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