
2290         if (!req->bio)
2291                 return false;
2292
2293         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2294
2295         /*
2296          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2297          * and each partial completion should be handled separately.
2298          * Reset per-request error on each partial completion.
2299          *
2300          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2301          * low level drivers do what they see fit.
2302          */
2303         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2304                 req->errors = 0;
2305
2306         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2307             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2308                 char *error_type;
2309
2310                 switch (error) {
2311                 case -ENOLINK:
2312                         error_type = "recoverable transport";
2313                         break;
2314                 case -EREMOTEIO:
2315                         error_type = "critical target";
2316                         break;
2317                 case -EBADE:
2318                         error_type = "critical nexus";
2319                         break;
2320                 case -EIO:
2321                 default:
2322                         error_type = "I/O";
2323                         break;
2324                 }
2325                 printk_ratelimited(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2326                                    error_type, req->rq_disk ?
2327                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2328                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2329
2330         }
2331
2332         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2333
2334         total_bytes = 0;
2335         while (req->bio) {
2336                 struct bio *bio = req->bio;
2337                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_size, nr_bytes);
2338
2339                 if (bio_bytes == bio->bi_size)
2340                         req->bio = bio->bi_next;
2341
2342                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error, batch);
2343
2344                 total_bytes += bio_bytes;
2345                 nr_bytes -= bio_bytes;
2346
2347                 if (!nr_bytes)
2348                         break;
2349         }
2350
2351         /*
2352          * completely done
2353          */
2354         if (!req->bio) {
2355                 /*
2356                  * Reset counters so that the request stacking driver
2357                  * can find how many bytes remain in the request
2358                  * later.
2359                  */
2360                 req->__data_len = 0;
2361                 return false;
2362         }
2363
2364         req->__data_len -= total_bytes;
2365         req->buffer = bio_data(req->bio);
2366
2367         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2368         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2369                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2370
2371         /* mixed attributes always follow the first bio */
2372         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2373                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2374                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2375         }
2376
2377         /*
2378          * If total number of sectors is less than the first segment
2379          * size, something has gone terribly wrong.
2380          */
2381         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2382                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2383                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2384         }
2385
2386         /* recalculate the number of segments */
2387         blk_recalc_rq_segments(req);
2388
2389         return true;
2390 }
2391 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2392
2393 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2394                                     unsigned int nr_bytes,
2395                                     unsigned int bidi_bytes,
2396                                     struct batch_complete *batch)
2397 {
2398         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes, batch))
2399                 return true;
2400
2401         /* Bidi request must be completed as a whole */
2402         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2403             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes, batch))
2404                 return true;
2405
2406         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2407                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2408
2409         return false;
2410 }
2411
2412 /**
2413  * blk_unprep_request - unprepare a request
2414  * @req:        the request
2415  *
2416  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2417  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2418  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2419  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2420  * lock is held when calling this.
2421  */
2422 void blk_unprep_request(struct request *req)
2423 {
2424         struct request_queue *q = req->q;
2425
2426         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2427         if (q->unprep_rq_fn)
2428                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2431
2432 /*
2433  * queue lock must be held
2434  */
2435 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2436 {
2437         if (blk_rq_tagged(req))
2438                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2439
2440         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2441
2442         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2443                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2444
2445         blk_delete_timer(req);
2446
2447         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2448                 blk_unprep_request(req);
2449
2450
2451         blk_account_io_done(req);
2452
2453         if (req->end_io)
2454                 req->end_io(req, error);
2455         else {
2456                 if (blk_bidi_rq(req))
2457                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2458
2459                 __blk_put_request(req->q, req);
2460         }
2461 }
2462
2463 /**
2464  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2465  * @rq:         the request to complete
2466  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2467  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2468  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2469  *
2470  * Description:
2471  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2472  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2473  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2474  *     just ignored.
2475  *
2476  * Return:
2477  *     %false - we are done with this request
2478  *     %true  - still buffers pending for this request
2479  **/
2480 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2481                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2482 {
2483         struct request_queue *q = rq->q;
2484         unsigned long flags;
2485
2486         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, NULL))
2487                 return true;
2488
2489         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2490         blk_finish_request(rq, error);
2491         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2492
2493         return false;
2494 }
2495
2496 /**
2497  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2498  * @rq:         the request to complete
2499  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2500  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2501  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2502  *
2503  * Description:
2504  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2505  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2506  *
2507  * Return:
2508  *     %false - we are done with this request
2509  *     %true  - still buffers pending for this request
2510  **/
2511 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2512                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes,
2513                                    struct batch_complete *batch)
2514 {
2515         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, batch))
2516                 return true;
2517
2518         blk_finish_request(rq, error);
2519
2520         return false;
2521 }
2522
2523 /**
2524  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2525  * @rq:       the request being processed
2526  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2527  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2528  *
2529  * Description:
2530  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2531  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2532  *
2533  * Return:
2534  *     %false - we are done with this request
2535  *     %true  - still buffers pending for this request
2536  **/
2537 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2538 {
2539         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2540 }
2541 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2542
2543 /**
2544  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2545  * @rq: the request to finish
2546  * @error: %0 for success, < %0 for error
2547  *
2548  * Description:
2549  *     Completely finish @rq.
2550  */
2551 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2552 {
2553         bool pending;
2554         unsigned int bidi_bytes = 0;
2555
2556         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2557                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2558
2559         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2560         BUG_ON(pending);
2561 }
2562 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2563
2564 /**
2565  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2566  * @rq: the request to finish the current chunk for
2567  * @error: %0 for success, < %0 for error
2568  *
2569  * Description:
2570  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2571  *
2572  * Return:
2573  *     %false - we are done with this request
2574  *     %true  - still buffers pending for this request
2575  */
2576 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2577 {
2578         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2579 }
2580 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2581
2582 /**
2583  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2584  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2585  * @error: must be negative errno
2586  *
2587  * Description:
2588  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2589  *
2590  * Return:
2591  *     %false - we are done with this request
2592  *     %true  - still buffers pending for this request
2593  */
2594 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2595 {
2596         WARN_ON(error >= 0);
2597         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2598 }
2599 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2600
2601 /**
2602  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2603  * @rq:       the request being processed
2604  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2605  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2606  *
2607  * Description:
2608  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2609  *
2610  * Return:
2611  *     %false - we are done with this request
2612  *     %true  - still buffers pending for this request
2613  **/
2614 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2615 {
2616         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0, NULL);
2617 }
2618 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2619
2620 /**
2621  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2622  * @rq: the request to finish
2623  * @error: %0 for success, < %0 for error
2624  *
2625  * Description:
2626  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2627  */
2628 void blk_end_request_all_batch(struct request *rq, int error, struct batch_complete *batch)
2629 {
2630         bool pending;
2631         unsigned int bidi_bytes = 0;
2632
2633         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2634                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2635
2636         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes, batch);
2637         BUG_ON(pending);
2638 }
2639 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all_batch);
2640
2641 /**
2642  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2643  * @rq: the request to finish the current chunk for
2644  * @error: %0 for success, < %0 for error
2645  *
2646  * Description:
2647  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2648  *     be called with queue lock held.
2649  *
2650  * Return:
2651  *     %false - we are done with this request
2652  *     %true  - still buffers pending for this request
2653  */
2654 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2655 {
2656         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2657 }
2658 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2659
2660 /**
2661  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2662  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2663  * @error: must be negative errno
2664  *
2665  * Description:
2666  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2667  *     with queue lock held.
2668  *
2669  * Return:
2670  *     %false - we are done with this request
2671  *     %true  - still buffers pending for this request
2672  */
2673 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2674 {
2675         WARN_ON(error >= 0);
2676         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2677 }
2678 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2679
2680 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2681                      struct bio *bio)
2682 {
2683         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2684         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2685
2686         if (bio_has_data(bio)) {
2687                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2688                 rq->buffer = bio_data(bio);
2689         }
2690         rq->__data_len = bio->bi_size;
2691         rq->bio = rq->biotail = bio;
2692
2693         if (bio->bi_bdev)
2694                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2695 }
2696
2697 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2698 /**
2699  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2700  * @rq: the request to be flushed
2701  *
2702  * Description:
2703  *     Flush all pages in @rq.
2704  */
2705 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2706 {
2707         struct req_iterator iter;
2708         struct bio_vec *bvec;
2709
2710         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2711                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2712 }
2713 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2714 #endif
2715
2716 /**
2717  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2718  * @q : the queue of the device being checked
2719  *
2720  * Description:
2721  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2722  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2723  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2724  *
2725  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2726  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2727  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2728  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2729  *    on burst I/O load.
2730  *
2731  * Return:
2732  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2733  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2734  */
2735 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2736 {
2737         if (q->lld_busy_fn)
2738                 return q->lld_busy_fn(q);
2739
2740         return 0;
2741 }
2742 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2743
2744 /**
2745  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2746  * @rq: the clone request to be cleaned up
2747  *
2748  * Description:
2749  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2750  */
2751 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2752 {
2753         struct bio *bio;
2754
2755         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2756                 rq->bio = bio->bi_next;
2757
2758                 bio_put(bio);
2759         }
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2762
2763 /*
2764  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2765  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2766  */
2767 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2768 {
2769         dst->cpu = src->cpu;
2770         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2771         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2772         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2773         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2774         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2775         dst->ioprio = src->ioprio;
2776         dst->extra_len = src->extra_len;
2777 }
2778
2779 /**
2780  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2781  * @rq: the request to be setup
2782  * @rq_src: original request to be cloned
2783  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2784  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2785  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2786  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2787  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2788  *
2789  * Description:
2790  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2791  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2792  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2793  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2794  *     and the cloned bios just point same pages.
2795  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2796  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2797  */
2798 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2799                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2800                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2801                       void *data)
2802 {
2803         struct bio *bio, *bio_src;
2804
2805         if (!bs)
2806                 bs = fs_bio_set;
2807
2808         blk_rq_init(NULL, rq);
2809
2810         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2811                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2812                 if (!bio)
2813                         goto free_and_out;
2814
2815                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2816                         goto free_and_out;
2817
2818                 if (rq->bio) {
2819                         rq->biotail->bi_next = bio;
2820                         rq->biotail = bio;
2821                 } else
2822                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2823         }
2824
2825         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2826
2827         return 0;
2828
2829 free_and_out:
2830         if (bio)
2831                 bio_put(bio);
2832         blk_rq_unprep_clone(rq);
2833
2834         return -ENOMEM;
2835 }
2836 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2837
2838 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2839 {
2840         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2841 }
2842 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2843
2844 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2845                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2846 {
2847         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2848 }
2849 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2850
2851 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2852
2853 /**
2854  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2855  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2856  *
2857  * Description:
2858  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2859  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2860  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2861  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2862  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2863  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2864  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2865  *   this kind of deadlock.
2866  */
2867 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2868 {
2869         struct task_struct *tsk = current;
2870
2871         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2872         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2873         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2874
2875         /*
2876          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2877          * flushed on its own.
2878          */
2879         if (!tsk->plug) {
2880                 /*
2881                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2882                  * preempt will imply a full memory barrier
2883                  */
2884                 tsk->plug = plug;
2885         }
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2888
2889 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2890 {
2891         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2892         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2893
2894         return !(rqa->q < rqb->q ||
2895                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2896 }
2897
2898 /*
2899  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2900  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2901  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2902  * plugger did not intend it.
2903  */
2904 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2905                             bool from_schedule)
2906         __releases(q->queue_lock)
2907 {
2908         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2909
2910         if (from_schedule)
2911                 blk_run_queue_async(q);
2912         else
2913                 __blk_run_queue(q);
2914         spin_unlock(q->queue_lock);
2915 }
2916
2917 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2918 {
2919         LIST_HEAD(callbacks);
2920
2921         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2922                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2923
2924                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2925                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2926                                                           struct blk_plug_cb,
2927                                                           list);
2928                         list_del(&cb->list);
2929                         cb->callback(cb, from_schedule);
2930                 }
2931         }
2932 }
2933
2934 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2935                                       int size)
2936 {
2937         struct blk_plug *plug = current->plug;
2938         struct blk_plug_cb *cb;
2939
2940         if (!plug)
2941                 return NULL;
2942
2943         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2944                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2945                         return cb;
2946
2947         /* Not currently on the callback list */
2948         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2949         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2950         if (cb) {
2951                 cb->data = data;
2952                 cb->callback = unplug;
2953                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2954         }
2955         return cb;
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
2958
2959 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2960 {
2961         struct request_queue *q;
2962         unsigned long flags;
2963         struct request *rq;
2964         LIST_HEAD(list);
2965         unsigned int depth;
2966
2967         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
2968
2969         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
2970         if (list_empty(&plug->list))
2971                 return;
2972
2973         list_splice_init(&plug->list, &list);
2974
2975         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
2976
2977         q = NULL;
2978         depth = 0;
2979
2980         /*
2981          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
2982          * queue lock we have to take.
2983          */
2984         local_irq_save(flags);
2985         while (!list_empty(&list)) {
2986                 rq = list_entry_rq(list.next);
2987                 list_del_init(&rq->queuelist);
2988                 BUG_ON(!rq->q);
2989                 if (rq->q != q) {
2990                         /*
2991                          * This drops the queue lock
2992                          */
2993                         if (q)
2994                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
2995                         q = rq->q;
2996                         depth = 0;
2997                         spin_lock(q->queue_lock);
2998                 }
2999
3000                 /*
3001                  * Short-circuit if @q is dead
3002                  */
3003                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3004                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3005                         continue;
3006                 }
3007
3008                 /*
3009                  * rq is already accounted, so use raw insert
3010                  */
3011                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3012                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3013                 else
3014                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3015
3016                 depth++;
3017         }
3018
3019         /*
3020          * This drops the queue lock
3021          */
3022         if (q)
3023                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3024
3025         local_irq_restore(flags);
3026 }
3027
3028 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3029 {
3030         blk_flush_plug_list(plug, false);
3031
3032         if (plug == current->plug)
3033                 current->plug = NULL;
3034 }
3035 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3036
3037 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
3038 /**
3039  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3040  * @q: the queue of the device
3041  * @dev: the device the queue belongs to
3042  *
3043  * Description:
3044  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3045  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3046  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3047  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3048  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3049  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3050  *
3051  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3052  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3053  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3054  *    not need to touch other autosuspend settings.
3055  *
3056  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3057  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3058  */
3059 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3060 {
3061         q->dev = dev;
3062         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3063         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3064         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3065 }
3066 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3067
3068 /**
3069  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3070  * @q: the queue of the device
3071  *
3072  * Description:
3073  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3074  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3075  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3076  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3077  *    proceed to suspend the device.
3078  *
3079  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3080  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3081  *
3082  *    This function should be called near the start of the device's
3083  *    runtime_suspend callback.
3084  *
3085  * Return:
3086  *    0         - OK to runtime suspend the device
3087  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3088  */
3089 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3090 {
3091         int ret = 0;
3092
3093         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3094         if (q->nr_pending) {
3095                 ret = -EBUSY;
3096                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3097         } else {
3098                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3099         }
3100         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3101         return ret;
3102 }
3103 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3104
3105 /**
3106  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3107  * @q: the queue of the device
3108  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3109  *
3110  * Description:
3111  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3112  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3113  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3114  *
3115  *    This function should be called near the end of the device's
3116  *    runtime_suspend callback.
3117  */
3118 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3119 {
3120         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3121         if (!err) {
3122                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3123         } else {
3124                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3125                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3126         }
3127         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3130
3131 /**
3132  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3133  * @q: the queue of the device
3134  *
3135  * Description:
3136  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3137  *    runtime resume of the device.
3138  *
3139  *    This function should be called near the start of the device's
3140  *    runtime_resume callback.
3141  */
3142 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3143 {
3144         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3145         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3146         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3147 }
3148 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3149
3150 /**
3151  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3152  * @q: the queue of the device
3153  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3154  *
3155  * Description:
3156  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3157  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3158  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3159  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3160  *
3161  *    This function should be called near the end of the device's
3162  *    runtime_resume callback.
3163  */
3164 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3165 {
3166         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3167         if (!err) {
3168                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3169                 __blk_run_queue(q);
3170                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3171                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3172         } else {
3173                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3174         }
3175         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3176 }
3177 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3178 #endif
3179
3180 int __init blk_dev_init(void)
3181 {
3182         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3183                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3184
3185         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3186         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3187                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI |
3188                                             WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
3189         if (!kblockd_workqueue)
3190                 panic("Failed to create kblockd\n");
3191
3192         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3193                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3194
3195         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3196                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3197
3198         return 0;
3199 }